Quimica Clinica, Bishop, 5ed

Principios, procedimientos y correlaciones Quinta edición

Michael L. B i s h o p

Química clínica PRINCIPIOS, PROCEDIMIENTOS Y CORRELACIONES QUINTA EDICIÓN

ZZZPHGLOLEURVFRP

Química clínica PRINCIPIOS, PROCEDIMIENTOS Y CORRELACIONES QUINTA EDICIÓN

M ic h a e l L. B is h o p , MS, CLS, MT(ASCP) Application Specialist Global Customer Service Knowledge Center 6 bioMérieux Durham, North Carolina

E dw ard P. Fody, MD Chief Departament of Pathology Erlanger Medical Center Chattanooga, Tennessee

L arry E. S c h o e f f , MS, MT(ASCP) Director and Associate Professor, Medical Laboratory Science Program University of Utah School of Medicine Education Consultant, ARUP Laboratories Salt Lake City, Utah T r a d u c c ió n :

IQ Francisco Sánchez Fragoso QFB Carina Amador Vázquez

MÉXICO · BOGOTÁ · BUENOS AIRES · CARACAS · GUATEMALA LISBOA · MADRID · NUEVA YORK · SAN JUAN · SANTIAGO · SAO PAULO AUCKLAND · LONDRES · MILÁN · MONTREAL · NUEVA DELHI SAN FRANCISCO · SIDNEY · SINGAPUR · ST. LOUIS · TORONTO

A Sheila, Chris, y Carson por su apoyo y paciencia MLBA A Nancy, mi esposa, por su continuo apoyo y dedicación EPF A mi esposa, Anita, por su amor y apoyo LES

Prólogo Parece que fue hace poco que escrib í el prólogo de la cuarta edición de este libro. No obstante, desde entonces encu en­ tro que han sido introducidas m uchas pruebas de diagnós­ tico nuevas y que, b ajo las recientes norm as ADA/HSS, las pruebas m ás antiguas, in clu so la de la glucosa, tien en que cum plir fu nciones más dem andantes. N uestro laboratorio ha cam biado la m ayor parte de sus sistem as analíticos, in s­ talado un nuevo sistem a de inform ación y ha sido reorga­ nizado para satisfacer las necesidades siem pre crecientes de u n sistem a de atención de la salud que depende en gran m edida de pruebas de laboratorio. M u cho ha cam biado desde la cuarta edición, y es m érito de los editores y cola­ boradores de este libro que estén com prom etidos a m an­ tener el contenid o educacional actual con los cam bios que ocu rren en la m edicina de laboratorio. M uchas pruebas, m étodos y sistem as de m ed ición nuevos con tin ú an siendo introd ucid os en el m ercado de aten ción de la salud que cada vez es m ás com petitivo. Las pruebas de laboratorio parecen fáciles de realizar; sin em bargo, los procesos de análisis suelen requerir tecn o­ logía com pleja que es más difícil entender. Nuevas prue­ bas están evolucionando com o resultado de hallazgos de investigación recientes, ju n to con nuevos procesos de m edición que, otra vez, dependen de tecnología com pleja. E l único constante es, al parecer, el conocim iento creciente requerido para entender la ciencia del laboratorio clínico actual. Este cam bio rápido y evolución de las pruebas de labo­ ratorio h ace cada vez m ás difícil captar el conocim iento que define el estado actual de la práctica para los cien tí­ ficos del laboratorio clínico. La tarea del profesional de laboratorio se vuelve más im ponen te y tam bién m ás críti­ ca con cada año que pasa. Por fortuna, los editores y cola­ boradores de este texto han estado dispuestos a enfrentar esta tarea en apariencia im posible para apoyar y desarro­ llar la profesión. ¡D eseo agradecerles y felicitarlos! La quinta edición de Química clínica: principios, proce­ dimientos y correlaciones continú a su m isión de atender las necesidades de la edu cación form al de nuestros estu­ diantes en la ciencia del laboratorio clín ico , así com o las necesidades continu as de los profesionales del área. Ésta

facilita el proceso educacional al identificar los objetivos del aprendizaje, enfocándose en concep tos e ideas clave, y aplicando la teoría a través de casos prácticos. Cubre los aspectos básicos del análisis de laboratorio, así com o m uchas áreas especiales de las pruebas de laboratorio clí­ nico. Y, aún es posible llevar este libro a clase, al laborato­ rio, la oficina o a casa para estudiar. Por haber trabajado de form a personal con algunos de los editores y colaboradores, sé que tien en gran nivel, tanto en el laboratorio com o en el salón de clases. Sus intereses y bases proveen un balance excelen te entre lo académ ico y lo p ráctico , lo que asegura que tanto estudiantes com o profesionales tengan ante sí una base b ien desarrollada de con o cim ien to que ha sido refinada de m anera cuidadosa por la experiencia. Proveen el cribado y selección necesa­ rios para separar el trigo de la paja, y proveer el sustento real para nuestros estudiantes y n osotros m ism os. Para la m u ltitud de estudiantes a quienes va dirigido este libro, perm ítanm e transm itirles algunas recom end a­ ciones de m i am igo y m entor O laf el vikingo. Al parecer su jo v e n h ijo se estaba em barcando en un viaje al m undo real de trabajo. E l h ijo de O laf le pregunta, “¿C óm o llego a la cim a ?” la recom en d ación de O laf fue, “ ¡Tienes que em pe­ zar desde abajo y com enzar a s u b ir!” D espués de reflexio­ nar esto por un m om ento, su h ijo preguntó, “¿C óm o llego al fo n d o ?” O laf contestó, “¡Tienes que co n o cer a a lg u ien !” Al igual que los estudiantes de la cien cia del laboratorio clín ico , se debe estudiar y prestar atención a las recom en ­ d aciones de este libro; sin em bargo, se debe buscar tam ­ b ién a los m entores. Los autores de este libro, así com o sus instructores de curso y sus profesores en el laboratorio, son claves para in iciar su carrera. ¡Búsquelos y benefíciese de su aprendizaje y experiencia! Estos profesionales co n o ­ cen lo últim o, y poseen el con o cim ien to actual del área y, sobre todo, están dedicados a ayudarlo.

Ja m e O. Westgard, PhD Professor, Pathology and L aboratory M edicine University o f Wisconsin Madison, Wisconsin

vii

Prefacio La quím ica clín ica continú a siendo una de las áreas de la m ed icina de laboratorio que avanza con más rapidez. Desde la p u blicación de la prim era ed ición de este libro en / 1 9 8 5 , han tenido lugar m u chos cam bios. Nuevas tec­ nologías y técnicas analíticas han sido introducidas, con u n im pacto im presionante en la práctica de la quím ica clínica. Adem ás, el sistem a de aten ción de la salud está cam biando. Hay m ayor énfasis en m ejo rar la calidad de la atención del pacien te, los resultados de cada uno de los pacien tes, la responsabilidad financiera y la adm inistra­ ció n de calidad total. La prueba en el lugar de la atención (PLDA ) está tam bién a la vanguardia de la práctica de la aten ción de la salud, y ha puesto de m anifiesto retos y oportunidades para los laboratoristas clín icos. A hora, más que n u nca, los laboratoristas necesitan interesarse en las correlaciones de enferm edad, interpretaciones, resolución de problem as, aseguram iento de la calidad y efectividad de costos; n ecesitan saber n o sólo el cóm o de las pruebas sino tam bién el qué, p o r qué y cuándo. Los editores de Química clínica: principios y procedim ientos han designado la quinta ed ición com o u n recurso in clu so m ás valioso para estu­ diantes y profesionales. Al igual que las cuatro ediciones anteriores, la quinta edi­ ció n de Química clínica: principios, procedim ientos y corre­ laciones es com pleta, actualizada y fácil de entender para estudiantes de todos los niveles. Tam bién pretende ser un recurso organizado de m anera práctica para profesores y profesionales. Los editores h an intentad o m antener la legi­ bilidad del libro y m ejorar su contenid o. D ebido a que los laboratoristas clínico s usan sus habilidades interpretativas

y analíticas en la práctica diaria de la quím ica clín ica, se ha h echo un esfuerzo para m antener u n equilibrio apropiado entre principios analíticos, técnicas y las correlaciones de resultados con los estados m orbosos. E n esta quinta edición, los editores han h echo varios cam bios im portantes en respuesta a peticion es de lecto ­ res, alum nos, profesores y profesionales. Los contenid os de capítulo, objetivos, térm inos clave y resúm enes han sido actualizados y ampliados. Cada capítulo ahora in clu ­ ye estudios de caso com unes, actualizados, y preguntas o ejercicios de práctica. Se ha am pliado el glosario de térm i­ nos. Para proveer u n estudio actualizado y com pleto de la quím ica clín ica, todos los capítulos h an sido actualiza­ dos y revisados por profesionales que p ractican la quím i­ ca clín ica y la m edicina de laboratorio todos los días. Los proced im ientos básicos de los proced im ientos analíticos analizados en los capítulos reflejan las técnicas m ás recien ­ tes o ejecutadas com únm ente en el laboratorio de quím ica clínica. Los procedim ientos detallados han sido om itidos debido a la diversidad de equipo y con ju n tos com ercia­ les em pleados en los laboratorios clín ico s actuales. Los m anuales de instrum ento e in stru ccion es de los co n ju n ­ tos son las referencias más confiables para in stru ccion es detalladas o procedim ientos analíticos actuales. Todo el m aterial de los capítulos ha sido actualizado, m ejorad o y reorganizado para m ejo r continuidad y legibilidad.

M ichael L. Bishop Edward P. Fody Larry E. S ch oeff

ix

Colaboradores Dev Abraham, MD

Elizabeth L. Frank, PhD

A ssistant Professor in M edicine U niversity o f U tah School o f M edicine

A ssistant Professor— Clinical D epartm ent o f Pathology

Salt Lake City, U tah

U niversity o f U tah Health Sciences Center Salt Lake City, U tah

John J, Ancy» MA, RRT D irector o f Respiratory Services St. Elizabeth's Hospital Belleville, Illinois

Michael J. Bennett, PhD, FRCPath, FACB, DABCC Professor o f Pathology and Pediatrics M ary Q uincy Parsons and Kelsey Louise W right Profes­ sor o f M itochond rial D isease Research U niversity o f Texas Southw estern M edical Center D allas, Texas

Vicki S. Freeman, PhD, MT(ASCP)SC C hair and A ssociate Professor D epartm ent o f C linical Laboratory S cience S chool o f Allied H ealth Science T h e U niversity o f Texas M edical B ranch at G alveston G alveston, Texas

Lynn R. Ingram, MS Program D irector C linical Laboratory Sciences U niversity o f Tennessee, M em phis

Larry H. Bernstein, MD Chief, C linical Pathology New York M ethodist H ospital W eill C ornell Brooklyn, New York

Larry A, Broussard, PhD, DABCC, FACB Professor C linical Laboratory Sciences LSU H ealth Sciences Center New O rleans, Louisiana

M em phis, Tennessee

Robert E. Jones, MD, FACP, FACE A d ju nct A ssociate Professor o f M edicine and Pediatrics U niversity o f U tah S chool o f M edicine D iabetes Scientific M anager Aventis Pharm aceuticals Salt Lake City, U tah

Lauren E. Knecht, BA Salt Lake City, U tah

Ellen Carreiro-Lewandowski, MS, CLS Professor D epartm ent o f M edical Laboratory S cience U niversity o f M assachusetts D artm outh N orth D artm outh, M assachusetts

Thomas P. Knecht, MD, PhD A ssociate Professor o f M edicine D ivisión o f E ndocrinology U niversity o f U tah School o f M edicine Salt L ake City, U tah

George S. Cembrowski, MD, PhD A ssociate Professor D epartm ent o f Laboratory M edicine and Pathology U niversity o f Alberta D irector, M edical B iochem istry Regional Laboratory Services Capital H ealth A uthority E dm onton, A lberta, Cañada

Daniel H, Knodel, MD, FACP, JD A ssociate Professor o f M edicine— C linical D ivisión o f E nd ocrinology and M etabolism U niversity o f U tah S ch ool o f M edicine Salt Lake City, U tah

Robín Gaynor Krefetz, MEd, MT(ASCP), CLS(NCA) CLT Program D irector

Sharon S. Ehrmeyer, PhD, MT(ASCP) Professor, P athology and Laboratory M edicine D irector, MT/CLS U niversity o f W isco n sin M adison, W isco n sin

C om m unity College o f Philadelphia Philadelphia, Pennsylvania

xi

xii

COLABORADORES

Ronald H, Laessig, PhD

Joan E. Polancic, MSEd, CLS(NCA)

Professor, Popu lation Health

D irector o f E du cation & P ro ject Planning

Professor, Pathology and Laboratory M edicine D irector, W isco n sin State Laboratory o f Hygiene U niversity o f W isco n sin M adison, W isco n sin

A m erican Society for C linical Laboratory Science Bethesda, M aryland

Elizabeth E. Porter, BS, MT(ASCP) Lab A lliance, C incinnati, O hio

Louann W, Lawrence, DrPH, CLS(NCA) Professor and D epartm ent Head C linical Laboratory Sciences S chool o f Allied H ealth Professions L ouisiana State U niversity H ealth Sciences C enter New O rleans, Louisiana

Barbara i. Lindsey, MS, CLSp(C), C(ASCP), ART(CSLT) Chair, D epartm ent o f C linical Laboratory Sciences Virginia C om m onw ealth U niversity R ichm ond , Virginia

Roberta A. Martindale, BSc(MLS), MLT, MT(ASCP) Lecturer/Clinical Instru ctor D ivisión o f M edical Laboratory S cience D epartm ent o f Laboratory M edicine and Pathology U niversity o f Alberta E dm onton, A lberta, Cañada

Technical Specialist, P oin t of Care T h e H ealth A lliance, Laboratory Services . C in cin nati, O hio

Alan T. Remaley, MD, PhD N ational Institutes o f H ealth Sénior Staff D epartm ent o f Laboratory M edicine Bethesda, M aryland

Wiiliam L. Roberts, MD. PhD A ssociate Professor D epartm ent o f Pathology University o f U tah H ealth Sciences Center Salt Lake City, UT

Frank A. Sedor, PhD, DABCC D irector, C linical C hem istry Services D uke U niversity M edical Center D urham , N orth Carolina

Gwen A, McMillin, PhD A ssistant Professor (C lin ical) o f Pathology

Carol J. Skarzynski, BA, SC(ASCP)

U niversity o f U tah School o f M edicine M edical D irector, C linical Toxicology ARUP Laboratories, Inc. Salt Lake City, U tah

C linical Instru ctor D epartm ent o f Pathology and Laboratory M edicine Hartford H ospital S chool o f Allied Health Hartford, C o nnecticu t

Judith R. McNamara, M I

LeAnne Swenson, MD

Lipid M etabolism and Cardiovascular Research

D ivisión o f E nd ocrinology

Laboratories Je a n M ayer USDA H um an N utrition Research C enter on Aging at Tufts U niversity and G erald J . and D orothy R. Fried m an S ch oo l o f N utrition

D epartm ent o f M edicine U niversity o f U tah Salt Lake City, U tah

Science and Policy Tufts U niversity B oston , M assachusetts

David P. Thorne, PhD, MT(ASCP) M edical Technology Program M ichigan State U niversity E ast Lansing, M ichigan

A. Wayne Meikle, MD Professor o f M edicine and Pathology U niversity o f U tah School o f M edicine D irector, E nd ocrine Testing Laboratory ARUP Laboratories Salt Lake City, U tah

Susan Orton, PhD, MS, MT(ASCP) Sénior C linical Im m unology Fellow M cL end on C linical Labs U niversity o f N orth Carolina H ealthcare Chapel H ill, N orth Carolina

John G. Toffalettí, PhD A ssociate Professor o f Pathology C o-D irector o f C linical C hem istry Services D uke U niversity M edical C enter D urham , N orth Carolina

COLABORADORES

AVP, Director of Corporate Safety ARUP Laboratories Salt Lake City, Utah

Alan H, B. Wu, PhD Director, Clinical Chemistry Laboratory Hartford Hospital Hartford, Connecticut

G, Russell Warnick, MS, MBA

James T. Wu

President Pacific Biometrics Research Foundation Issaquah, Washington

Professor of Pathology Department of Pathology University of Utah Health Sciences Center Salt Lake City, Utah

Tolmie E. Wachter, SLS(ASCP)

xiii

Agradecimientos U n proyecto tan grande com o éste requiere la asistencia y apoyo de m u chos individuos. Los editores desean expresar su agradecim iento a los colaboradores de esta quinta edi­ ción de Química clínica: principios, procedim ientos y corre­ laciones -lo s profesionales de laboratorio y educadores dedicados a quienes los editores han tenido el privilegio de con o cer y con quienes han intercam biado ideas durante años. Estas personas fueron seleccionadas por su experien­ cia en áreas particulares y su com prom iso con la educación de los laboratoristas clínicos. M uchos han pasado su vida profesional en el laboratorio clín ico , en la m esa de trabajo, enseñando a los alum nos o intercam biando ideas con espe­ cialistas clínicos. E n estas posiciones de prim era línea, han desarrollado una perspectiva de lo que es im portante para la siguiente generación de laboratoristas clínicos. Se extiende el agradecim iento a los alum nos, colegas, profesores y m entores en la profesión que han ayudado a conform ar nuestras ideas acerca de la práctica de la quím i­ ca clín ica y la educación. Tam bién, querem os agradecer a

las m u chas com pañías y organizaciones profesionales que proporcionaron inform ación de productos y fotografías, o autorizaron reproducir diagram as y cuadros de sus pu bli­ caciones. M u chos docum entos del N ational Com m ittee fo r Clinical Laboratory Standards (NCCLS) han sido tam bién recursos de inform ación im portantes. Estos docum entos están referidos de m odo directo en los capítulos apropia­ dos. Los editores recon o cen la co n trib u ció n y esfuerzo de las personas que participaron en ediciones anteriores. Sus esfuerzos proporcionaron el m arco para m u chos de los nuevos capítulos. Por ú ltim o, se recon o ce co n grati­ tud la coo p eració n y asistencia del personal de L ipp incott W illiam s & W ilk in s, en particular a K evin D ietz por sus recom end aciones y apoyo. Los editores se esfuerzan de form a continu a para m e jo ­ rar ediciones futuras de este libro. De nuevo se pide y se da la bienvenida a com entarios, críticas e ideas de nuestros lectores para el m ejoram ien to de este libro.

xv

Contenido CÓM O CREAR CONCIENCIA DE LA SEGURIDAD ENTRE EL PERSONAL DEL LABORATORIO / 35 Responsabilidad sobre la seguridad / 35 Señalización y etiquetado / 36 EQUIPO DE SEGURIDAD / 36 Campanas / 36 Equipo de almacenamiento químico / 36 Equipo de protección personal / 37 SEGURIDAD BIOLÓGICA / 38 Consideraciones generales / 38 Derrames / 38 Plan de control de exposición a patógenos llevados por la sangre / 38 Patógenos llevados por el aire / 39 Envío / 39 SEGURIDAD QUÍMICA / 39 Comunicación de riesgos / 39 Hoja de datos de segundad del material (HDSM) / 39 Estándar de laboratorio / 40 Efectos tóxicos de sustancias peligrosas / 40 Almacenamiento y manejo de sustancias químicas / 40 SEGURIDAD EN RELACIÓN CON LA RADIACIÓN / 41 Protección ambiental / 41 Protección del personal / 41 Radiación no ionizante / 41 SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS / 42 Química del fuego / 42 Clasificación de incendios / 42 Tipos y aplicaciones de extintores de fuego / 42 CONTROL DE OTROS RIESGOS / 43 Riesgos eléctricos / 43 Riesgos con gases comprimidos / 43 Riesgos con materiales criogénicos / 44 Riesgos mecánicos / 44 Riesgos ergonómicos / 44 ELIMINACIÓN DE MATERIALES PELIGROSOS / 44 Desechos químicos / 44 Desechos radiactivos / 45 Desechos biopeligrosos / 45 DOCUMENTACIÓN E INVESTIGACIÓN DE ACCIDENTES / 45 RESUMEN / 46 PREGUNTAS DE REPASO / 46 LECTURAS RECOMENDADAS / 47

Prólogo / vii Prefacio / ix Colaboradores /xi A gradecim ientos / xv pa rte

I

Principios básicos y práctica de la química clínica / 1_________________ 1

Principios básicos y práctica / 2 Eileen Carreiro-Lewandowski UNIDADES DE M ED ID A / 3 REACTIVOS / 4 Sustancias químicas / 4 Materiales de referencia / 5 Especificaciones para el agua / 5 Propiedades de la solución / 6 MATERIALES DEL LABORATORIO CLÍNICO / 8 Termómetros y temperatura / 9 Material de vidrio y de plástico / 9 Desecadores y desecantes / 1 5 Balanzas / 16 TÉCNICAS BÁSICAS DE SEPARACIÓN / 17 Centrifugación / 17 Filtración / 18 Diálisis /1 8 MATEMÁTICAS Y CÁLCULOS DE LABORATORIO / 19 Cifras significativas / 19 Logaritmos / 19 Concentración / 20 Diluciones / 23 Agua de hidratación / 25 CONSIDERACIONES ACERCA DE LA MUESTRA / 26 Tipos de muestras / 26 Procesamiento de la prueba / 29 Variables de la muestra / 29 Cadena de custodia / 31 RESUMEN / 31 PREGUNTAS DE REPASO / 31 REFERENCIAS / 32

2

Seguridad y regulaciones en el laboratorio / 34 Tolmie E. Wachter SEGURIDAD Y REGLAS EN EL LABORATORIO / 35 Ley de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) / 35 Otras reglas y normas / 35

3

Control de calidad y estadística / 48 George 5. Cembrowski y Roberta A. Martindale CONCEPTOS ESTADÍSTICOS / 49 Estadística descriptiva / 4 9 Estadísticas ¡nferenciales / 55 INTERVALOS DE REFERENCIA (ALCANCE NORMAL) / 57 Definición del intervalo de referencia / 57 Recolección de datos para estudios de intervalo de referencia / 58

xvii

CONTENIDO

Análisis estadístico de los datos del intervalo de referencia / 58 EFIC A C IA D EL DIAGNÓSTICO / 61 Teoría del valor predictivo / 61 M ÉTO D O DE SELECCIÓN Y EVALU ACIÓ N / 64 Método de selección / 64 Método de evaluación / 64 Medición de la imprecisión / 64 Medición de la inexactitud / 65 Experimento de comparación de métodos / 66 A SEG U R A M IEN TO Y CO N TRO L DE LA C A LID A D / 69 Control de calidad / 70 Operación general de un sistema de control de calidad estadístico / 71 Respuesta de las reglas de control al error / 72 Uso de datos del paciente para control de calidad / 79 Control de calidad externo / 80 Prueba en el lugar de la atención: la dificultad más reciente / 81 Hacia la atención de calidad del paciente / 83 PRO B LEM A S DE PRÁCTICA / 84 PREG U N TAS DE REPASO / 86 REFEREN CIAS / 87

INSTRUMENTACIÓN PARA PROTEÓM ICA / 115 Electroforesis bidimensional / 116 Espectrometría de masas MADI-TOF y SELDI-TOF / 116 O SM O M ETRÍA/ 117 Osmómetro de punto de congelamiento / 118 TÉCNICAS ANALÍTICAS PARA PRUEBAS EN EL LUGAR DE LA ATENCIÓN (PLDA) / 119 RESUMEN / 120 PREGUNTAS DE REPASO / 121 REFERENCIAS / 122

5

William L. Roberts HISTORIA DE LOS ANALIZADORES AUTOMATIZADOS / 125 FUERZAS IMPULSORAS HACIA MÁS AUTOMATIZACIÓN / 125 ENFOQUES BÁSICOS HACIA LA AUTOMATIZACIÓN / 126 PASOS DEL ANÁLISIS AUTOMATIZADO / 127 Preparación e identificación de la muestra / 127 Medición de la muestra y entrega / 129 Sistemas de reactivos y entrega / 132 Fase de reacción química / 133 Fase de medición /1 3 6 Procesamiento de la señal y manejo de datos /1 3 8 SELECCIÓN DE ANALIZADORES AUTOMATIZADOS / 139 AUTOMATIZACIÓN TOTAL DEL LABORATORIO / 140 Fase preanalítica (procesamiento de la muestra) / 140 Fase analítica (análisis químicos) / 141 Fase posanalítica (manejo de datos) / 142 TENDENCIAS FUTURAS EN LA AUTOMATIZACIÓN / 142 RESUMEN / 142 PREGUNTAS DE REPASO / 143 REFERENCIAS / 144

Técnicas analíticas e instrum entación / 90 Alan H. B. Wu ESPEC TR O FO TO M ETR ÍA Y FO TO M ETRÍA / 91 Ley de Beer / 91 Instrumentos espectrofotométricos / 93 Elementos de un espectrofotómetro / 93 Aseguramiento de la calidad del espectrofotómetro / 96 Espectrofotómetro de absorción atómica / 97 Fotometría de flama / 98 Fluorometría / 98 Quimioluminiscencía /1 0 0 Turbidez y nefelometría /1 0 0 Aplicaciones láser / 101 E L E C T R O Q U ÍM IC A /101 Celdas galvánicas y electrolíticas /101 Semiceidas /101 Electrodos selectivos de iones (ESI) / 102 Electrodos de pH / 102 Electrodos detectores de gas /1 0 4 Electrodos de enzimas / 104 Cloridómetros coulométricos y voltametría de separación anódica / 105 ELECTR O FO R ESIS / 105 Procedimiento /1 0 5 Materiales de soporte / 106 Tratamiento y aplicación de la muestra / 106 Detección y cuantificación /1 0 6 Electroendosmosis /1 0 7 Enfoque isoeléctrico / 107 Electroforesis capilar / 107 C R O M A TO G R A FÍA / 108 Modos de separación / 108 Procedimientos cromatográficos /1 0 9 Cromatografía líquida de alta presión (CLAP) /1 1 0 Cromatografía de gases /111

Principios de autom atización quím ica clínica I 124

6

Inrnunoensayos y técnicas con sonda de ácido nucleico / 145 Susan Orton INMUNOENSAYOS / 146 Consideraciones generales / 146 Inrnunoensayos no marcados / 147 Inrnunoensayos marcados /151 SONDAS DE ÁCIDO NUCLEICO / 160 Química del ácido nucleico / 161 Técnicas de hibridación / 161 Aplicaciones de la sonda de ácido nucleico / 164 RESUMEN / 164 PREGUNTAS DE REPASO / 165 REFERENCIAS / 166

7

Pruebas en el lugar de la atención / 168 Elizabeth E. Porter ADMINISTRACIÓN Y ESTRUCTURA / 169 Licencia y regulación CU A / 169

CONTENIDO

Personal de apoyo / 169 Estandarización / 171 Estructura de supervisión / 172 COMUNICACIÓN / 172 Manejo de una petición para PLDA nueva o adicional / 172 Selección preliminar de dispositivos o métodos / 172 Validación / 173 Negociación de contrato /1 7 3 Ejecución / 173 EXAMEN DE APTITUD / 174 APLICACIONES EN EL LUGAR DE LA ATENCIÓN / 175 Determinación de glucosa en el LDA /1 7 5 Constituyentes químicos y gases sanguíneos determinados en el LDA / 175 Coagulación en el LDA / 175 Hematología en el LDA / 176 Conectividad en el LDA / 176 RESUMEN / 176 PREGUNTAS DE REPASO / 177 REFERENCIAS /1 7 7 PARTE II

Correlaciones clínicas y procedimientos analíticos / 178____________________________ 8

Am inoácidos y proteínas / 179 Barbara J. Lindsey AMINOÁCIDOS / 180 Estructura básica / 180 Metabolismo /1 8 0 Aminoacidopatías / 180 Análisis de aminoácidos / 186 PROTEÍNAS / 186 Características generales / 186 Síntesis / 191 Catabolismo y balance de nitrógeno / 192 Clasificación /1 9 2 Función general de las proteínas /1 9 2 Proteínas plasmáticas / 193 Proteínas diversas /1 9 9 Anormalidades de proteína total / 202 Métodos de análisis / 203 Proteínas en otros líquidos corporales / 211 RESU M EN / 215 PREGUNTAS DE REPASO / 216 R E FER E N C IA S /217

9

CREATININA/CREATINA / 223 Bioquímica / 223 Correlaciones de enfermedad / 223 Métodos analíticos para creatinina / 225 Requisitos de la muestra y sustancias que interfieren / 227 Fuentes de error / 227 Intervalo de referencia / 227 Métodos analíticos para creatina / 227 ÁCIDO ÚRICO / 227 Bioquímica / 227 Correlaciones de enfermedad / 28 Métodos analíticos / 2239 Requisitos de la muestra y sustancias que interfieren / 230 Intervalo de referencia / 230 AMONIACO / 231 Bioquímica / 231 Correlaciones de enfermedad / 231 Métodos analíticos / 231 Requisitos de la muestra y sustancias que interfieren / 231 Fuentes de error / 232 Intervalo de referencia / 232 RESUMEN / 232 PREGUNTAS DE REPASO / 233 REFERENCIAS / 234

Com puestos de nitrógeno no proteínico / 219 Elizabeth L. Frank UREA / 220 Bioquímica / 220 Correlaciones de enfermedad / 220 Métodos analíticos / 221 Requisitos de la muestra y sustancias que interfieren / 222 Intervalo de referencia / 223

Enzim as / 236 Robín Gaynor Krefetz y Gwen A. McMillin PROPIEDADES GENERALES Y DEFINICIONES / 237 CLASIFICACIÓN DE ENZIMAS Y NOMENCLATURA / 237 CINÉTICA DE ENZIMAS / 238 Mecanismo catalítico de enzimas / 238 Factores que afectan las reacciones enzimáticas / 239 Medición de la actividad enzimática / 242 Cálculo de la actividad enzimática / 243 Medición de la masa de enzima / 243 Enzimas como reactivos / 243 ENZIMAS DE IMPORTANCIA CLÍNICA / 243 Cinasa de creatina / 243 Deshidrogenasa de lactato / 248 Aminotransferasa de aspartato / 250 Aminotransferasa de alanina / 251 Fosfatasa alcalina / 252 Fosfatasa ácida / 253 y-Glutamiltransferasa / 255 Amilasa / 256 Lipasa / 257 Deshidrogenasa de glucosa-6-fosfato / 258 RESUMEN / 259 PREGUNTAS DE REPASO / 259 REFERENCIAS / 260

xix

xx

11

CONTENIDO

Carbohidratos / 262 Vicki 5. Freeman DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS CARBOHIDRATOS / 263 Clasificación de los carbohidratos / 263 Estereoisómeros / 264 Monosacáridos, disacáridos y polisacáridos / 264 Propiedades químicas de los carbohidratos / 264 Metabolismo de la glucosa / 265 Destino de la glucosa / 265 Regulación del mecanismo de carbohidratos / 267 HIPERGLUCEMIA / 268 Diabetes mellitus / 268 Fisiopatología de la diabetes m e llitu s/271 Criterios para el diagnóstico de la diabetes mellitus / 271 HIPOGLUCEMIA / 273 Defectos genéticos en el metabolismo de carbohi­ dratos / 274 FUNCIÓN DEL LABORATORIO EN EL DIAGNÓSTICO DIFERENCIAL Y EL TRATAMIENTO DE PACIENTES CON ALTERACIONES METABÓLICAS DE LA GLUCOSA / 274 Métodos de medición de glucosa / 275 Automonitoreo de glucosa sanguínea (AMGS) / 276 Tolerancia a la glucosa y pruebas posprandiales de dos h o ra s /276 Hemoglobina glucosilada / 277 Cetonas / 278 Microalbuminuria / 279 Prueba de autoanticuerpo insulínico de los islotes / 279 RESUMEN / 279 PREGUNTAS DE REPASO / 280 REFERENCIAS / 281

Arteriosclerosis / 293 Hiperlipoproteinemia / 294 Hipercolesterolemia / 295 Hipertrigliceridemia / 295 Hiperlipoproteinemia combinada / 296 Incremento de Lp(a) / 296 Hipolipoproteinemia / 296 Hipoalfalipoproteinemia / 296 ANÁLISIS DE LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS / 298 Medición de lípidos / 298 Medición de colesterol / 298 Medición de triglicérido / 299 Métodos de lipoproteína / 300 Métodos de H D L/ 300 Métodos para LDL / 302 Analizadores compactos / 303 Métodos de apolipoproteína / 303 Medición de fosfolípidos / 303 Medición de ácidos grasos / 303 ESTANDARIZACIÓN DE ENSAYOS DE LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS / 304 Precisión / 304 Exactitud / 304 Interacciones de matriz / 305 Red de laboratorios para el método de referencia de colesterol del CDC / 305 Objetivos de desempeño analítico / 305 Control de calidad / 305 Recolección de la muestra / 305 RESUMEN / 306 PREGUNTAS DE REPASO / 306 REFERENCIAS / 307

Electrólitos / 314 Joan E. Polancic

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Lípidos y lipoproteínas / 282 Alan T. Remaley, Judith R. McNamara y G. Russell Warnick QUÍMICA DE LÍPIDOS / 283 . Ácidos grasos / 283 Triglicéridos / 284 Fosfolípidos / 284 Colesterol / 285 ESTRUCTURA GENERAL DE LIPOPROTEÍNAS / 285 Quilomicrones / 286 Lipoproteínas de muy baja densidad / 287 Lipoproteínas de baja densidad / 287 Lipoproteína (a) / 287 Proteínas de alta densidad / 287 FISIOLOGÍA Y METABOLISMO DE LAS LIPOPROTEÍNAS / 287 Absorción de lípidos / 288 Vía exógena / 288 Vía engógena / 289 Vía inversa de transporte de colesterol / 289 DISTRIBUCIONES DE LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS EN LA POBLACIÓN / 290 PREVENCIÓN, DIAGNÓSTICO Y TRATAMIENTO DE LA ENFERMEDAD / 293

A G U A / 315 Osmolalidad / 315 ELECTRÓLITOS / 317 S o d io /317 Potasio / 322 Cloruro / 324 Bicarbonato / 326 Magnesio / 327 Calcio / 331 Fosfato / 334 Lactato / 336 INTERVALO ANIÓNICO / 338 ELECTRÓLITOS Y FUNCIÓN RENAL / 339 RESUMEN / 340 PREGUNTAS DE REPASO / 341 REFERENCIAS / 341

G ases en la sangre, pH, y sistem as am ortiguadores / 343 Sharon 5. Ehrmeyer, Ronald H. Laessig y John J. Ancy DEFINICIONES: ÁCIDO, BASE, DISOLUCIÓN AM ORTIGUADORA / 344

CONTENIDO

EQUILIBRIO ACIDOBASE / 344 Mantenimiento del H+/ 344 Sistemas amortiguadores: regulación del H +/344 Regulación del equilibrio acidobase: pulmones y riñones / 345 VALORACIÓN DE LA HOMEOSTASIS ACIDOBASE / 346 El sistema amortiguador de bicarbonato y la ecuación de Henderson-Hasselbalch / 346 Trastornos acidobase: acidosis y alcalosis / 348 INTERCAMBIO DE OXÍGENO Y GAS / 349 Oxígeno y bióxido de carbono / 349 Transporte de oxígeno / 351 Cantidades relacionadas con la evaluación del estado de oxigenación del paciente / 352 Disociación hemoglobina-oxígeno / 353 MEDICIÓN / 353 Determinación espectrofotométrica (cooxímetro) de la saturación del oxígeno / 353 Analizadores de qas en la sangre: pH, PCO, y P 02 / 354 Medición de P02 / 354 M ediciones de pH y P C 0 2/ 356 Tipos de sensores electroquímicos / 356 Sensores ópticos / 357 Calibración / 357 Parámetros calculados / 358 Corrección de la temperatura / 358 ASEGURAM IENTO DE LA CALIDAD / 358 Consideraciones preanalíticas / 358 Evaluaciones analíticas: control de calidad y prueba de eficiencia / 360 Interpretación de los resultados / 361 RESUMEN / 361 PREGUNTAS DE REPASO / 362 REFERENCIAS / 362

Funciones bioquímicas del cobre / 369 Deficiencia de cobre / 370 Exceso de cobre / 370 Evaluación en laboratorio del estado de cobre / 370 CINC / 370 Requisitos dietéticos de cinc / 370 Absorción, transporte y excreción del cinc / 370 Funciones bioquímicas del cinc / 370 Deficiencia y toxicidad del cinc / 371 Evaluación en laboratorio del estado de cinc / 371 COBALTO / 371 CROMO / 371 FLÚOR / 371 MANGANESO / 372 MOLIBDENO / 372 SELENIO / 373 RESUMEN / 373 PREGUNTAS DE REPASO / 374 REFERENCIAS / 375

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Porfirinas y hem oglobina / 377 Louann W. Lawrence y Larry A. Broussard PORFIRINAS / 378 Función de las porfirinas en el cuerpo / 378 Química de las porfirinas / 378 Síntesis de la porfirina / 378 Significado clínico y correlación de la enfermedad / 379 Métodos para el análisis de p o rfirin a s/381 HEMOGLOBINA / 383 Papel en el cuerpo / 383 Estructura de la hemoglobina / 383 Síntesis y degradación de la hemoglobina / 384 Significado clínico y correlación de la enfermedad / 385 Metodología / 390 Tecnología del DNA / 393 MIOGLOBINA / 393 Estructura y función en el cuerpo / 393 Significado clínico / 394 Metodología / 394 RESUMEN / 394 PREGUNTAS DE REPASO / 395 REFERENCIAS / 396

O ligoelem entos / 364 John G. Toffaletti CONSIDERACIONES GENERALES DE LA RECOLECCIÓN, EL PROCESAMIENTO Y LA DETERMINACIÓN EN LABORATORIO DE LOS OLIGOELEM ENTOS / 366 HIERRO / 366 Distribución del hierro / 366 Requisitos dietéticos de hierro / 366 Absorción del hierro / 366 Transporte del hierro / 366 Excreción del hierro / 366 Funciones bioquímicas del hierro / 367 Trastornos clínicos de la deficiencia de hierro / 367 Trastornos clínicos del exceso de hierro / 368 Papel del hierro en el daño tisular / 368 Evaluación en laboratorio del estado de hierro / 368 Contenido de hierro total (hierro sérico) / 368 Capacidad total de fijación del hierro / 369 Saturación porcentual / 369 Transferrina y ferritina / 369 C O B R E /3 6 9 Requerimientos dietéticos de cobre / 369 Absorción, transporte y excreción de cobre / 369

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PARTE III

Valoración de las funciones del sistema orgánico / 398_______________ 17

Introducción a ías horm onas y la función hipofisaria / 399 Robert E. Jones EMBRIOLOGÍA Y ANATOMÍA / 400 ASPECTOS FUNCIONALES DE LA UNIDAD HIPOTALÁMICA-HIPOFISARIA / 400 HORMONAS HIPOFISIOTRÓPICAS O HIPOTALÁMICAS / 402 HORMONAS DE LA HIPÓFISIS ANTERIOR / 402 HORMONA DEL CRECIMIENTO / 402 Acciones de la hormona del crecimiento / 403 Pruebas / 404

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CONTENIDO

Acromegalia / 404 Deficiencia de la hormona del crecimiento / 405 PRO LA CTIN A / 405 Prolactinoma / 406 Otras causas de hiperprolactinemia /4 0 6 Evaluación clínica de ¡a hiperprolactinemia /4 0 6 Control del prolactinoma / 406 Galactorrea idiopática / 407 H IPO PITU ITARISM O / 407 Etiología del hipopituitarismo / 407 Tratamiento del panhipopituitarismo / 408 H O RM O N A DE LA HIPÓFISIS PO STERIO R / 408 Oxitocina / 409 Vasopresina / 409 PREG U N TAS DE REPASO / 409 R E F E R E N C IA S / 410

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OVARIO / 432 Anatomía funcional del ovario / 432 Producción hormonal por los o v a rio s/432 Ciclo menstrual / 432 Control hormonal de la ovulación / 433 Desarrollo puberal femenino / 433 Anormalidades del ciclo menstrual /4 3 3 Hipogonadismo hipogonadotrópico / 434 Hlrsutlsmo / 435 Terapia del reemplazo de estrógeno /4 3 6 TESTÍCULOS / 436 Anatomía funcional del aparato reproductor masculino / 436 Fisiología de los testículos / 437 Trastornos del desarrollo sexual e hipofunción testicular / 438 Diagnóstico del hipogonadismo / 441 Terapia de reemplazo de testosterona / 441 Monitoreo de la terapia de reemplazo de testosterona / 442 PREGUNTAS DE REPASO / 442 REFERENCIAS / 443 LECTURAS RECOMENDADAS / 444

Función suprarrenal / 412 LeAnne Swenson y Daniel H. Knodel LA G LÁ N D U LA SU PRA R R EN A L: UN PAN O RAM A G E N E R A L / 413 EM BR IO LO G ÍA Y A N A TO M ÍA / 413 LA CO RTEZA SU PRA R R EN A L POR ZO N A / 414 Esteroidogénesis de la corteza / 414 Hiperplasla suprarrenal congénlta / 415 DIAG N Ó STICO D EL A LD O STER O N ISM O PRIM ARIO / 417 Algoritmo del diagnóstico / 417 IN SUFICIEN CIA SU PRA R R EN A L (EN FER M ED A D DE AD D ISO N ) / 418 Diagnóstico de insuficiencia suprarrenal / 418 Tratamiento con insuficiencia suprarrenal / 419 H IPERCO RTISO LISM O / 419 SÍN DRO M E DE CUSHÜNG / 419 Diagnóstico del síndrome de Cushing / 420 Cuando se confirma Cushing, las pruebas de estimula­ ción de la CRH ayudan a determinar la dependen­ cia de la ACTH (por lo general innecesaria)/421 Procedimientos de localización /4 2 2 Algoritmo para la determinación de Cushing /4 2 2 Tratamiento / 423 EXCESO DE AN D RÓ G EN Q / 423 Diagnóstico de la producción excesiva de andrógeno / 423 Tratamiento para la sobreproducción andrógena suprarrenal / 423 M ÉD U LA SU PRA RREN A L / 424 Desarrollo / 424 Biosíntesis y almacenamiento de las catecolaminas / 424 Degradación de las catecolaminas / 424 Mediciones de ias catecolaminas urinarias y plasmá­ ticas / 425 Causas de hiperactividad simpática / 426 Diagnóstico del feocromocitoma /4 2 6 Tratamiento del feocromocitoma / 427 Resultado y pronóstico / 427 IN CID EN TALO M A / 427 PREG U N TAS DE REPASO / 429 REFEREN CIA S / 429

Función gonadal / 431 Dev Abraham y A. Wayne Meikle

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Función de la glándula tiroides / 445 Daniel H. Knodel LA TIROIDES / 446 Anatomía y desarrollo de la tiroides / 446 Síntesis de la hormona tiroidea / 446 Unión proteica de la hormona tiroidea /4 4 7 Control de la función de la tiroides / 448 Acciones de la hormona tiroidea / 448 PRUEBAS PARA LA EVALUACIÓN DE LA TIROIDES / 448 Pruebas sanguíneas / 448 OTROS INSTRUMENTOS PARA LA EVALUACION DE LA TIROIDES / 449 Evaluación por medicina n u c le a r/449 Ultrasonido de la tiro id e s/450 Aspiración con aguja fina / 450 TRASTORNOS DE LA TIROIDES / 450 Hipotiroidismo / 450 Tirotoxicosis / 451 Enfermedad de G ra v e s /451 Adenomas tóxicos y bocios multinodulares / 453 DISFUNCIÓN DE LA TIROIDES INDUCIDA POR FÁRMACOS / 453 Enfermedad de la tiroides inducida por amiodarona / 453 Tiroiditis subaguda / 454 ENFERMEDAD NO TIROIDEA / 454 NODULOS TOROIDEOS / 454 RESUMEN / 454 PREGUNTAS DE REPASO / 455 REFERENCIAS / 455

CONTENIDO

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INSUFICIENCIA CARDÍACA CONGESTIVA / 500 SÍNDROME CORONARIO AGUDO / 501 CARDIOPATÍA HIPERTENSIVA / 503 CARDIOPATÍA INFECCIOSA / 504 DIAGNÓSTICO DE LA CARDIOPATÍA / 505 Diagnóstico de laboratorio para el infarto agudo del miocardio / 505 Marcadores de trastornos inflamatorios y de coagulación / 507 Marcadores de insuficiencia cardíaca congestiva / 509 Otros marcadores / 509 Pruebas cardíacas centradas en el paciente / 510 El papel del laboratorio en la vigilancia de la cardiopatía / 511 TRATAMIENTO / 511 Tratamiento con fármacos / 512 Tratamiento quirúrgico / 514 RESUMEN / 514 PREGUNTAS DE REPASO / 514 REFERENCIAS / 515

Función paratiroidea y control de la hom eostasis del calcio / 457 Thomas P. Knecht y Lauren E. Knecht HOMEOSTASIS DEL CALCIO / 458 Control hormonal del metabolismo del c a lc io / 458 FISIOLOGÍA ORGANICA Y METABOLISMO DEL CALCIO / 461 Sistema gastrointestinal / 461 Sistema renal / 461 Sistema óseo / 462 HIPERCALCEMIA / 462 Signos y síntomas de la hipercalcemia / 463 Causas de la hipercalcemia / 463 HIPOCALCEMIA / 465 Signos y síntomas de hipocalcemia / 4 6 6 Causas de hipocalcemia / 466 FÁRMACOS QUE AFECTAN EL METABOLISMO DEL CALCIO / 468 ENFERMEDADES ÓSEAS METABÓLICAS / 469 Raquitismo y osteomalacia / 469 Osteoporosis / 470 RESUMEN / 472 PREGUNTAS DE REPASO / 472 REFERENCIAS / 473

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ANATOM ÍA RENAL / 518 FISIOLOGÍA RENAL / 519 Filtración giomerular / 519 Función tubular / 519 Eliminación de los compuestos nitrogenados no proteicos / 521 Homeostasis del agua, electrolítica y acidobásica / 522 Función endocrina / 523 1,25-Dihidroxivitamina D3/ 524 PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS / 524 Mediciones de eliminación / 524 Electroforesis de la orina / 525 |32-Microglobuiina / 525 Mioglobina / 525 Microalbúmina / 525 Cistatina C / 526 Urianálisis / 526 FISIOPATOLOGÍA / 529 Enfermedades glomerulares / 529 Enfermedades tubulares / 530 Infección/obstrucción del tracto urinario / 531 Cálculos renales / 531 Insuficiencia renal / 531 RESUMEN / 536 PREGUNTAS DE REPASO / 536 REFERENCIAS / 537

Función hepática / 475

Función cardíaca / 496 Lynn R. Ingram CARDIOPATÍA / 497 Síntomas de cardiopatía / 497 CARDIOPATÍA CONGÉNITA / 498

Función renal / 517 Caro! J. Skarzynski y Alan H. B. Wu

Edward P. Fody ANATOMÍA / 476 Unidad estructural / 476 FISIOLOGÍA / 477 Función excretora y secretora / 477 Actividad principal de sín te sis/479 Desintoxicación y metabolismo de fármacos / 480 TRASTORNOS DEL HÍGADO / 480 Ictericia / 480 Cirrosis / 480 Tumores / 480 Síndrome de Reye / 481 Trastornos relacionados con fármacos y alcohol / 481 EVALUACIÓN DE LA FUNCIÓN HEPÁTICA / 481 Análisis de la bilirrubina / 481 Urobilinógeno en orina y heces / 483 Medición de los ácidos biliares en el suero / 484 Pruebas enzimáticas en la enfermedad hepática / 484 Pruebas de medición de ia capacidad sintética del h íg a d o /485 Pruebas de medición del metabolismo del nitró g eno /485 Hepatitis / 486 RESUMEN / 491 PREGUNTAS DE REPASO / 492 REFERENCIAS / 492

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25

Función pancreática / 538 Edward P. Fody FISIOLOGÍA DE LA FUNCIÓN PANCREÁTICA / 538 ENFERM EDADES DEL PÁNCREAS / 540 PRUEBAS DE LA FUNCIÓN PANCREÁTICA / 541 Prueba de secretina / CC K / 542 Análisis de la grasa fecal / 543 Determinaciones de electrólitos en sudor / 544 Enzimas séricas / 544 Otras pruebas de la función pancreática / 545

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CONTENIDO

RESUMEN / 545 PREGUNTAS DE REPASO / 546 REFERENCIAS / 546 LECTURAS RECOMENDADAS / 546

26

FARMACOCINÉTICA / 575 RECOLECCIÓN DE LA MUESTRA / 576 FÁRMACOS CARDIOACTIVOS / 577 Digoxina / 577 Lidocaína / 578 Quinidina / 578 Procainamida / 578 Disopramida / 579 ANTIBIÓTICOS / 579 Aminoglucósidos / 579 Vancomicina / 579 FÁRMACOS ANTIEPILÉPTICOS / 580 Fenobarbital / 580 Fenitoína / 580 Ácido valproico / 581 Carbarmacepina / 581 Etosuximida / 581 FÁRMACOS PSICOACTIVOS / 581 L it io / 581 Antidepresivos tricíclicos / 581 BRONCODILATADORES / 582 Teofilina / 582 FÁRMACOS INMUNOSUPRESIVOS / 582 Ciclosporina / 582 Tacrólimo / 583 ANTINEOPLÁSICOS / 583 Metotrexato / 583 RESUMEN / 583 PREGUNTAS DE REPASO / 584 REFERENCIAS / 585 LECTURAS RECOMENDADAS / 586

Función gastrointestinal / 547 Edward P Fody FIOSIOLOGÍA Y BIOQUÍMICA DE LA SECRECIÓN GÁSTRICA / 547 ASPECTOS CLÍNICOS DEL ANÁLISIS GÁSTRICO / 548 PRUEBAS DE LA FUNCIÓN GÁSTRICA / 548 Mediciones del ácido gástrico en pruebas secretorias básales y máximas / 548 Medición del ácido gástrico / 548 Gastrina plasmática / 549 FISIOLOGÍA INTESTINAL / 549 ASPECTOS CLINICOPATOLÓGICOS DE LA FUNCIÓN INTESTINAL / 550 PRUEBAS DE LA FUNCIÓN INTESTINAL / 550 Prueba de tolerancia a la lactosa / 550 Prueba de absorción de la D-xilosa / 550 Carotenoides séricos / 551 Análisis de la grasa fecal / 551 Otras pruebas de malabsorción intestinal / 551 RESUMEN / 552 PREGUNTAS DE REPASO / 552 REFERENCIAS / 553 LECTURAS RECOMENDADAS / 553

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A n álisis de los líquidos corporales / 554 Frank A. Sedor LÍQUIDO AMNIÓTICO / 555 LÍQUIDO CEREBROESPINAL / 560 SUDOR / 563 LÍQUIDO SINOVIAL / 564 LÍQUIDOS SEROSOS / 564 Líquido pleural / 565 Líquido pericárdico / 565 Líquido peritoneal / 565 RESUMEN / 566 PREGUNTAS DE REPASO / 566 REFERENCIAS / 567 LECTURAS RECOMENDADAS / 567

PARTE IV

Áreas de especialidad de la química clínica / 569________________________________ 28

M onitoreo de fárm acos terapéuticos / 570 David P. Thorne VÍAS DE ADMINISTRACIÓN / 571 ABSORCIÓN / 571 FÁRMACOS LIBRES EN COMPARACIÓN CON COM ­ BINADOS / 572 DISTRIBUCIÓN DEL FÁRMACO / 572 ELIMINACIÓN DE FÁRMACOS / 572 Eliminación metabólica / 574 Eliminación renal / 575

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Toxicología / 587 David P. Thorne EXPOSICIÓN A TOXINAS / 588 VÍAS DE EXPOSICIÓN / 588 RELACIÓN DOSIS-RESPUESTA / 588 Toxicidad aguda y crónica / 589 ANÁLISIS DE LOS AGENTES TÓXICOS / 589 TOXICOLOGÍA DE AGENTES ESPECÍFICOS / 589 Alcohol / 589 Monóxido de carbono / 592 Agentes cáusticos / 593 Cianuro / 593 Metales / 593 Pesticidas / 596 TOXICOLOGÍA DE LOS FÁRMACOS TERAPÉUTICOS / 597 Salicilatos / 597 Acetaminofeno / 597 TOXICOLOGÍA DE FÁRMACOS DE ABUSO / 598 Anfetaminas / 599 Esteroides anabólicos / 600 Canabinoides / 600 Cocaína / 600 Opiáceos / 601 Fenciclidina / 601 Hipnóticos sedantes / 601 RESUMEN / 601 PREGUNTAS DE REPASO / 602

CONTENIDO

REFERENCIAS / 603 LECTURAS RECOM ENDADAS / 603

Vitaminas solubles en agua / 622 Requerimiento dietético recomendado (RDR) / 626 Metabolismo vitamínico / 626 Dietas especiales / 627 ÁCIDOS GRASOS ESENCIALES / 627 RIESGO DE DESNUTRICIÓN / 628 Personas en riesgo de desnutrición / 628 Respuesta inflamatoria sistémica y la dicotomía adaptativa nutricional dependiente / 629 Hipermetabolismo por estrés / 629 EVALUACIÓN NUTRICIONAL / 632 Programa de prevención del riesgo de desnutrición / 632 índice creatinina/altura / 632 Pruebas inmunológicas / 632 Composición corporal / 632 Pruebas funcionales / 633 Marcadores proteínicos en la evaluación nutricional / 633 Nutrición parenteral total / 636 RESUMEN / 638 PREGUNTAS DE REPASO / 639 REFERENCIAS / 639

M arcadores tum oraies en circulación: conceptos básicos y aplicaciones clínicas / 604 James T. Wu CONCEPTOS BÁSICOS / 605 Regulación del crecimiento / 605 Neoplasia e hiperplasia / 605 Diferencias entre células normales y cancerígenas / 605 Tumores benignos y malignos / 605 Metástasis / 605 Vía de transducción de la señal / 605 Ciclo c e lu la r/606 Apoptosis / 606 Angiogénesis / 607 Adhesión / 607 ESPECIFICIDAD Y SENSIBILIDAD / 608 UTILIDADES CLÍNICAS DE LOS MARCADORES TUM ORALES / 608 Valoración / 608 Monitoreo en el tratamiento / 608 Pronóstico / 609 Detección temprana / 609 Terapia objetivo / 609 TIPOS DE MARCADORES TUM ORALES / 609 Enzimas, proteínas del suero y hormonas / 609 Proteínas carcinoembriónicas / 610 Marcadores tumoraies definidos monoclonales / 611 Marcadores tumoraies no específicos / 611 Marcadores tumoraies específicos celulares / 611 RECOMENDACIONES PARA LA SOLICITUD DE UNA PR U EBA / 612 Solicitud de pruebas en s e r ie / 612 Uso del mismo equipo / 612 Vida media del marcador tumoral / 612 Efecto de gancho / 612 MARCADORES TUM ORALES SOLICITADOS CON FRECUENCIA / 612 Marcadores tumoraies individuales / 612 Antígeno carcinoembrionario (ACE) / 613 Cromogranina A / 613 Ácido homovanílico (AHV) / 613 Ácido siálico relacionado con lípidos en plasma (ASAL-P) / 614 Antígeno de carcinoma celular escamoso (ACCE) / 614 Ácido vanililmandélico (AVM) / 614 PREGUNTAS DE REPASO / 615 REFERENCIAS / 615 LECTURAS RECOMENDADAS / 616

V itam inas, grasas esenciales y m acronutrientes / 617

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32

Quím ica clínica y el paciente geriátrico I 642 Larry H. Bernstein EL IMPACTO DE LOS PACIENTES GERIÁTRICOS EN EL LABORATORIO CLÍNICO / 643 TEORÍAS DEL ENVEJECIMIENTO / 644 CAMBIOS BIOQUÍMICOS Y FISIOLÓGICOS DEL ENVEJECIMIENTO / 645 Cambios de la fundón endocrina / 645 Diabetes mellitus y resistencia a la insulina / 647 Cambios en la función renal / 648 Cambios en la función hepática / 649 Función pulmonar y cambios electrolíticos / 649 Cambios lipidíeos y cardiovasculares / 650 Cambios enzimáticos / 650 RESULTADOS DE QUÍMICA CLÍNICA Y ENVEJECIMIENTO / 650 Establecimiento de intervalos de referencia en ancianos / 650 Variables preanalíticas, los ancianos y los resultados químicos / 651 Monitoreo de la terapéutica con fármacos en el anciano / 651 Los efectos del ejercicio y la nutrición en ancianos y resultados químicos / 652 RESUMEN / 652 PREGUNTAS DE REPASO / 653 REFERENCIAS / 653

33 Quím ica clínica pediátrica / 655

Larry H. Bernstein

Michael 1 Bennett

REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS / 618 ENERGÍA DE COMBUSTIBLES / 618 VITAMINAS / 618

CAMBIOS EN EL DESARROLLO DEL NEONATO AL ADULTO / 656 Respiración y circulación / 656

Vitaminas solubles en grasa / 620

Crecimiento / 656

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CONTENIDO

Desarrollo orgánico / 656 Problemas de premadurez e inmadurez / 656 FLEBETOMÍA Y ELECCIÓN DE LA INSTRUMENTACIÓN PARA MUESTRAS PEDIÁTRICAS / 657 Flebotomía / 657 Aspectos preanalítícos / 657 Elección del analizador / 658 ANÁLISIS EN LOS PUNTOS DE ATENCIÓN EN PEDIATRÍA / 658 REGULACIÓN DE LOS GASES SANGUÍNEOS Y DEL pH EN NEONATOS E INFANTES / 659 Medición de! gas sanguíneo y acidobase / 659 REGULACIÓN DE LOS ELECTRÓLITOS Y DEL AGUA: FUNCIÓN RENAL / 660 Trastornos que afectan el equilibrio electrolítico y de! agua / 660 DESARROLLO DE LA FUNCIÓN HEPÁTICA / 661 Ictericia fisiológica / 661 Metabolismo energético / 661 Diabetes / 662 Metabolismo del nitrógeno / 662 Productos nitrogenados finales como marcadores de la función renal / 663 Pruebas de la función hepática / 663 CALCIO Y METABOLISMO ÓSEO EN PEDIATRÍA / 663 Hipocalcemia e hipercalcemia / 663 FUNCIÓN ENDOCRINA EN PEDIATRÍA / 664 Secreción hormonal / 664 Sistema hipotalámico-hipofisario-tiroideo / 664 Sistema hipotalámico-hipofisario-corteza suprarrenal / 665 Factores del crecimiento / 665 Control endocrino de la maduración sexual / 6 6 6 DESARROLLO DEL SISTEMA INMUNITARIO / 666 Conceptos básicos de inmunidad / 667 Componentes del sistema inmunitario / 667 Producción de anticuerpos en neonatos y lactantes / 668 Trastornos de la inmunidad / 668 ENFERM EDADES GENÉTICAS / 668 Fibrosis cística / 669 Valoración del recién nacido en poblaciones completas / 669 Diagnóstico de enfermedad metabólica en clínica / 669 METABOLISMO DE FÁRMACOS Y FARMACOCINÉTICA / 671

Monitoreo terapéutico del fármaco / 672 Problemas toxicológlcos en química clínica pediátrica / 672 R E S U M E N /672 PREGUNTAS DE REPASO / 673 REFERENCIAS / 673

A péndices / 674 A. UNIDADES BÁSICAS DEL SI / 675 B. PREFIJOS POR UTILIZARSE CON UNIDADES DEL SI / 675 C. CONVERSIONES BÁSICAS DE LABORATORIO CLÍNICO / 675 D. CONVERSIÓN DE UNIDADES TRADICIONALES A UNIDADES DEL SI PARA ANALITOS QUÍMICOS FR EC U EN TE/ 676 E. CONCENTRACIONES DE ÁCIDOS Y BASES USADOS CON FÓRMULAS RELACIONADAS / 677 F. EJEMPLOS DE QUÍMICOS INCOMPATIBLES / 678 G. NOMOGRAMA PARA LA DETERMINACIÓN DEL Á REA DE LA SUPERFICIE CORPORAL / 680 H. NOMOGRAMA DE FUERZA CENTRÍFUGA RELATIVA / 681 I. CENTRIFUGACIÓN: AJUSTE DE LA VELOCIDAD Y EL TIEMPO / 682 J. CUADRO DE CONVERSIÓN DE TRANSMITANCIAABSORBANCIA PORCENTUAL / 682 K. PESOS ATÓMICOS SELECCIONADOS / 684 L. CARACTERÍSTICAS DE LOS TIPOS DE VIDRIO / 685 M. CARACTERÍSTICAS DE LOS TIPOS DE PLÁSTICO / 686 N. RESISTENCIA QUÍMICA DE LOS TIPOS DE PLÁSTICO / 686 O. LIMPIEZA DEL MATERIAL DE LABORATORIO / 687 P. CUADRO DE RESUMEN DE PARÁMETROS FARMACOCINÉTICOS / 688 Q. INFORMACIÓN SELECCIONADA SOBRE FÁRMACOS QUE SUELEN CAUSAR ADICCIÓN / 690 R. TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS / 692

Glosario / 693 índice / 711

Principios básicos y práctica de la química clínica

C A P Í T U L O

Principios básicos y práctica 1

Eileen Carreiro-Lewandowski C O N T E N I D O

D E L

UN IDADES DE M ED ID A REACTIVO S Sustancias quím icas M ate riales de referen cia Especificaciones para el ag ua P ropiedades de la solución M A TERIA LES DEL LA BO RATO RIO CLÍNICO Term ó m etro s y te m p eratu ra M ate rial de vid rio y de plástico Desecadores y desecantes B alan zas TÉCN ICAS BÁSICAS DE SEPARACIÓN C e n trifu g ació n Filtración D iálisis

C A P I T U L O M A TEM Á TIC A S Y CÁLCULO S DE LA BO RATO RIO C ifras sig n ificativas Lo garitm os C o ncentració n D iluciones A g u a de h id ratació n CO NSIDERACION ES A C ER C A DE LA M U ESTRA Tipos de m uestras Pro cesam iento de la prueba V ariab les de la m uestra Cadena de custodia RESUM EN PREGUN TAS DE REPASO REFEREN CIAS

O B J E T I V O S Al term inar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Convertir resultados de un form ato de unidad a otro usando el SI. • Describir las especificaciones para cada tipo de agua de laboratorio. • Identificar los diversos grados químicos em plea­ dos en la preparación de reactivos e indicar su uso correcto. • Definir estándar primario, SRM, estándar secundario. • Describir los siguientes térm inos que se rela­ cionan con soluciones y, cuando sea apropiado, proporcionar las unidades respectivas: por ciento, m olaridad, normalidad, m olalidad, saturación, propiedades coligativas, potencial redox, conducti­ vidad y densidad relativa. • Definir una disolución am ortiguadora y dar la fór­ mula para calcular pH y pK. • Usar la ecuación de Henderson-Hasselbalch para determ inar la variable faltante cuando se da el pK y el pH, o el pK y la concentración del ácido débil y su base conjugada.

2

•

• • • •

• • •

• •

Elaborar una lista de los tipos de termómetros utilizados en el laboratorio clínico, y describir cada uno de ellos. Clasificar el tipo de pipeta cuando se tiene una pipeta real o su descripción. Describir dos form as de calibrar una pipeta. Definir un desecante y explicar cómo se utiliza en el laboratorio clínico. Llevar a cabo de m anera correcta los cálculos matem áticos de laboratorio proporcionados en este capítulo. Identificar y describir los tipos de muestras utiliza­ das en la química clínica. Describir los pasos generales para procesar m ues­ tras de sangre. Identificar las variables preanalíticas, de precolección, colección y poscolección que afectan de manera adversa los resultados de laboratorio. Elaborar una lista con el orden de disposición ade­ cuado para los tubos de colección. Identificar el aditivo o conservador, si está presen­ te, cuando se da un color de tapón de recolección.

CAPÍTULO 1 ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

T É R M I N O S Absorbancia A Agente oxidante A gua desionizada A gua destilada Agua RO A nalito Anhidra Bureta Calibración de un punto Cáracter Centrifugación Cifras significativas Conductividad Densidad Densidad relativa Desecadro Desecante Diálisis

Dilución Dilución serial Disolución Disolución am ortiguadora Disolvente EDTA Estándar Estándar primario Estándar secundario Filtración Filtrado Flebotomía Fuerza iónica Hemolisis Henderson-Hasselbalch Hidrato Higroscópica Ictericia

E l objetivo principal de u n laboratorio de quím ica clínica es la eje cu ció n correcta de proced im ientos analíticos que p rodu cen inform ación exacta y precisa, lo que con trib u ­ ye al diagnóstico y tratam iento del paciente. E l logro de resultados confiables requiere que el laboratorista clínico use de m anera correcta los m ateriales y el equipo, y com ­ prenda los concep tos fundam entales críticos para cu al­ quier proced im iento analítico. L os tem as de este capítulo son unidades de m ed ición, m ateriales básicos de labora­ torio, m atem áticas de laboratorio a nivel de introd u cción , adem ás de una exp licación breve de la re co lecció n y el procesam iento de m uestras.

UN IDADES DE M EDIDA1 C ualquier resultado de laboratorio cu antitativo im por­ tante inclu ye dos com ponentes. E l prim ero representa el valor real, y el segundo es una etiqueta que identifica las unidades de la expresión. E l núm ero d escribe el valor n u m érico , m ientras que la unidad define la cantidad física o d im ensión (p. e j., m asa, longitud , tiem po o volu m en). A unque las distintas divisiones científicas han utiliza­ do de m anera tradicional varios sistem as de unidades, se prefiere el Sistem a Internacional de Unidades (SI), adop­ tado a nivel internacional en 1 9 6 0 , en las pu blicaciones científicas y los laboratorios clín ico s, y suele ser el ún ico sistem a utilizado en m u chos países. E ste sistem a se diseñó para dar a la com unidad cien tífica global un m étodo u n i­ form e al d escribir cantidades físicas. La unidades del SI (d enom inadas unidades SI) se basan en el sistem a m étrico. E n el SI existen varias clasificaciones de unidades, una de las cuales es la unidad básica. Hay varias unidades básicas (cuadro 1 -1 ), donde longitud (m etro ), m asa (kilogram o) y cantidad de sustancia (m ol) son las que se encu entran con m ás frecuencia. A otro co n ju n to de unidades reconocid as se le d enom ina unidades derivadas. U na unidad derivada,

3

C L A V E ___________________________________________

Ley de Beer Líquido cefalorraquídeo (LCR) Mantisa M ateriales de referencia estándar (SRM) Molalidad Molaridad Nanofiltración NCCLS Normalidad Oxidado Paracentesis Peso equivalente PH Pipeta PK Potencial redox

Presión osmótica Propiedad coligativa Reducida Relación Sangre arterial Sangre total Sistema Internacional de Unidades (SI) Solución en por ciento Soluto Suero Sustancias delicuescentes Termistor Tubo evacuado Ultrafiltración Unidad internacional Valencia Venipunción

com o lo ind ica su nom bre, es una derivada o una fu nción m atem ática de una de las unidades básicas. U n ejem plo de una unidad SI es m etro por segundo (m/s) que se utiliza para expresar velocidad. Sin em bargo, algunas unidades que no son del SI se utilizan tanto que su uso se ha vuelto aceptable con las unidades SI básicas o derivadas (cuadro 1 -1 ). E n tre éstas se inclu yen ciertas unidades antiguas, com o hora, m inu to, día, gram o, litro y ángulos planos expresados com o grados. Estas unidades, aunque se u tili­ zan y reco n o cen , no se clasifican técn icam en te com o u n i­ dades SI básicas ni derivadas. O tra con v en ció n SI es el uso de prefijos estándar u tili­ zados ju n to con una unidad sim ple (cuadro 1 -2 ). Los pre­ fijos se pueden añadir para indicar fraccion es decim ales o m ú ltiplos de una determ inada unidad. Por ejem plo, 0 .0 0 1 L se podría expresar por m edio del prefijo mili, lo que equivaldría a un m ililitro y se escribe com o 1 mi. N ote que el térm ino SI para masa es kilog ram o ; es la ún ica unidad básica que con tien e un prefijo com o parte de su conv en­ ción de nom bre. P or lo general, los prefijos estándar para m asa em plean el térm ino gram o en vez de kilogram o. Los resultados de laboratorio suelen expresarse en tér­ m inos de con cen tració n de sustancia (p. e j., m o les) o la m asa de una sustancia (mg/dl, g/dl, meq/L y U I). Estas unidades fam iliares y tradicionales pueden causar confu ­ sión durante la interpretación. Se recom ienda presentar el inform e de analitos usando m oles de soluto por volu­ m en de d isolu ción (co n cen tració n de su stancia) y que el litro se use com o volum en de referencia.2 L os cuadros en que se presen tan valores de referencia de laboratorio proporcionan valores tradicionales, adem ás de valores SI recom endados. E n el apéndice D, Conversión de unidades

tradicionales a unidades SI p ara analitos quím icos clínicos comunes, se presentan am bas unidades ju n to co n el fac­ tor de con v ersión de unidades tradicionales a unidades SI para analitos com unes.

4

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

CUADRO 1-1. U N ID A D ES D EL SI

CUADRO 1-2. PREFIJO S EM P LEA D O S

CAN TIDAD BASE

NOM BRE

SÍM BO LO

longitud

metro

m

masa

kilogramo

kg

tiem po corriente eléctrica

segundo

s

ampere

A

CON U N ID A D ES SI FACTOR

PREFIJO

SÍM BO LO

10-18

atto

a

10-15

femto

f

•I 0-12

pico

P

10“9 10-6

nano

n

micro

P

mol

10-3

milli

m

candela

cd

10-2

cenli

c

101

deci

d

frecuencia

hertz

Hz

10’

deka

da

fuerza

newton

N

102

hecto

h

tem peratura Celsius

grado Celsius

°C

103

kilo

k

actividad catalítica

katal

kat

104

mega

M

109

giga

G

tem peratura termodinám ica

kelvin

cantidad de sustancia

mol

intensidad luminosa

K

Derivada seleccionada

Selección no aceptada por el SI minuto (tiempo)

(60s)

min

1012

tera

T

hora

(3600s)

h

1015

peta

P

día

(86,400s)

d

1018

exa

E

litro (volumen)

(1 d m 3 = 10~3 m 3)

L

Nota: los prefijos se emplean para Indicar una subunidad o un múltiplo de

angstrom

(0.1 nm = 10"l0m)

Á

una unidad básica del SI.

REACTIVOS Al parecer, en el laboratorio altam ente automatizado de nuestros días hay poca necesidad de que el laboratorista clínico prepare reactivos. Casi todos los fabricantes de instrum entos tam bién elaboran reactivos, por lo com ún en forma de “k it” fácilm ente disponible (es decir, los reactivos necesarios y sus recipientes de alm acenam iento respectivos se preem pacan com o una unidad) o que sólo requieren la adición de agua o disolución am ortiguadora a los com po­ nentes de reactivo preempacados. Una mayor conciencia de los riesgos de ciertas sustancias quím icas y num erosos requisitos de agencias reguladoras han ocasionado que los laboratorios quím ico clínicos elim inen reservas masivas de sustancias quím icas y opten por usar reactivos prepa­ rados. De form a periódica, sobre todo en laboratorios de hospitales relacionados con la investigación y el desarrollo, análisis especializados o validación de m étodos, es posible que el laboratorista tenga que preparar varios reactivos o disoluciones. Com o resultado del deterioro del reactivo, de la oferta y la demanda, o de la in stitución de programas de contención de costos, llega a tom arse la decisión de preparar los reactivos internam ente. Por tanto, es necesario conocer por com pleto sustancias quím icas, estándares, disoluciones, disoluciones am ortiguadoras y requisitos de agua.

Sustancias quím icas3 Las sustancias quím icas analíticas existen en varios grados de pureza: grado reactivo analítico (A R ); ultrapura, quí­ m icam ente pura (C P ); United States P harm acopea (U SP);

N ational Form ulary (N F ), y grado técn ico o com ercial. La A m erican C hem ical Society (ACS) ha establecido especifica­ ciones para sustancias quím icas grado reactivo analíticas, y los fabricantes satisfarán o excederán estos requisitos. Las etiquetas en estos reactivos expresan las im purezas rea­ les de cada lote de su stan cia o en u m eran las im purezas m áxim as perm isibles. Las etiquetas deben estar impresas de m anera clara e in clu ir el porcen taje de im purezas presente y las iniciales AR o ACS, o los térm inos p ara uso en la bo­ ratorio o m ateriales de referencia grado estándar ACS. Las sustancias quím icas de esta categoría son adecuadas para la m ayor parte de los procedim ientos analíticos de labora­ torio. Las sustancias ultrapuras, que pasan por m ás pasos de purificación, se em plean en proced im ientos específicos com o crom atografía, absorción atóm ica, inrnunoensayos, diagnóstico m olecular, estandarización u otras técnicas que requieren sustancias extrem adam ente puras. Estos reactivos podrían llevar las designaciones HPLC o crom atográfica (véase a contin u ació n) en sus etiquetas. D ebido a que las sustancias grado USP y N F se em plean para elaborar fárm acos, las lim itacion es establecidas para este grupo de sustancias se basan sólo en el criterio de que no sean dañinas para los individuos. Las sustancias de este grupo pueden ser suficientem ente puras para usarse en casi todos los proced im ientos quím icos; sin em bargo, se debe recon o cer que sus estándares de pureza no se basan en las necesidades del laboratorio y, por tanto, podrían satisfacer o n o los requ isitos del ensayo. Las designaciones para reactivo de CP o grado puro indican que no se expresan las lim itaciones de impurezas,

CAPÍTULO 1 ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

y que la preparación de estas sustancias no es uniform e. C on frecuencia se emplea el análisis de tem peratura de fusión para determ inar el intervalo de pureza aceptable. No se recom ienda que los laboratorios clínico s usen estas sus­ tancias para preparación de reactivos a m enos que se in clu ­ ya más pu rificación o un b lanco de reactivo. Los reactivos grado técnico o com ercial se em plean sobre todo en m anu­ factura, y nu nca se deben usar en el laboratorio clínico. Los reactivos orgánicos tam bién tien en varios grados de pureza que difieren de los que se em plean para clasifi­ car reactivos inorgánicos. E stos grados inclu yen un grado p ráctico co n algunas im purezas; quím icam ente puro, con enfoques al nivel de pureza de sustancias quím icas grado reactivo; reactivos orgánicos grado esp ectroscópico (pura desde el pu nto de vista espectral) y crom atográfico (pure­ za m ínim a de 99% determ inada m ediante crom atografía de gases), con niveles de pureza logrados m ediante sus proced im ientos respectivos, y grado reactivo (A C S), que cuenta con certificación de que contiene im purezas por debajo de ciertos niveles establecidos por la ACS. Com o en cu alquier m étodo analítico, la pureza deseada del reac­ tivo orgánico se indica m ediante la ap licación particular. Aparte de los aspectos de pureza de las sustancias quí­ m icas, leyes com o la Occupational Safety and Health Act (O SH A )4 requieren que los fabricantes indiquen co n cla­ ridad el núm ero de lote, m ás cu alquier riesgo físico o b io ­ lógico para la salud y precau cion es necesarias para el uso seguro y alm acenam iento de cu alquier sustancia quím ica. Se requiere que un fabricante proporcione h ojas de datos técn icos de cada sustancia y un d ocum ento llam ado h oja de datos de seguridad del m aterial ( m aterial safety data sheet, M SD S). E n el capítulo 2, Seguridad y regulaciones en el laboratorio, se presenta una exp licación m ás detallada de este tema.

M ateriales de referencia5 9 A diferencia de otras áreas, la quím ica clín ica se relaciona co n el análisis de subproductos b ioq u ím ico s encontrados en el suero, lo que hace casi im posible la purificación y la d eterm inación dé su exacta com p osición . Por esta razón, los estándares definidos de m anera tradicional no se apli­ can estrictam ente en la quím ica clínica. R ecuerde que u n estándar prim ario es una sustancia altam ente purificada que se puede m edir de m odo d irec­ to para producir una sustancia de pureza y con cen tració n conocid a exacta. Las tolerancias de pureza ACS para están­ dares prim arios son 1 0 0 ± 0 .0 2 % . D ebido a que casi no hay constitu yentes biológicos disponibles dentro de estas lim itaciones, se em plean los m ateriales de referencia están­ dar (standard reference m aterials, SRM ) certificados por el NIST, en lugar de los estándares prim arios ACS. E l N IST desarrolló m aterial de referencia certificado (CRM/SRM) para uso en laboratorios quím ico clín ico s. Se les asigna un valor después del análisis cuidadoso, con lo últim o en m étodos y equipo. Así, se certifica la com p osi­ ció n quím ica de estas sustancias; sin em bargo, es posible que no posean el equivalente de pureza de un estándar pri­ m ario. D ebido a que cada sustancia ha sido caracterizada

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para ciertas propiedades quím icas y físicas, se puede usar en lugar de un estándar prim ario ACS en el trabajo clín ico y se em plea con frecuencia para com probar la calibración o evaluaciones de exactitu d y sesgo. M u chos fabricantes utilizan un N IST SRM al producir m ateriales estándar y de calib ració n y, de este m odo, son considerados “localizables según el N IS T ”, y pueden satisfacer ciertos requ isi­ tos de acreditación. Hay m ateriales de referencia estándar para un núm ero lim itado de analitos, inclu so horm onas, fárm acos seleccionados y gases sanguíneos. E stán disponi­ bles los SRM 9 0 9 a y 9 0 9 b para suero hum ano, con el SRM 9 0 9 a certificado para calcio, cloru ro, colesterol, creatinina, glucosa, litio , m agnesio, potasio, sodio, urea, ácido úrico, y los oligoelem entos cadm io, crom o, cobre, hierro, plom o y vanadio; y el SRM 9 0 9 b añade los trig licérid o s.10 Un estándar secundario es una sustancia de m enor pure­ za, cuya concentración se determ ina por com paración con un estándar primario. El estándar secundario no sólo depen­ de de su com posición, que no se puede determ inar de modo directo, sino tam bién del m étodo de referencia analítico. Una vez más, debido a que por lo general no se dispone de estándares prim arios fisiológicos, los quím icos clínicos no tienen por definición estándares secundarios “verdaderos”. Los fabricantes de estándares secundarios incluirán el SRM o el estándar primario utilizado para com paración. Esta inform ación llega a ser necesaria durante procesos de acre­ ditación de laboratorio.

Especificaciones para el ag u a11 E l agua es el reactivo utilizado con más frecuencia en el laboratorio. Debido a que el agua de la llave es inadecuada para aplicaciones de laboratorio, en casi todos los procedi­ m ientos, incluida la preparación de reactivos y estándares, se em plea agua que ha sido purificada en form a sustancial. E l agua que se purifica sólo por destilación da com o resul­ tado agua d estilada ; el agua que se purifica por intercam bio ión ico produce agua desionizada. La osm osis inversa, en que se bom bea agua por una m em brana sem iperm eable, produce agua de osm osis inversa. E l agua se purifica tam ­ b ién m ediante ultrafiltración, luz ultravioleta, esteriliza­ ción o tratam iento con ozono. Los requisitos de laboratorio suelen indicar agua grado reactivo que, según el National Com m ittee fo r Clinical Laboratory Standards (NCCLS), per­ tenece a uno de tres tipos (I, II o III). Se recom ienda deno­ m inar al agua grado reactivo, seguida del tipo relacionado (I, II o III), en vez del m étodo de prep aración.12 La filtración previa elim ina partículas de m ateria de sum inistros de agua m u nicipales antes que cu alquier tra­ tam iento adicional. Los cartu chos de filtración están for­ m ados por vidrio, algodón, carbón activado (que elim ina m ateriales orgánicos y cloro) y filtros de subm icras ( ^ 0 .2 m m ), que elim inan cualquier sustancia más grande que los poros del filtro, incluidas bacterias. El uso de estos fil­ tros depende de la calidad del agua m u nicipal y los otros m étodos de purificación em pleados. Por ejem plo, el agua dura (que con tiene calcio, hierro y otros elem entos clisueltos) podría requ erir prefiltración con un filtro de vidrio o algodón en vez de carbón activado o filtros de subm icras,

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

que se taponan con facilidad y cuya op eración resulta co s­ tosa. Los filtros de subm icras llegan a resultar m ejores des­ pués de la d estilación, d esionización o del tratam iento por osm osis inversa. E l agua destilada se purifica para elim inar casi todos los materiales orgánicos. Se usa una técnica de destilación muy parecida a la que se encuentra en experim entos de destila­ ción de laboratorios de quím ica orgánica en que el agua se hierve y evapora. E l vapor sube y entra al serpentín de un condensador, un tubo de vidrio que contiene un serpentín de vidrio. El agua fría que rodea a este serpentín condensa­ dor disminuye la temperatura del vapor de agua. E l vapor de agua vuelve al estado líquido, que se recolecta después. M uchas impurezas no suben en el vapor de agua, y perm ane­ cen en el aparato de ebullición. E l agua recolectada después de la condensación tiene m enos contam inación. Debido a que los laboratorios usan miles de litros de agua todos los días, se usan alambiques en lugar de pequeños aparatos de condensación; sin embargo, los principios son básicam ente los mism os. E l agua puede ser destilada más de una vez, y en cada ciclo de destilación se elim inan más impurezas. E n el agua desionizada se han elim inado algunos o todos los iones, aunque podría estar presente m aterial orgánico, así que no es pura ni estéril. Por lo general, el agua desio­ nizada se purifica a partir de agua tratada previam ente, com o el agua prefiltrada o destilada. E l agua desioniza­ da se produce por m edio de una resina de intercam bio de aniones o cationes, seguida del reem plazo de las partícu­ las elim inadas con iones hidróxido o hidrógeno. Los iones que se prevé elim inar del agua d eterm inarán el tipo de resina de intercam bio ión ico que se usará. U na colum na es insuficiente para todos los iones presentes en el agua. La com bin ació n de varias resinas producirá diferentes grados de agua desionizada. U n sistem a de doble cam a em plea una resina am ónica seguida de una catión ica. Las dife­ rentes resinas pueden estar en colum nas separadas o en la m ism a. Este proceso es excelen te para elim inar sólidos ionizados y gases disueltos. La osm osis inversa es un proceso que usa presión para forzar el agua por una m em brana sem iperm eable, y pro­ duce agua que refleja u n producto filtrado del agua origi­ nal. No elim ina gases disueltos. La osm osis inversa podría utilizarse com o pretratam iento para el agua. La ultrafiltración y la nanofiltración, al igual que la des­ tilación, son excelen tes para elim inar m ateria particulada, m icroorganism os y cualquier pirógeno o endotoxinas. La oxid ación ultravioleta (elim ina algunos m ateriales orgáni­ cos traza) o los procesos de esterilización (u tilizan long i­ tudes de ondas esp ecíficas), ju n to co n el tratam iento por ozono, destruyen bacterias que dejan productos residua­ les. Estas técnicas se em plean después que se utilizaron otros procesos de purificación. La p rod u cción de agua grado tipo I depende en gran m edida de la con d ició n del agua alim entada. P or lo gene­ ral, el agua se obtiene al filtrarla in icialm en te para elim inar m ateria particulada, seguida de osm osis inversa, d esio­ n izació n y u n filtro de 0 .2 m m o procesos de filtración m ás restrictivos. E l agua tipo III es aceptable para lavar m aterial de vidrio pero no para análisis o preparación de

reactivos. E l agua tipo II es aceptable para casi todos los requ isitos analíticos, inclu id os preparación de reactivos, controles de calidad y estándares. E l agua tipo I se em plea para probar m étodos que requieren interferen cia m ínim a, com o análisis de m etales traza, hierro y enzim as. E l uso con crom atografía líquida de alta resolu ción podría reque­ rir una etapa de filtración final con un filtro m enor de 0 .2 m m . D ebido a que el agua tipo I se debe usar de inm edia­ to, no se recom ienda el alm acenam iento por los cam bios de resistividad. E l agua tipo II se debe alm acenar de m ane­ ra tal que se reduzca cualquier con tam in ació n quím ica o bacteriana y durante períodos cortos. Los proced im ientos de prueba para determ inar la calidad del agua grado reactivo inclu yen m ed iciones de resistencia; pH, cuentas de colonias (para evaluar la con ta­ m in ación b acteriana) en m edios selectivos y no selectivos para la d etección de coliform es, cloro, am oniaco, nitrato o n itrito, hierro, dureza, fosfato, sodio, sílice, d ióxido de carbono, dem anda quím ica de oxígen o (D Q O ) y d etec­ ció n de m etales. Algunas agencias de acred itación 13 re co ­ m ien dan que los laboratorios d ocu m en ten el desarrollo de cultivos, pH y resistencia específica al agua utilizada en la preparación del reactivo. La resistencia se m ide porque el agua pura, desprovista de iones, es un m al con d u ctor de la electricidad. La relación entre pureza del agua y resis­ ten cia es lineal. Por lo general, si se increm en ta la pure­ za, tam bién se increm en ta la resistencia. E sta m ed ición es insu ficiente para d eterm inar la pureza verdadera del agua porque es posible que esté presente u n contam in ante ió n i­ co que tenga poco efecto en la resistencia. E n el cuadro 1-3 se presenta una lista de las esp ecificaciones del agua grado reactivo de cada tipo para parám etros seleccionados de acuerdo co n las norm as del N CC LS. Tome nota de que el agua grado reactivo que satisfa­ ce las esp ecificaciones de otras organizaciones, com o la A m erican Society f o r Testing M aterials (A ST M ), tal vez no sea equivalente a las esp ecificaciones que establece para cada tipo el N C C LS, y se debe ten er cuidado de satisfacer los requ isitos de proced im iento del ensayo respecto a las exigencias de tipo de agua. E n el caso de ciertos p ro ce­ d im ientos, tal vez se requiera agua tipo especialidad que exced e las esp ecificaciones del agua tipo I.

Propiedades de la solución E n la quím ica clín ica se m iden sustancias encontradas en líquidos b iológ icos (p. e j., suero, orina y líquido espinal).

CUADRO 1-3. AGUA PARA REACTIVO TIPO i

TIPO II

TIPO lli

Recuento máximo de colonias (UFCm i)

<10

1000

NE

Silicato (mg/L SiO ,)

0.05

0.1

1 .0

Resistividad (m egaohm cm ) 10 (en línea) 1.0

0.1

pH NE = no especificado.

NE

NE

5.0-8.0

CAPÍTULO 1 ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

Una sustancia que se disuelve en un líquido se llam a solu­ to; en ciencia del laboratorio, a estos solutos biológicos se les con o ce tam bién com o analitos. E l líquido en el que se disuelve el soluto, en este caso un líquido b iológ ico, es el disolvente. Ju n to s representan una disolución. Cual­ q uier disolu ción quím ica o biológica se describe m ediante sus propiedades básicas, com o con cen tració n , saturación, propiedades coligativas, p otencial redox, conductividad, densidad, pH y resistencia iónica.

C o n cen tra ción La co n cen tració n de analito en d isolu ción se puede expre­ sar de m u chas m aneras. E n general, la con cen tració n se expresa com o disolu ción en por cien to, m olaridad, m olalidad y norm alidad, y estas expresiones se analizan aquí porque tien en un uso extend id o, aunque no son del SI. O bserve que la expresión SI para la cantidad de una sus­ tancia es el m ol. Las disoluciones en p o r ciento son iguales a parte por cien o la cantidad de soluto por 1 0 0 unidades totales de d isolu ción. Tres expresiones de solu ciones en por ciento son peso por peso (p/p), volu m en por volum en (v/v) y, la m ás com ún, peso por volu m en (p/v). E n el caso de solu ­ ciones v/v, se recom ienda usar m ililitros por litro (ml/L) en lugar de por ciento o % (v/v). La m o larid ad se expresa com o el n ú m ero de m o les p o r 1 L de d iso lu ció n . U n m o l de su sta n cia es igual a su peso m o le cu lar en gram os (p m g ). La rep resen ta ció n SI para la c o n c e n tra ció n m o la r trad icio n al es m o les de so lu to p o r v o lu m en de d iso lu ció n , c o n el vo lu m en de d iso lu ció n expresad o en litros. La e xp resió n SI para la c o n c e n tra ció n se debe rep resen tar com o m o les p o r litro (m ol/L), m ilim o les por litro (m m ol/L), m icro m o les por litro (pm ol/L) y n an o m oles por litro (nm ol/L). E l SI adoptó el térm in o fam iliar m o larid ad com o exp resió n de co n cen tra ció n . La m olalidad representa la cantidad de soluto p or 1 kg de disolvente. E n ocasiones, se le confunde con la m olari­ dad; sin em bargo, se distingue fácilm ente de ésta porque la m olalidad se expresa siem pre en térm inos de peso por peso o m oles por kilogram o y describe m oles por 1 0 0 0 g (1 kg) de disolvente. La expresión preferida para m olali­ dad es m oles por kilogram o (mol/kg). La n orm alidad es la m enos probable de las cuatro expre­ siones de con cen tració n encontradas en los laboratorios clín ico s, pero se usa con frecuencia en titulaciones quí­ m icas y clasificación de reactivos quím icos. Se define com o el núm ero de pesos equivalentes gram o por 1 L de d isolu ción. U n p eso equivalente es igual al peso m olecu ­ lar en gram os de una sustancia dividido entre su valencia. La valencia es el núm ero de unidades que se com binan o reem plazan 1 m ol de iones hidrógeno para ácidos, iones hidróxid o para bases, y el núm ero de electrones in tercam ­ biados para reacciones de oxid orredu cción. Es el núm ero de átom os o elem entos que se com binan para un deter­ m inado com puesto; por tanto, el peso equivalente es el peso de com bin ació n en gram os de un m aterial. La n or­ m alidad siem pre es igual o m ayor que la m olaridad de ese com puesto. La norm alidad se usaba antes para presentar

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el inform e de valores de electrólitos, com o sodio [Na+], potasio [K+] y cloruro [CU] expresados com o m iliequivalentes por litro (meq/L); sin em bargo, esta con v en ció n se ha reem plazado por las unidades fam iliares de m ilim oles p or litro (m m ol/L). La sa tu ra ció n de la d iso lu ció n da p oca in fo rm a ció n esp ecífica acerca de la co n c e n tra ció n de so lu to s en una d iso lu ció n . La tem peratu ra, así com o la p resen cia de otros io n e s, puede afectar la co n sta n te de solu b ilid ad para u n so lu to en una d eterm in ad a d iso lu ció n y, por tan to, afectar la satu ració n . L os térm in o s de ru tin a en el la b o ra to rio c lín ico que d escrib en el grado de satu ra­ c ió n so n diluido, concentrado, satu rado y su persaturado. E n un a d isolución dilu ida hay relativ am en te p o co so lu ­ to. E n co n tra ste , u n a disolución con cen trad a tien e gran cantid ad de so lu to en d iso lu ció n . U na d iso lu ció n en la que hay u n ex ce so de p artícu las de so lu to n o d isu eltas es una disolución satu rada. C om o in d ica su n om b re, una disolución su persatu rada tien e una c o n c e n tra c ió n m ayor de p artícu las de so lu to no d isu eltas que una saturada de la m ism a su stan cia. C om o resultad o de la m ayor co n ­ c e n tra c ió n , una d iso lu ció n supersatu rad a es in estab le desde el p u nto de vista term o d in ám ico . La a d ició n de u n crista l de so lu to o la a g ita ció n m ecá n ica p ertu rba la so lu ció n supersatu rad a, y el m aterial ex ce d en te de la d iso lu ció n se cristaliza. U n ejem p lo es cu ando se m ide la osm olalid ad sérica m ed iante la d ep resión del pu nto de con g elació n .

P ropiedades coligativas E l com portam iento de las partículas en d isolu ción dem ues­ tra cuatro propiedades reproducibles con base únicam ente en el núm ero relativo de cada clase de m olécula presente. A las propiedades de presión osm ótica, presión de vapor, punto de congelación y punto de ebu llición, se les deno­ m ina propiedades coligativas. La presión de vapor es la pre­ sió n a la que el disolvente líquido está en equilibrio co n el vapor de agua. E l punto de congelación es la tem peratura a la que las presiones de vapor de las fases sólida y líquida son las m ism as. E l punto d e ebullición es la tem peratura a la que la presión de vapor del disolvente alcanza una atm ósfera. La presión osm ótica es la que perm ite al disolvente fluir p or una m em brana sem iperm eable para establecer el equ i­ librio entre com partim ientos de distinta osm olalidad. La presión osm ótica de una d isolu ción diluida es proporcio­ nal a la co n cen tració n de las m oléculas en disolución. La expresión para la con cen tració n es el osm ol. U n osm ol de sustancia es igual a la m olaridad m ultiplicada por el núm ero de partículas en d isociación. Cuando un soluto se disuelve en u n disolvente, estas propiedades coliga­ tivas cam bian de m anera predecible para cada osm ol de sustancia presente; el punto de cong elación se reduce en -1 .8 6 ° C , el punto de ebu llición se eleva en 0 .5 2 °C , la pre­ sión de vapor se reduce en 0 .3 m m Hg o torr, y la presión osm ótica se increm en ta en un factor de 1 .7 X 104 mmHg o torr. E n el entorno clín ico , el punto de cong elación y la depresión de la presión de vapor se m id en com o una fu n­ ció n de la osm olalidad.

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

Potencial red o x E l potencial redox o potencial de oxidación-reducción, es una medida de la capacidad de una so lu ció n para aceptar o donar electrones. Las sustancias que donan electrones son los agentes reductores; las que aceptan electrones se co n si­ deran agentes oxidantes.

Conductividad La conductividad es una medida del paso de la electricidad por una solución. La calidad de la conductividad de una solu ción depende principalm ente del núm ero de cargas respectivas de los iones presentes. Resistividad, el recípro­ co de la conductividad, es una medida de la resistencia de una sustancia al paso de la corriente eléctrica. La aplica­ ció n principal de la resistividad en el laboratorio clín ico es para evaluar la pureza del agua. La resistividad o resis­ tencia se expresa com o ohm s, y la conductividad com o ohm s-1 o m ho.

p H y disoluciones am ortiguadoras Las disoluciones am ortiguadoras son ácidos o bases débi­ les y sus sales relacionadas que, com o resultado de sus características de d isociación, reducen los cam bios en la co n cen tració n de ion hidrógeno. La co n cen tració n de iones hidrógeno se expresa com o pH. U na p m inúscula antes de ciertas letras o abreviaturas significa op eracionalm ente el “logaritm o negativo de” o el “log inverso de” esa sustancia. De acuerdo con esta con v en ció n , el térm ino pH representa el log negativo o inverso de la con cen tració n de iones hidrógeno. E n térm inos m atem áticos, el pH se expresa com o pH = log (l/ [H +]) pH = - lo g [EL]

(Ec. 1-1)

donde [EL] es igual a la con cen tració n de iones h id ró­ geno en m oles por litro. La escala de pEI varía de 0 a 14, y es una form a conve­ niente de expresar la con cen tració n de iones hidrógeno. Una capacidad de las disoluciones am ortiguadoras para reducir cam bios de pH se relaciona con las características de d isociación del ácido o base débil en presen cia de su sal respectiva. A diferencia de un ácido o base fuerte, que se disocia casi por com pleto, la con stan te de d isociación para una d isolu ción de ácido o base débil tiende a ser m uy pequeña, lo que significa que ocu rre poca d isociación. La ion izació n del ácido acético (C H 3C O O H ), un ácido débil, se puede ilu strar com o sigue: [HA]

[A"] + [H+]

[CH3COOH] « [CH3C O O l + [H+

Al reordenar esta ecuación se en cuentra que , [HA]

(Ec. 1-4)

[A+ Si se tom a el log de cada cantidad y luego se m ultiplica por 1 ( - 1 ) , la ecuación se puede rescribir com o - log [H+ ] = - log K a x - l o g

[HA]

(Ec. 1-5)

[A+] P or con v ención , la p significa “log negativo de”; por tanto, -lo g [H+] se puede escribir com o pH, y —K com o p K La ecu ación ahora se convierte en PH = p K a - log

[HA]

(Ec. 1-6)

[A+ La elim inación del signo de m enos antes del log de la cantidad [HA]/[A+] produce una ecu ación conocid a com o de H enderson-H asselbalch, que m atem áticam ente describe las características de d isociación de ácidos y bases débiles y el efecto en el pH: pH = pK - l o g — F F a & [HA]

(Ec. 1-7)

Cuando la relación entre [A+] y [HA] es 1, el pH es igual al pK y la d isolu ción am ortiguadora tien e u n capaci­ dad m áxim a de am ortiguam iento. La constan te de d isocia­ ció n Ka y, por tanto, el p Ka siguen siendo iguales para una determ inada sustancia. Cualquier cam bio de pH se debe sólo a la relación entre la con cen tració n de base/sal [A+] y la co n cen tració n de ácido débil [HA]. La fuerza ión ica es otro aspecto im portante de las diso­ luciones am ortiguadoras, en particu lar en las técnicas de separación. La fu erz a iónica es la co n cen tració n o activi­ dad de iones en una disolu ción o una d isolu ción am orti­ guadora. Se define14 com o sigue: u = I = l/ 2 I C iZ i2, o, Z [(C i)x (Z i)\ 2 \

(Ec. 1-8)

donde Ci es la con cen tració n del ion , Zi es la carga del ion y 2 es la sum a de la cantidad (C i) X (Z i)2 para cada ion presente. E n m ezclas de sustancias, se debe consid erar el grado de d isociación. E l increm ento de la fuerza iónica hace que crezca la nube iónica que rodea a un com puesto y dism inuya la tasa de m igración de partículas. E l in cre­ m ento de la solubilidad de algunas sales, ju n to con cam ­ b io s de corriente, tam bién puede prom over eficazm ente la d isociación del com puesto en ion es, lo que afecta tam bién la separación electroforética.

(Ec. 1-2)

M ATERIALES DEL LABORATORIO CLÍNICO donde HA = ácido débil, A " = base conjugada y H+ = iones hidrógeno. Tom e en cuenta que la con stan te de d isociación, Ka, de u n ácido débil se calcula con la siguiente ecuación:

Ka =

[A~] [H+ [HA]

(Ec. 1-3)

M u chos m ateriales d istintos se requieren en el laboratorio m éd ico actual; sin em bargo, varios artícu los son com unes en la m ayor parte de las instalaciones, com o term óm etros, pipetas, m atraces, vasos de precipitado, buretas, deseca­ dores y m aterial de filtración. A co n tin u ació n se explica de m anera breve la com p osición y el uso general de estos sum inistros.

CAPÍTULO 1 ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

Term óm etros y tem p eratu ra15-16 La práctica predominante para m edición de temperatu­ ra emplea la escala Celsius (°C ); sin embargo, tam bién se emplean las escalas Fahrenheit (F ) y Kelvin (K ). La designa­ ción SI para la temperatura es la escala Kelvin. En el apéndi­ ce C, Conversiones básicas del laboratorio clínico se presentan las distintas fórmulas de conversión entre cada escala. Todas las reacciones analíticas ocurren a una temperatura óptima. Algunos procedim ientos de laboratorio, com o las determ inaciones de enzimas, requieren control preciso de la temperatura, m ientras que otros funcionan bien en un inter­ valo amplio de temperaturas. Las reacciones que dependen de la temperatura emplean algún tipo de celda de enfriam ien­ to o calentam iento, bloque de calentam iento o enfriamiento, o baño de agua o hielo para proporcionar el entorno correcto de temperatura. Las temperaturas del refrigerador de labora­ torio suelen ser críticas y requieren verificación periódica. Los term óm etros son una parte integral de un instrum ento o requieren que se les coloque en el dispositivo para m an­ tenim iento de la temperatura. Los tres tipos principales de term óm etros descritos incluyen el de líquido en vidrio, el term óm etro electrónico o termistor y el term óm etro digital; sin embargo, tam bién se em plean otros tipos de dispositi­ vos indicadores de temperatura. Sin im portar el uso que se les dé, todos los dispositivos indicadores de temperatura se deben calibrar para constatar la precisión. Los term óm etros de líquido en vidrio, en que se utiliza u n líquido coloreado (ro jo u otro m aterial de co lo r), están reem plazando a los dispositivos m ás tradicionales de m er­ curio en vidrio. E n esencia el diseño es el m ism o, con un bulbo en un extrem o y un tallo graduado. N orm alm ente se em plean para m edir tem peraturas entre - 2 0 ° C y 4 0 0 °C . Los term óm etros de inm ersión parcial se usan para m edir tem peraturas en unidades com o bloqu es de calentam ien­ to y baños de agua, y se deben sum ergir a la altura apro­ piada, com o indica la línea con tinu a grabada en el tallo del term óm etro. Los term óm etros de inm ersión total se em plean para aplicaciones de refrigeración, y los de super­ ficie llegan a necesitarse para com probar tem peraturas en superficies planas, com o en una incubadora y u n horno de calentam iento. La in sp ección visual del term óm etro de líquido en vidrio debe revelar una línea continu a de líqu i­ do, libre de separación o burbujas de gas. E l intervalo de p recisión para un term óm etro que se em plea en laborato­ rios clín ico s se determ ina m ediante la aplicación específi­ ca pero, en general, debe ser igual a 50% del intervalo de tem peratura deseado que requiere el procedim iento. Los term óm etros de líquido en vidrio se deben calibrar contra un term óm etro certificado por el NIST, o que cum ­ pla con sus especificaciones, para aplicaciones de laborato­ rio críticas.17 E l N IST tiene un term óm etro SRM con varios puntos de calibración (0 o, 25°, 3 0 ° y 3 7 °C ) para uso con term óm etros de líquido en vidrio. El galio, otro material de referencia estándar, tiene un punto de fusión conocido, y tam bién se puede usar para verificación de term óm etros. A medida que avanza la autom atización y se m iniaturiza, se ha increm entado la necesidad de contar con un term óm etro electró nico exacto de fácil lectu ra (term istor), y en la actualidad se incorp ora de m anera rutinaria en

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m u chos dispositivos. Las ventajas de u n term istor sobre los term óm etros de líquido en vidrio m ás tradicionales son el tam año y el tiem po de respuesta de m ilisegundos. U na desventaja puede ser el costo inicial, aunque el uso de una sonda term istora anexa a u n m edidor de volts y ohm s (V O M ) puede resultar económ ico. Igual que los term ó­ m etros de líquido en vidrio, el term istor se puede calibrar contra un term óm etro SRM o la celda de tem peratura de fusión de galio.18-19 Cuando el term istor se calibra contra la celda de galio, éste se puede usar com o una referencia para cualquier tipo de term óm etro.

M aterial de vidrio y de plástico Hasta hace poco, los materiales de laboratorio (com o pipe­ tas, matraces, vasos de precipitado y buretas) eran de algún tipo de vidrio y se les denominaba, de manera correcta, m ate­ riales de vidrio. A medida que se ha depurado el plástico y se puso a disposición de los fabricantes, éste se utiliza cada vez más para elaborar utensilios de laboratorio. Antes de analizar los m ateriales generales de laboratorio, se presenta un breve resum en de los tipos y usos del vidrio y el plástico vistos com únm ente hoy día en los laboratorios. (Véanse apéndice L, Características de tipos de vidrio ; apéndice M, Caracterís­ ticas de tipos de plástico, y apéndice N, Resistencia química de tipos de plástico.) Sin importar el diseño, casi todos los sum inistros de laboratorio deben satisfacer ciertas toleran­ cias de exactitud. Los que satisfacen las especificaciones del N IST20-21 se clasifican com o clase A. Los recipientes que con­ tienen o transfieren líquido están diseñados para contener (T C ) o para entregar (TD ) un volum en específico. Com o indica el nom bre, la diferencia principal es que los disposi­ tivos T C no entregan el mismo volum en cuando el líquido se transfiere a un recipiente, m ientras que la designación TD significa que el dispositivo entregará esa cantidad. E l m aterial de vidrio em pleado en el laboratorio clín i­ co suele caer en una de las categorías siguientes: Kimax/ Pyrex (b o ro silicato ), C orex (alu m in o silicato ), con alto contenid o de silicio, Vycor (resistente al ácido y las b ases), actín ico b a jo (co lo r ám bar) o cristal con plom o (cal soda­ da) em pleado para m aterial desechable.22 Siem pre que sea posible, el m aterial de vidrio quím ico clín ico de uso ru tin ario debe ser de vidrio térm ico de b orosilicato o alu­ m inosilicato, y satisfacer las tolerancias clase A recom en­ dadas por el NIST. E l m aterial de vidrio que no satisface las esp ecificaciones tipo A podría tener el doble del intervalo de tolerancia, a pesar de parecer idéntico a una pieza de m aterial de vidrio tipo A. E l fabricante es la m ejo r fuente de in form ación acerca de los usos específicos, lim itaciones y esp ecificaciones de exactitud para el m aterial de vidrio. E l m aterial de plástico está com enzando a reem plazar al vidrio en el laboratorio. La alta resistencia ún ica a la corrosión y a la rotura, adem ás de su flexibilidad, han h echo más atractivo al m aterial de plástico. R elativam en­ te económ ico, perm ite que casi todos los artícu los sean totalm ente desechables después de cada uso. Los p rin ci­ pales tipos de resinas que se em plean co n frecu encia en el laboratorio de quím ica clín ica son poliestiren o, polietileno, propileno, Tygon, Teflon, policarbonato y cloruro de polivinilo. De nuevo, cada fabricante es la m ejo r fuente de

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

inform ación en relación con el uso apropiado y las lim ita­ ciones de cu alquier m aterial de plástico. E n casi todos los laboratorios, el vidrio o plástico que está en con tacto directo con m aterial biopeligroso n orm al­ m ente es desechable. Sin em bargo, si surge la necesidad, la lim pieza del m aterial de plástico requiere técnicas espe­ ciales. Tal vez baste con enjuagar de inm ediato el m aterial después de usarlo, lavarlo con u n detergente líquido o en polvo diseñado para la lim pieza de sum inistros de labora­ torio y enjuagar varias veces con agua destilada. Es m uy recom endable rem ojar previam ente el m aterial de vidrio en agua jab o n o sa , siem pre que resulte im práctica la lim pieza inm ediata. E n m u chos laboratorios se em plean lavavajillas y secadoras autom áticas para la lim pieza del m ate­ rial. Los detergentes y los niveles de tem peratura deben ser com patibles con el m aterial y las recom end aciones del fabricante. Para asegurarse de que todo el detergente se ha elim inado del m aterial de laboratorio, se recom iendan varios enjuagues con agua tipo II. Com pruebe el pH del agua de enjuague final y com párelo con el del agua de preenjuague. E l agua contam inada con detergente tendrá un pH m ás alcalino cuando se com para con el pH del agua grado reactivo tipo II. La in sp ección visual debe revelar paredes del recip iente sin m anchas. Cualquier m aterial de laboratorio contam inado biológicam ente se debe desechar de acuerdo co n las precauciones que siga ese laboratorio. Algunas d eterm inaciones, com o las que se em plean para evaluar m etales pesados o ensayos relacionados con análisis m olecular, requieren m aterial de vidrio escrupu­ losam ente lim pio o, en el m ejo r de los casos, desechable. Algunas aplicaciones requieren plástico en lugar de vidrio, porque este ú ltim o puede absorber iones m etálicos. Las disolu cion es de lim pieza exitosas son el dicrom ato ácido y el ácido n ítrico. Se recom ienda que siem pre que sea p osi­ b le se u tilice vidrio o plástico desechables. Las pipetas sucias se deben colocar de inm ediato en un recipiente de agua jabonosa con la punta de la pipeta hacia arriba. E l recipiente debe tener la longitud suficiente para perm itir que las puntas de las pipetas sean cubiertas con la disolución. Se recom ienda una vasija especialm ente dise­ ñada para rem ojar pipetas y un aparato de lavado y secado. Para cada enjuague final, se debe proveer agua nueva tipo I o II. Si es posible, designe un recipiente de pipetas para enjuagues finales solam ente. E xisten cepillos de lim pieza que se ajustan casi a cualquier tam año de material de vidrio, y se recom iendan para artículos que se lavan de rutina. Aunque la lim pieza del m aterial de plástico suele ser m ás fácil porque su superficie no se hum edece, no es apro­ piado para ciertas aplicaciones en que se em plean d isol­ ventes orgánicos o se requiere utilizar un autoclave. E l uso de cepillos o lim piadores abrasivos ásperos se debe evitar en m aterial de plástico. No se requ ieren enjuagues o lava­ dos ácidos. E l procedim iento de lim pieza in icial descrito en el apéndice O , L im pieza de m aterial de laboratorio, se puede adaptar tam bién al m aterial de plástico. Los lim pia­ dores ultrasónicos pueden servir para elim inar restos que cubren las superficies de m aterial de vidrio o plástico. El m aterial de vidrio que ha sido lim piado de m anera adecua­ da se debe secar por com pleto antes de usarlo.

R ecipientes d e laboratorio Los m atraces, los vasos de precipitado y las probetas gra­ duadas se usan para contener disoluciones. Los m atraces volu m étricos y E rlenm eyer son dos tipos de recip ientes de uso general en el laboratorio clínico. U n m atraz volumétrico clase A se calibra para un volu­ m en exacto de líquido (T C ). E l matraz tiene una porción inferior, redonda, con un fondo plano y un cuello delgado, largo, con una línea de calibración grabada. Los m atraces volum étricos se em plean para llevar un determ inado reac­ tivo a su volum en final con el diluyente prescrito y deben ser de calidad clase A. Al llevar la parte baja del m enisco a la marca de calibración, se debe usar una pipeta al añadir las gotas finales de diluyente para asegurar que se m antenga el control m áxim o y no se pierda la línea de calibración. Los matraces Erlenm eyer y los vasos de precipitados Griffin están diseñados para contener diferentes volúm enes en vez de una cantidad exacta. Debido a que am bos se em plean a m enudo en la preparación de reactivos, se deben considerar el tamaño del matraz, el carácter inerte de la sustancia quí­ m ica y la estabilidad térmica. El matraz Erlenm eyer tiene un fondo am plio que poco a poco se convierte en un cuello corto más pequeño. E l vaso de precipitados Griffin tiene un fondo plano, lados rectos y una abertura tan amplia com o la base plana, con un pequeño pico en el borde. Las probetas graduadas son tubos largos, cilind ricos, que norm alm en te se m antienen de pie m ediante una base octagonal o circular. La probeta tiene m arcas de calibra­ ción a lo largo, y se usa para m edir volúm enes de líquidos. Las probetas graduadas no tienen la exactitu d del m aterial de vidrio volu m étrico. Los tam años de uso ru tinario son 10, 2 5 , 5 0 , 1 0 0 , 5 0 0 , 1 0 0 0 y 2 0 0 0 mi. Todos los uten silios de laboratorio deben ser clase A, siem pre que resulte posible, para m axim izar la exactitu d y la p recisión y, por tanto, dism inuir el tiem po de calibra­ ción. E n la figura 1-8 se ilustra el m aterial de vidrio repre­ sentativo. En el cuadro 1-4 se presentan las tolerancias clase A para algunos volúm enes de uso com ún.

Pipetas Las pipetas son utensilios de vidrio o plástico empleados para transferir líquidos; pueden ser reutilizables o desechables. Aunque pueden transferir cualquier volum en, por lo general se utilizan para volúm enes de 2 0 m i o m enos; volúm enes más grandes se transfieren o entregan de manera norm al por medio de pipetas autom áticas o aparatos estilo vasija. Para reducir la confusión, en el cuadro 1-5 se presen­ ta el esquema de clasificación descrito con más detalle aquí. E jem plos de pipetas se encuentran en la figura 1-1. Sim ilares a m uchos utensilios de laboratorio, las pipetas se diseñan para contener (T C ) o para entregar (T D ) un volum en particular de líquido. La diferencia principal es la cantidad de líquido necesario para hum edecer la superficie interior del m aterial y la cantidad de líquido residual que queda en la punta de la pipeta. Casi todos los fabricantes estam pan las siglas TC o TD cerca de la parte superior de la pipeta para alertar al usuario en cuanto al tipo de pipeta. Al igual que otros m ateriales de laboratorio con la desig­ nación T C , una pipeta T C retiene o contiene un volum en

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CAPÍTULO 1 ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

CUADRO 1-4. TOLERANCIAS CLASE A

CUADRO 1-5. CLASIFICACIÓN DE PIPETAS

TAM AÑ O (mi)

I.

TO LERAN CIAS (mi)

Buretas

Diseño A . Para co n te n er (TC)

5

± 0.01

10

± 0.02

25

± 0.03

50

± 0.05

100

± 0.10

Pipetas (transferir)

B. Para e n tre g a r (TD) I. C aracterísticas de drenad o A . Descarga B. A u to d re n ad o . Tipo A . De m edición o graduada

0.5-2

± 0.006

1. Serológica

3-5

± 0.01

2. M obr

10

± 0.02

3. B acterio ló gica

15-25

± 0.03

4. Balf, K o lm er o Kahn

50

± 0.05

5. M icro pipeta

Matraces volumétricos

B. Transferen cia

1-10

± 0.02

1. Vo lum étrica

25

± 0.03

2. O stw ald-Folin

50

± 0.05

3. Pipetas Pasteur

100

± 0.08

4. M acrop ip etas o m icro p ip etas au to m áticas

200

± 0.10

250

± 0.12

500

± 0.20

1000

± 0.30

2000

± 0.50

particular pero no entrega el volum en exacto, m ientras que una pipeta TD entregará el volum en indicado. Al usar cual­ quier pipeta, se debe sum ergir la punta en el líquido que será transferido, hasta un nivel que le perm itirá perm ane­ cer en la d isolu ción después que el volum en de líquido ha entrado a la pipeta, sin tocar las paredes del recipiente. La pipeta se m antiene recta, no en u n ángulo (fig. 1-2). Con un bulbo para pipeta o un dispositivo similar, se aplica una ligera su cción en el extrem o opuesto hasta que el líquido entre en la pipeta, y el m enisco se lleva arriba de la línea de graduación deseada (fig. 1-3A ); entonces se detiene la suc­ ción. M ientras el nivel del m enisco se m antiene en su lugar, se sube la punta de la pipeta un poco arriba de la disolu­ ció n y se retira el líquido adherido con un pañuelo de papel de laboratorio. Luego se deja drenar el líquido, hasta que la parte baja del m enisco toca la m arca de calibración deseada (fig. 1-313). Con la pipeta en posición vertical y la punta contra el lado del recipiente receptor, se deja que drene el contenido de la pipeta hacia el recipiente (com o tubo de ensayo, cubeta, m atraz). Una pipeta de descarga tiene un anillo grabado continu o o dos anillos continu os, cerra­ dos, pequeños, localizados cerca de la parte superior de la pipeta. Esto significa que la últim a gota de líquido se debe expulsar hacia el recipiente receptor. Sin estas marcas, una pipeta es de autodrenado, y el usuario perm ite que el conte -

A

V

FIGURA 1-1.

Material de vidrio para laboratorio.

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

Serológica/Mohr

Correcta

Spectroline

Caulfield FIGURA 1-4.

Tipos de bulbos de pipeta.

Volumétrica/Ostwald-Folin

FIGURA 1-2.

Posiciones correcta e incorrecta de la pipeta.

nido de la pipeta drene por gravedad. La punta de la pipeta no debe estar en contacto con el líquido que se acum ula en el recipiente receptor durante el drenado. C on excepción de la pipeta M ohr, la punta debe perm anecer en contacto con el lado del recipiente varios segundos después de haber drenado el líquido. E ntonces se retira la pipeta. E n la figura 1-4 se ilustran varios bulbos de pipeta. Está estrictamente prohibido pipetear con la boca, debido a la posibilidad de aspirar m aterial peligroso. Las pipetas de m ed ición o graduadas son capaces de entregar d istintos volúm enes. D ebido a que las líneas de graduación localizadas en la pipeta pueden variar, se deben indicar en la parte superior de cada pipeta. P or ejem plo,

10-

en una pipeta de 5 m i se pueden usar 5 , 4 , 3 , 2 o 1 m i de líqu id o, con m ás graduaciones entre cada m ililitro. A la pipeta se le designa 5 en increm en tos de V10 (fig. 1 -5 ) y podría entregar cu alquier volum en en décim as de m ilili­ tro, hasta 5 mi. Otra pipeta (p. e j., una de 1 m i), podría estar diseñada para entregar 1 m i y tener subdivisiones de centésim os de m ililitro. Las m arcas en la parte superior de una pipeta de m ed ición o graduada indican el volum en para el que se diseñó. Los subgrupos de pipetas de m ed ición o graduadas son M ohr, serológicas y m icropipetas. U na p ipeta M ohr no tiene graduaciones hasta la punta. Es una pipeta de sem idrenado, pero no se perm ite que la punta toque el recip iente m ientras la pipeta está drenando, y se debe usar su volu m en total para lograr la exactitu d adecuada. Una pipeta serológica tiene m arcas de calib ració n hasta la punta y suele ser una pipeta de descarga. Una m icropipeta es una pipeta con u n volum en de retención total de m enos de 1 m i; se podría designar com o pipeta M ohr o serológica. La siguiente categoría im portante son las pipetas de transferencia. E stán diseñadas para entregar u n volum en sin subdivisiones adicionales. El ensancham iento parecido

a un bulbo en el tallo d e la pipeta distingue a los subgrupos Ostwald-Folin y volumétrico. Las pipetas de O stw ald -Folin se em plean con fluidos serológicos que tien en una v iscosi­ dad m ayor que el agua. Son pipetas de descarga, lo que se indica m ediante dos anillos continu os grabados en la parte superior. La pipeta volu m étrica está diseñada para entre­ gar o transferir d isolu ciones acuosas y es siem pre de auto-

Parte baja ■del menisco

- Menisco ■ Línea de graduación

9-

B FIGURA 1-3. Técnica de pipeteo. (A) El menisco se lleva arriba de la línea de graduación deseada. (B) Se permite que salga el líquido hasta que el fondo del menisco toque la marca de calibración deseada.

FIGURA 1-5.

Indicación de volumen de una pipeta.

CAPÍTULO 1 ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

drenado. Este tipo de pipeta suele tener el m ayor grado de exactitu d y p recisión, y se debe usar al diluir estándares, calibradores o m aterial de con trol de calidad. Las pipetas Pasteur n o tienen m arcas de calib ració n y se em plean para transferir disoluciones o líquidos b iológ icos sin consid era­ ció n de un volum en específico. Estas pipetas no se deben em plear en técnicas analíticas cuantitativas. La pipeta autom ática es la que se em plea de m anera habi­ tual en el laboratorio quím ico clín ico actual. Las pipetas autom áticas y sem iautom áticas tienen m u chas ventajas; entre otras, seguridad, estabilidad, facilidad de uso, m ayor precisión, ahorro de tiem po y m enor necesidad de lim p ie­ za com o resultado de que las p orciones contam inadas de la pipeta (co m o las puntas) suelen ser desechables. E n la figura 1-6 se ilustran m uchas pipetas autom áticas com u ­ nes. A una pipeta relacionada con un solo volu m en se le d enom ina volu m en fij o ’ a los m odelos capaces de selec­ cionar volúm enes diferentes se les d enom ina v ariables’, sin em bargo, sólo se puede usar un volu m en a la vez. El intervalo disponible de volúm enes es de 1 ql a 1 0 0 0 mi. E l intervalo de volu m en más am plio visto en un a sola pipeta es de 0 a 1 mi. A una pipeta con una capacidad de pipeteo de m enos de 1 m i se le consid era una m icropipeta ; una que transfiere m ás de 1 mi, es una m acropipeta autom ática. E l térm ino autom ática, com o se em plea aquí, significa que el m ecanism o que extrae y transfiere el líquido es una parte integral de la pipeta. É ste podría ser u n dispositivo autom atizado que opera por sí m ism o, uno sem iautom ático o uno por com pleto m anual. Hay tres tipos generales de pipetas autom áticas: de desplazam iento de aire, de des­ plazam iento positivo y dosificadoras. U na pipeta de des­

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plazam ien to de aire depende de un p istón para extraer la m uestra m ediante su cción en una punta d esechable que debe ser cam biada después de cada uso; el pistón no entra en con tacto con el líquido. Una p ipeta de desplazam iento positivo opera m oviendo el pistón en la punta de la pipeta o barril, de m anera m uy parecida a una je rin g a hipodérm ica; no requiere una punta diferente para cada uso; debido a los rem anentes, se podría requ erir enjuague y secado entre m uestras. Los dosificadores y los diluidores/dispensadores son pipetas autom áticas que obtienen el líquido de un recip iente com ún y lo distribuyen de m anera repetida. Las pipetas dosificadoras pueden ser de tipo tapa de botella, m otorizadas, portátiles o estar unidas a un diluidor, que com bina las fu nciones de m uestreo y transferencia. En la figura 1-7 se dan ejem plos de tipos diferentes de d ispositi­ vos de pipeteo autom ático. E stas pipetas se deben usar de acuerdo co n las in stru ccion es de cada fabricante. M uchas pipetas autom atizadas em plean un lavado entre m uestras para elim inar problem as de residuos. Sin em bargo, para reducir la con tam in ación por residuos con las pipetas m anuales o sem iautom áticas, el secado cuidadoso de la punta podría elim inar cualquier líquido adherido a la par­ te externa de la punta antes de tran sferir cu alquier líquido. Se debe tener cuidado para asegurar que no se secó el orifi­ cio de la pipeta, porque se extraería m uestra. O tra precau­ ció n al usar de form a m anual las pipetas sem iautom áticas es quitar el tapón de m anera lenta y continua. Las puntas de pipeta desechables, de u n solo uso, están diseñadas para usarse con pipetas de desplazam iento de aire. E l laboratorista debe asegurar que la punta de la pipe­ ta está b ien puesta en el extrem o de la pipeta y que no

FIGURA 1-6. (A) Plpeteador de desplazamiento de aire, ultramicrodlgltal, volumen fijo, con eyector de punta. (B) Pipeteador de desplazamiento de aire, volumen fijo. (C) Pipeteador de desplazamiento positivo, electrónico, digital. (D) Pipeteador de jeringa.

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

FIGURA 1-7,

(A) Diluldor/dosificador digital. (B) Doslficador. (C). Doslficador.

tiene deform idad alguna. E n particular, es probable que varíen las puntas de plástico utilizadas en pipetas con desplazam iento de aire. En una determ inada pipeta se pueden usar diferentes m arcas, pero no necesariam ente fu ncio nan de una m anera idéntica. Podría haber rebabas que no siem pre se detectan a sim ple vista. U n m étodo en que se usa una d isolu ción 0.1% de ro jo de fenol en agua destilada sirve para com parar la capacidad de reproduc­ ció n de d istintas m arcas de puntas para pipeta.23 Al usar este m étodo, la pipeta y el operador deben ser los m ism os, de m odo que la variación sea sólo un resultado de los cam ­ bios en las puntas de pipeta. Las puntas para pipetas de desplazam iento positivo están hechas con colum nas rectas de vidrio o plástico. Estas puntas deben ajustar b ien para evitar residuos, y se puedan usar de form a repetida sin ser cam biadas después de cada uso. Com o se m en cion ó, estos dispositivos deben enjuagarse y secarse entre m uestras para reducir los residuos. Las pipetas clase A, al igual que todo el m aterial de vidrio clase A, no necesitan ser recalibradas en el laboratorio. Los dispositivos de pipeteo autom ático, además de los m ate­ riales que no son clase A, requieren calibración. U n m éto­ do gravim étrico (pág. 15) puede llevar a cabo esta tarea al entregar y pesar una disolución de densidad relativa con o ci­ da, com o el agua. Se deben usar una balanza analítica recién calibrada y por lo m enos masas clase 2. Sólo se debe usar una pipeta si está dentro de ± 1 .0 % del valor esperado. A unque la validación gravim étrica es el m étodo más deseable, la calibración de la pipeta se puede llevar a cabo tam bién por m edio de m étodos fotom étricos, en parti­ cular para dispositivos de pipeteo autom áticos. Cuando se usa u n esp ectrofotóm etro, se obtiene el coeficiente de e x tin ció n m olar de u n com puesto, com o el dicrom ato de potasio. D espués de tom ar con la pipeta una alícu o­ ta del diluyente, el cam bio de con cen tració n reflejará el

volum en de la pipeta. En otra técnica fotom étrica u tili­ zada para evaluar la exactitu d de la pipeta se com paran las absorbancias de d iluciones de dicrom ato de potasio, u otro líquido coloreado con los espectros de absorbancia apropiados, por m edio de m aterial de vidrio volu m étrico clase A contra las d iluciones equivalentes hechas con el dispositivo de pipeteo. Estas técnicas de calibración consum en tiem po y, por tanto, son im prácticas para com probaciones diarias. Se recom ienda realizar una com probación de las pipetas al principio y después tres a cuatro veces por año, o según d ic­ te la agencia que acredita al laboratorio. M uchas com pañías ofrecen servicios de calibración; la elegida debe satisfacer tam bién los requisitos de acreditación. U na com probación diaria, rápida, para m uchos dispositivos de pipeteo autom á­ tico de m ayor volum en, utiliza m atraces volum étricos. Por ejem plo, un dispensador de botella que suele entregar 2.5 m i de reactivo se podría com probar m ediante la transferen­ cia de cuatro alícuotas del reactivo en un matraz volum é­ trico de 10 m i clase A. E l fondo del m enisco debe coincidir con la línea de calibración del matraz volum étrico.

B uretas Una bureta tiene el aspecto de una pipeta graduada, larga, co n una llave en un extrem o. E l volu m en total usual de una bureta varía de 2 5 a 1 0 0 m i de solu ción , y se em plea para entregar un volum en particular de líquido durante una titu lación (fig. 1 -8 ).

Je rin g a s E n ocasiones, las jerin g as se utilizan para transferir volú­ m enes pequeños (m enores de 5 0 0 pl) en el análisis de gases sanguíneos o en técnicas de separación com o cro ­ m atografía o electroforesis. Las jerin g a s son de vidrio y tien en barriles finos. E l ém bolo está h ech o por lo general

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CAPÍTULO 1 ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

CALIBRACIÓN DE PIPETA GRAVIMÉTRICA 2124

Matraz volumétrico

Matraz Erlenmeyer

Vaso de precipitados Griffin

Materiales Pipeta. 10 a 20 puntas para pipeta, si son necesarias. Balanza capaz de lograr una exactitud y resolución de ±0.1 % de peso volum étrico transferido. Recipiente de pesaje grande como para contener el volumen de líquido. Agua tipo I. Termómetro y barómetro.

Procedimiento 1. Registre el peso del recipiente. Registre la tem peratura del agua. Se recomienda que todos los materiales estén a tem peratura am biente. Obtenga la presión barom étrica. 2. Coloque un pequeño volumen de agua (0.5 mi) en el recipiente. Para evitar efectos de evaporación, se reco­ mienda cubrir cada recipiente con una sustancia como el Parafilm . Evite manipular los recipientes. 3. Pese cada recipiente más el agua hasta el 0.1 mg más próximo, o bien, ajuste la balanza a cero. 4. Con la pipeta de prueba, extraiga la cantidad especificada. Moje con cuidado el exterior de la punta. Se debe tener cuidado de no tocar el extremo de la punta, ya que esto ocasionaría que se saliera el líquido de la punta y se intro­ duciría una imprecisión como resultado de la técnica. 5. Transfiera el agua al recipiente pesado. Toque la pared del recipiente con la punta de la pipeta. 6. Registre el peso del recipiente. 7. Reste el peso obtenido en el paso 3 del que se obtiene en el paso 6. Registre ei resultado. 8. Si se em plean puntas de plástico, cambie cada punta entre cada transferencia. Repita del paso 1 al 6 un míni­ mo de nueve veces adicionales. 9. Obtenga el promedio o la media del peso del agua. M ulti­ plique el peso medio por la densidad correspondiente del agua a la tem peratura y presión específicas. Esto se podría obtener del cuadro 1-36 para una referencia rápida. 10. Determ ine la exactitud de la capacidad de la pipeta para tran sferir el volumen esperado (seleccionado o expresa­ do) de acuerdo con la fórm ula: Volumen medio x10Q% Volumen esperado Por lo general, el fabricante da límites aceptables para una determ inada pipeta, pero no se deben usar si el valor difiere por más de 1.0% del valor esperado. La precisión se puede indicar como el coeficiente de varia­ ción en por ciento (% CV) o desviación estándar (DE) para una serie de pasos de pipeteo repetitivos. En el capítulo 3, C ontrol d e calidad y estadística, se puede encontrar una descripción acerca del % CV y la DE. Las ecuaciones para calcular la DE y el % CV son las siguientes: SD =

£(x - x) n -1 ~

%CV = SD-x100 x

(Ec. 1-10)

La imprecisión requerida suele ser ±1 DE. El % CV variará con ei volum en esperado de la pipeta, pero cuanto m enor sea ei valor de %CV, mayor será la precisión. Cuando n es grande, ios datos tienen más validez estadística.

Buretas

FIGURA 1-8.

Probeta graduada

Matraz de filtración

Ejemplos de material de vidrio para laboratorio.

de una pieza fina de alambre. Las puntas no se em plean cuando las jerin g as se usan para iny ección de m uestra en u n sistem a crom atográfico de gases. Sin em bargo, en tra­ b ajo de electroforesis se podrían em plear puntas de teflón desechables. Las inexactitud es esperadas de volúm enes m enores que 5 pl son de 2% , m ientras que para volúm enes m ayores, la in exactitu d es de alrededor de 1%.

D ESECA D O RES Y DESECANTES M u chos com puestos se com binan con m oléculas de agua para form ar cristales quím icos sueltos. Al com puesto y al agua relacionada se le denom ina hidrato. Cuando se eli­ m ina el agua de cristalización, se dice que el com puesto es anhidro. Las sustancias que captan agua al ser expues­ tas a las con d iciones atm osféricas son higroscópicas. Los m ateriales m uy higroscóp icos pueden retirar hum edad del aire y otros m ateriales. Se trata de excelen tes sustancias de desecado y a veces se usan com o desecantes (agentes desecadores) para m antener a otras sustancias libres de hidratación. Los desecantes m ás com unes se presentan en el cuadro 1 -6, com enzando con los m ás higroscóp icos y por últim o el desecante m enos eficaz. Si estos com puestos

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

CUADRO 1-6. DESECANTES COMUNES AG EN TE

FÓRM ULA

Perclorato de magnesio

M g(CI04)

Óxido de bario

BaO

Alúmina

A IA

Pentóxido de fósforo

PAo

Perclorato de litio

U C I0 4

Cloruro de calcio

CaCI2

Sulfato de calcio

C aS 0 4

Gel de sílice

S ¡02

Asea rita

NaOH en asbestos

absorben suficiente agua de la atm ósfera para causar diso­ lu ción , son sustancias delicuescentes. Los desecantes son más eficaces cuando se colo can en una cám ara cerrada a prueba de aire, conocid a com o dese­ cad or (fig. 1 -9 ). E l desecante se coloca debajo de la plata­ form a perforada dentro del desecador. Una fina película de lu b ricante colocad a en el borde de la tapa sella un deseca­ dor de vidrio o plástico; se abre o sella de m anera correcta al deslizar de m anera lenta la tapa de m odo horizontal. El sello lubricado evita que el desecador sea abierto si se ja la hacia arriba. E l desecador debe abrirse de form a lenta y con p recau ción porque la presión de aire en su in terio r podría ser m enor que la presión atm osférica. Algunos desecantes en particu lar útiles llevan u n indicador, que señala que el d esecante se agotó y puede ser regenerado por m edio de calor o secado en un horno de m icroondas. Se deben evitar los desecantes que producen polvo. E n el laboratorio, los d esecantes se em plean sobre todo para evitar que las sus­

tancias quím icas, gases y com ponentes de instrum entos absorban hum edad.

Balanzas U na balanza que fu n cione de m anera adecuada es esencial para producir reactivos y estándares de alta calidad. Sin em bargo, debido a que m u chos laboratorios d escontin ua­ ron la preparación interna de reactivos, es posible que se haya reducido el uso de las balanzas. Las balanzas se clasi­ fican de acuerdo con su diseño, núm ero de platos (sencillo o d ob le), y si son m ecánicas o electrónicas; tam bién se clasifican m ediante intervalos de operación, com o en las balanzas de p recisión (legibilidad - 2 q g ), balanzas analí­ ticas (legibilidad - 0 .0 0 1 g) o m icrobalanzas (legibilidad - 0 .1 qg; fig. 1 -1 0 ). E n la actualidad, las balanzas analíticas y electrón icas son las más populares en el laboratorio clínico. Las b alan­ zas analíticas se requieren para la preparación de estánda­ res prim arios. A la balanza analítica m ecánica se le conoce tam bién com o balan za de sustitución. É sta tiene un solo plato encerrado por puertas transparentes corredizas, que red ucen los efectos del am biente en el m ovim iento del pla­ to. É ste está unido a una serie de pesos calibrados que se contrabalancean m ediante un peso en el extrem o opuesto de un fulcro de borde afilado. E l operador aju sta la balanza al peso deseado y coloca el m aterial contenid o dentro de u n recip iente de pesaje tarado, sobre el plato de m uestra. U na escala óptica perm ite al operador ver la masa de la sustancia. E l intervalo de peso para ciertas balanzas analí­ ticas es de 0 .0 1 m g a 1 6 0 g. Las balanzas electrónicas son de un solo plato, em plean la fuerza electrom agnética para contrabalancear la masa de la m uestra pesada. Sus m ediciones igualan la exactitud y p recisión de cu alquier balanza m ecánica disponible, con la ventaja de un tiem po de respuesta rápido (m enos de 10 segundos).

FIGURA 1-9, (A) Desecador de vidrio. (B) Desecador de vidrio con anillo de sellado seco (no se necesita grasa para sellar la tapa).

CAPÍTULO 1 ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

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fuertes para llevar a cabo la separación. E n el capítulo 6, Inrnunoensayos y técnicas con sonda de ácido nucleico, se d escriben con m ás detalle los m ecanism os de separación utilizados en inrnunoensayos. Los m ecanism os de separa­ ción básicos de uso com ún fuera de los incorporad os en inrnunoensayos, son centrifugación, filtración y diálisis.

Centrifugación La centrifugación es un proceso en que la fuerza centrífuga se usa para separar m ateria sólida de una suspensión liqui­ da. La centrifugadora lleva a cabo esta acción. É sta consta de una cabeza o rotor, portadores o cam pos (fig. 1 -1 1 ) que van unidos a una flecha vertical de u n m otor, y están en ce­ rrados en una cubierta m etálica. La centrifugadora tiene siem pre una tapa y un interrup tor de encendido y apaga­ do; sin em bargo, m u chos m odelos inclu y en un freno o un tacóm etro que indica la velocidad, y algunas centrifugado­ ras están refrigeradas. La fuerza centrífuga depende de tres

FIGURA 1-10. (A) Balanza electrónica de carga superior. (B) Balanza analítica electrónica con impresora.

Las m asas de prueba utilizadas para calibrar las b alan­ zas deben ser seleccionadas de las clases apropiadas ANSI/ A STM 1 a 4 .25 Este sistem a ha reem plazado los estándares clase S del N IST usados antes de 1 9 9 3 . Las m asas clase 1 proporcionan la m ayor precisión y se deben usar para cali­ brar balanzas analíticas de alta p recisión en el intervalo de peso de 0 .0 1 a 0.1 mg. Las m asas estándar NBS S antiguas son equivalentes a la clase 2 A STM (0 .0 0 1 a 0 .0 1 g ), y S -l es equivalente a la clase 3 A STM (0 .0 1 a 0 .1 g). La fre­ cu encia de calibración se determ ina m ediante las norm as de acred itación y licencia para un laboratorio específico. Las balanzas se deben m antener escrupulosam en te lim ­ pias y estar ubicadas en un área alejada y aislada del paso de personas, piezas grandes de equipo eléctrico y ventanas abiertas. U na placa de m árm ol separada de su superficie de apoyo m ediante un m aterial flexible suele colocarse d ebajo de una balanza para reducir cu alquier vibración de interferencia que pudiera ocurrir. Siem pre se debe corregir el punto de com probación de nivel antes de pesar.

TÉCNICAS BÁSICAS DE SEPARACIÓN Las m odificaciones contem poráneas de filtración y diálisis em plean m aterial fibroso con una m atriz base que propor­ ciona un m ecanism o de separación en m u chos inm un oensayos hom ogéneos. Estos m ateriales pueden ser revestidos co n ligando de anticuerpo específico para prom over la selecció n de m ateriales (o esp ecies) específicos. Ciertas etiquetas em plean partículas m agnéticas ju n to con im anes

FiGURA 1-11. (A) Centrifugadora de banco. (B) Rotor de cubeta oscilante. (C) Rotor de cabeza fija.

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

variables: m asa, velocidad y radio. La velocidad se expresa en re v o lu c io n e s p o r m in u to (rp m ), y la fu erza c e n tr í­ fuga generada se expresa en térm inos de la fuerza centrífuga relativa (F C R ) o gravedades (g). La velocidad de la cen tri­ fugadora se relaciona con la F C R m edíante la siguiente ecuación: F C R = 1 .1 1 8 X 10“5 X r X (rp m )2

(Ec. 1-11)

donde 1 .1 1 8 X 10 3 es una con stan te, determ inada a par­ tir de la velocidad angular, y r es el radio en centím etros, m edido desde el centro del eje de la centrifugadora hasta el fondo de la p ro tección del tubo de ensayo. E l valor de F C R tam bién se puede obtener de un nom ogram a sim ilar al que se localiza en el apéndice H, N om ogram a de fu erz a relativa centrífuga. La clasificación de centrífugas se basa en varios criterio s, incluso el m odelo de ban co o piso, refrigeración, cabeza de rotor (fija, h em atócrito, cubeta giratoria o angulada; fig. 1 -1 1 ), o velocidad m áxim a (es decir, ultracentrifugadora). Las centrifugadoras suelen usarse para separar suero de un coágulo de sangre cuando se está procesando la sangre; para separar el sobrenadan­ te de u n precipitado durante una reacció n analítica; para separar dos líquidos inm iscibles, com o el suero cargado de lípidos; o para expulsar aire. E l cuidado de la centrifugadora inclu ye lim piar diario derram es o restos, com o sangre o vidrio, y asegurar que esté balanceada de m anera apropiada (fig. 1 -1 2 ) y libre de cu alquier vibración excesiva. Es de sum a im portancia equilibrar la carga de la centrifugadora. M uchas de éstas que son nuevas dism inuirán de form a autom ática su velo­ cidad si la carga no está b ien distribuida; pero co n frecu en­

cia se agitará y vibrará o hará m ás ruido del esperado. La tapa de la centrifugadora debe perm anecer cerrada hasta que la m áquina se haya detenido por com pleto, para evitar cu alquier con tam in ació n con aerosol. Se recom ienda revi­ sar de form a periód ica el reloj autom ático, las escobillas (si existen ) y la velocidad. Las escobillas, que son barras de grafito fijas a un resorte, crean un con tacto eléctrico en el m otor. Se debe consultar el m anual de servicio del fabricante para con o cer detalles sobre el cam bio de las escobillas y los requisitos de lu b ricación . La velocidad de una centrifugadora se com prueba de m anera fácil con un tacóm etro o co n luz estroboscópica. E l orificio localizado en el borde de m uchas centrifugadoras está diseñado para verificar la velocidad con estos dispositivos pero tam bién podría representar un biorriesgo de aerosol.

Filtración La filtración se usa en lugar de la cen trifu gación para sepa­ ración de sólidos o líquidos. Sin em bargo, en el labora­ torio actual la filtración con papel sólo se usa de form a ocasional y, por tanto, aquí sólo se d escriben los aspectos básicos. E l m aterial del filtro está h echo de papel, celu ­ losa y sus derivados, fibras de poliéster, vidrio y diversos m ateriales resinosos com o colum na. Por lo general, el papel filtro se dobla de m anera que perm ita ajustarse a un em budo. E n el m étodo A, el papel filtro redondo se dobla com o un abanico (fig. 1-13A ); en el m étodo B, se dobla en cuartos (fig. 1 -1 3 B ). E l papel filtro difiere en tam año de poro y se debe selec­ cionar de acuerdo co n las necesidades de separación y la tasa de flujo relacionada para determ inados líquidos. E l papel filtro no se debe usar al em plear ácidos o bases fuer­ tes. Cuando se coloca en el em budo, la solu ción se drena de m anera lenta por el papel dentro del em budo y hacia un recip iente receptor. Al líquido que pasa por el papel filtro se le llam a filtrado.

Diálisis La diálisis es otro m étodo para separar m acrom oléculas de u n disolvente o sustancia m ás pequeñas. Se volvió popular cuando se utilizó ju n to con el sistem a T echnicon

FIGURA 1-12. Centrifugadora equilibrada de manera adecuada. Los círculos oscuros representan posiciones contrabalanceadas para los tubos de muestra.

FIGURA 1-13. Métodos para doblar un papel filtro. (A) En forma de abanico. (B) En cuartos.

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CAPÍTULO 1 ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

A utoanalyzer en la década de 1 9 7 0 . En esencia, se colo­ ca una disolu ción en una bolsa o está contenid a en un lado de una m em brana sem iperm eable. Las m oléculas más grandes son retenidas dentro del saco o en un lado de la m em brana, m ientras que las m ás pequeñas y disolventes se difunden. Este proceso es m uy lento. E l uso de colu m ­ nas que con tien en un gel ha reem plazado la separación m anual por diálisis en la m ayor parte de los proced im ien­ tos analíticos.

M ATEM ÁTICAS Y CÁLCULOS DE LABORATORIO Cifras significativas Las cifras significativas son el núm ero m ínim o de dígitos n ecesarios para expresar un valor particular en notación científica sin pérdida de exactitud. E l núm ero 8 1 4 .2 tiene cuatro cifras significativas porque en n otació n cien tífica se escribe com o 8 .1 4 2 X 1 0 2. E l núm ero 0 .0 0 0 6 4 1 tiene tres cifras significativas, y la expresión en n otació n científica para este valor es 6.4 1 X 1 0 -4. Los ceros sólo represen­ tan lugares decim ales y no son necesarios para expresar el núm ero en n otació n científica.

Logaritm os El logaritm o (log) base 10 de un núm ero positivo N m ayor que cero es igual al exponente al que se debe elevar la base 10 para producir N. Por tanto, se puede decir que N es igual a 10x, y el log de N es igual a x. E l núm ero N es el antilogaritm o (antilog) de x. E l logaritm o de un núm ero, que se escribe en form ato decim al, inclu ye dos partes: el carácter o característica y la m antisa. E l carácter es el núm ero que se encuen tra a la izquierda del punto decim al en el log y se deriva del exp o­ nente, y la m antisa es la parte del logaritm o a la derecha del punto decim al y se deriva del núm ero. A unque se pueden tom ar varios enfoques para determ inar el log, un m étodo con siste en escribir el núm ero en notació n científica. E l núm ero 1 4 2 4 expresado en n otació n científica es 1 .4 2 4 X 1 03, con lo cual el carácter es 3. El carácter se puede deter­ m inar tam bién al sum ar el núm ero de cifras significativas y luego restar 1 de la sum a. La m antisa se obtiene de una tabla de logaritm os o co n una calculadora que tenga una fu nción log para el resto del núm ero. E n el caso de 1 .4 2 4 , una calculadora daría un a m antisa de 0 .1 5 3 5 , y una tabla de log revelaría lo que se m uestra en el cuadro 1-7. Ciertas calculadoras con fu n ción log no requieren la conversión a n otació n científica.

Cuando se usa una tabla de logaritm os, el paso inicial es determ inar N, a partir de los dos prim eros dígitos del núm ero. En este ejem plo, N es 14. L ocalice el núm ero 14 b ajo la colum na N en las tablas de logaritm os (cuadro 1-7). E l siguiente dígito en este ejem plo, 1 .4 2 4 , es 2. C ontinú e a lo largo del renglón y lea los núm eros debajo de 1 4 2 , que, en este caso, son 1 5 2 3 . La últim a parte de la m antisa se obtiene de la sección de partes proporcionales del cuadro de logaritm os y se agrega a 1 5 2 3 . E n este caso (1 .4 2 4 ), el dígito restante es 4. El valor debajo de 4 en el cuadro es 12. La m antisa se convierte en 1 5 2 3 + 12 = 1 5 3 5 . E l logaritm o de 1 .4 2 5 X 103 es igual a 3 .1 5 3 5 . E l carácter es 3 , y la m antisa 1 5 3 5 . Debido a que sólo hay cuatro cifras significativas en el núm ero original, en el logaritm o sólo se deben escribir cuatro cifras significativas. El log entonces es 3 .1 5 4 . Para núm eros m enores que 1, el carácter tiene por lo com ún una barra en la parte_superior. E l núm ero 2 .1 2 X 10~2 tiene un log de 2 .3 2 6 3 o 2 .3 3 para satisfacer el núm ero de cifras significativas. Para determ inar el núm ero original de un valor loga­ rítm ico , el proceso se hace a la inversa. Este proceso se d enom ina antilogaritm o. C o n el ejem plo previo, d eterm i­ ne el antilogaritm o de 2 .3 3 . La característica 2 , que tiene una barra encim a, indica 1(L2. La m antisa, 0 .3 2 6 3 , o 0 .3 3 , puede dar el núm ero de dos m aneras. Se puede localizar la m antisa en una tabla de logaritm os y determ inar N. U n segundo m étodo es usar una tabla de antilogaritm os. En el cuadro 1-8 se ilu stran am bos m étodos. El redondeo de los núm eros no afecta al antilogaritm o. Casi todas las cal­ culadoras tienen funciones de logaritm o y antilogaritm o. C onsulte las instrucciones del fabricante para fam iliarizar­ se con el uso propio de estas funciones.

L ogaritm os negativos o inversos La característica de un log puede ser positiva o negativa, pero la m antisa es siem pre positiva. E n ciertas circunstan­ cias, el laboratorista debe tratar con logaritm os inversos o negativos. Tal es el caso del pH o el p Ka. Com o se m en­ cionó antes, el pH de una solu ción se define com o m enos el logaritm o de la con cen tració n de iones hidrógeno. La siguiente fórm ula es conveniente para determ inar el loga­ ritm o negativo al trabajar con pH o pK : pH/pKa = x - log N

(Ec. 1-12)

donde x = exponente negativo base diez expresado sin el signo m enos y N = porción decim al de la expresión en notació n científica.

CUADRO 1-7. PORCIÓN DE UNA TABLA DE LOGARITMOS Partes proporcionales n

|Í4|

1

o

1461

1492

m 1523

3 1553

4 1584

5 1614

6 1644

7 1673

8 1703

9 1732

1 3

2 6

3 0

5

6

7

8

9

9

15

18

21

24

27

12

20

PARTE ! ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

CUADRO 1-8. D ETERM IN ACIÓ N DE A N TILO G A R ITM O S A. Tabla de log N

0

1

M

3222

3243

3

0 3263

3284

El número, según se determina de la mantisa 3263, es 212.

B. Tabla de antilog Partes proporcionales N

0

1

2

3

4

5

|.32|

2089

2094

2099

2104

2109

2113

I.33Í

2138

2143

0 2118

7

8

9

12Ü456789

2123

2128

2133

011223344

.3263 = 2118 + 1 = 2119 = 2.12. .33 = 2138 = 2.14.

P or ejem plo, si la con cen tració n de iones hidrógeno de una disolu ción es 5 .4 X 1 0'6, entonces x = 6 y N = 5.4. Al su stitu ir esta inform ación en la ecu ación 1-1 2 , ésta se convierte en: pH = 6 - log 5 .4

(Ec. 1-13)

E l logaritm o de N (5 .4 ) es igual a 0 .7 3 2 4 , o 0 .7 3 . E l pH se convierte en pH = 6 - 0 . 7 3 = 5 .2 7

(Ec. 1-15)

E n este caso, el térm ino x siem pre es el núm ero entero más grande siguiente. E n este ejem plo, es 6. Al sustitu ir x, la ecu ación se vuelve 5 .2 7 = 6 - l o g N

Concentración Al com ienzo de este capítulo se encuentra una descripción detallada de cada térm ino de con cen tració n (p. e j., m ola­ ridad, norm alidad). E l siguiente análisis se centra en las expresiones m atem áticas necesarias para preparar reacti­ vos de una con cen tració n definida.

(Ec. 1-14)

La m ism a fórm ula se aplica para obtener la concentra­ ción de iones hidrógeno de una solución cuando sólo se tie­ ne el pH. Con un pH de 5 .2 7 , la ecuación se convierte en 5 .2 7 = x - l o g N

de m u chas calculadoras científicas d isponibles, sin olvidar que los pasos específicos varían entre fabricantes.

(Ec. 1-16)

D isolución en p o r ciento Una disolu ción en por ciento se determ ina de la m ism a m anera, sin im portar si se usan unidades peso/peso, volu­ men/volumen o peso/volumen. Por ciento significa “par­ tes por 1 0 0 ”, que se representa com o porcen taje (% ) y es independiente del peso m olecular de una sustancia. Ejemplo 1-1: peso/peso (p/p) Para preparar 100 g de una disolución acuosa a 5% de ácido clor­ hídrico (con HC1 12 M), multiplique la cantidad total por el por ciento expresado en forma decimal. El cálculo es

M ultiplique las variables por - 1 : (—1 )(5 .2 7 ) = ( - 1 ) ( 6 ) - ( - l ) ( l o g N ) . - 5 .2 7 = - 6 + log N

5% = —

100

(Ec. 1-17)

De esta últim a ecuación se despeja la cantidad d esco­ nocid a sum ando u n 6 a am bos lados del signo igual, y la ecu ación se convierte en: 6 - 5 . 2 7 = log N 0 .7 3 = log N

(Ec. 1-18)

(Ec. 1-20)

Por tanto, 0.050 X 100 = (5 g de HC1)

(Ec. 1-21)

Otra forma de llegar a la respuesta es plantear una relación de tal manera que 5

_

x

100 ~ 100

E l resultado es 0 .7 3 , que es el antilogaritm o de N, que es 5 .3 7 o 5.4. A ntilog 0 .7 3 = N; N = 5 .7 3 = 5 .4

= 0 .0 5 0

(Ec. 1-19)

La co n cen tració n de ion hidrógeno para una d isolu ción con pH de 5 .2 7 es 5 .4 X 10“6. M uchas calculadoras cien ­ tíficas tienen una fu n ció n inversa que perm ite el cálculo m ás directo de logaritm os inversos o negativos. Sin em bar­ go, es im portante entender por com pleto el uso adecuado

x =5

(Ec. 1-22)

Ejemplo 1-2: peso/volumen (p/v) El término que se emplea con más frecuencia para una disolución en por ciento es peso por volumen, que suele expresarse en gramos por 100 mi de diluyente. Para preparar 1000 mi de una disolución a 10% (p/v) de NaOH, use el método anterior. Los cálculos son 0.10 X (% expresado como un decimal)

1000 = 10 0 g (cantidad total)

21

CAPÍTULO 1 ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

Ejemplo 1-5

o bien, 10 _ 100

~

x 1000

x = 100

(Ec. 1-23)

Por tanto, agregue 100 g de NaOH a un matraz volumétrico clase A de 1000 mi y diluya hasta la marca de calibración con agua tipo II. Ejemplo 1-3: volumen/volumen (v/v) Prepare 50 mi de una disolución de ácido clorhídrico concentra­ do a 2% (v/v). 0.02 X 50 = 1 mi

Una solución de NaOH está contenida en un matraz volumétrico clase A de 1 L lleno hasta la marca de calibración. La etiqueta de contenido indica 24 g de NaOH. Determine la molaridad. Paso 1: ¿qué unidades son necesarias en última instancia? Res­ puesta: moles por litro (mol/L). Paso 2: las unidades que existen son gramos y 1 L. El NaOH se podría expresar como moles y gramos. El pmg del NaOH se calcula igual a 40 g/mol. Se reordena la ecuación de modo que los gramos se puedan cancelar y las unidades restantes reflejen las que son necesarias en la respuesta. Paso 3: la ecuación se convierte en

o bien,

®

2 _ x

2 4 XN aOH x 1 = 0 6 mol (L) 40 g NaOH L

100 “ 50 x=1

(Ec. 1-24)

Por tanto, añada 40 mi de agua a un matraz volumétrico clase A de 50 mi, agregue 1 mi de HC1, mezcle y diluya hasta la marca de calibración con agua tipo II. Recuerde, ¡agregue siempre el ácido al agua!

M olaridad La molaridad (M) suele expresarse en unidades de moles por litro (mol/L) o a veces m ilimoles por mililitro (mmol/ml). Recuerde que 1 m ol de sustancia es igual al peso m olecular en gramos (pmg) de esa sustancia. Al tratar de determinar la cantidad de sustancia necesaria para obtener una concen­ tración particular, decida al in icio qué unidades de co n ­ centración final son necesarias. Para molaridad, las unidades finales serán m oles por litro (mol/L) o m ilimoles por m ilili­ tro (mmol/ml). E l segundo paso es considerar las unidades existentes y la relación que tienen con las unidades finales deseadas. E n esencia, intente poner todas las unidades posi­ bles en términos “sem ejantes”, y ordénelas de modo que se cancelen entre sí las unidades iguales, dejando sólo las que se desean en la respuesta final. Para llevar a cabo lo anterior, es importante recordar qué unidades se emplean para definir cada término de concentración. Es importante entender la relación entre molaridad (moles/litro), moles y peso m olecu­ lar en gramos. Ejemplo 1-4 ¿Cuántos gramos son necesarios para preparar 1 L de una diso­ lución 2 M de HC1? Paso 1: ¿qué unidades se requieren en la respuesta final? Respues­ ta: gramos por litro (g/L). Paso 2: evalúe otros términos de masa/volumen utilizados en el problema. En este caso, se necesitan moles en el cálculo: ¿cuántos gramos equivalen a 1 mol? El pmg del HC1, que se determina a partir de la tabla periódica, será igual a 1 mol. Para el HC1, el pmg es 36.5, así que la ecuación se puede escribir como 36.5 gHCL ja o f

2jaaoT

X ~(D~~=

73gH C l L



Cancele las unidades iguales, y las unidades finales deben ser gramos por litro. En este ejemplo, 73 g HC1 por litro son necesa­ rios para preparar una disolución 2 M de HC1.

(Ec. .,.26)

Al cancelar las unidades semejantes y efectuar los cálculos apropiados, se obtiene la respuesta final de 0.6 M o 0.6 mol/L. Ejemplo 1-6 Prepare 250 mi de una disolución de 4.8 M de HC1. Paso 1: ¿qué unidades son necesarias? Respuesta: gramos (g). Paso 2: determine el pmg del HC1 (36.5 g), que se requiere para calcular la molaridad. Paso 3: prepare la ecuación, cancele términos semejantes y reali­ ce los cálculos apropiados: 36.5 gHCL 4 .8 jiKrfHCL ? x ------------------x jn o f ,-Lr'

2 5 0 ja t x lU „ 0 = 43.8gH C l lOOOjnh (Ec. 1-27)

En un matraz volumétrico de 250 mi, agregue 200 mi de agua tipo II. Añada 43.8 g de HC1 y mezcle. Diluya hasta la marca de calibración con agua tipo II. Aunque hay varios métodos para calcular problemas matemá­ ticos de laboratorio, esta técnica de cancelar unidades semejan­ tes se puede usar en la mayor parte de las situaciones de química clínica, sin importar si el problema requiere molaridad, norma­ lidad o intercambiar un término de concentración por otro. Sin embargo, es necesario recordar la relación entre las unidades de la expresión.

N orm alidad La norm alidad (N ) se expresa com o el núm ero de pesos equivalentes por litro (eq/L) o m iliequivalentes por m ilili­ tro (meq/ml). E l peso equivalente es igual al pm g dividido entre la valencia (V ). La norm alidad se em plea en cálculos acidobase porque u n peso equivalente de una sustancia es tam bién igual a su peso de com binación. O tra ventaja de usar el peso equivalente es que un peso equivalente de una sustancia es igual al peso equivalente de cualquier otra sustancia quím ica. Ejemplo 1-7 Dé el peso equivalente, en gramos, para cada sustancia presenta­ da a continuación. 1. NaCl (pmg = 58 g, valencia = 1) 58/1 = 58 g por peso equivalente

(Ec. 1-28)

22

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

2. HC1 (pmg = 36, valencia = 1) 36/1 = 36 g por peso equivalente

(Ec. 1-29)

3. H2S 0 4 (pmg = 98, valencia = 2) 98/2 = 49 g por peso equivalente

(Ec. 1-30)

A. ¿Cuál es la normalidad de una disolución de 500 mi que contiene 7 g de H,SO+? El método empleado para calcular la molaridad se usa también para resolver este problema. Paso 1: ¿qué unidades son necesarias? Respuesta: normali­ dad expresada como equivalentes por litro (eq/L). Paso 2: ¿qué unidades tiene? Respuesta: mililitros y gramos. Ahora determine cómo están relacionadas con los equivalentes por litro. (Sugerencia: hay 49 g por equivalente, véase la ecuación 1-30.) Paso 3: se reordena la ecuación para que se cancelen térmi­ nos semejantes y quede eq/L. Esta ecuación es 7 ¿ H 2S 0 4

KXXLmU

1(

50CDat

4 9 ¿ H 2S 0 4

1©

= 0.285 Eq/L = 0.285 N

m en. La densidad relativa es la relación de la densidad de un m aterial cuando se com para con la densidad del agua a una tem peratura dada. Las unidades para la densidad rela­ tiva son gram os por m ililitro. La densidad relativa suele usarse con m ateriales m uy concentrados, com o los ácidos com erciales (p. ej., los ácidos sulfú rico y clorhíd rico). La densidad de un ácido con centrad o se expresa tam ­ b ién en térm inos de un ensayo o pureza en por ciento. La con cen tració n real es igual a la densidad relativa m u ltip li­ cada por el valor del ensayo o de la pureza en p or ciento (expresado com o d ecim al) en la etiqueta del recipiente. Ejemplo 1-9 A. ¿Cuál es el peso real de un suministro de HC1 concen­ trado en cuya etiqueta se lee densidad relativa 1.19 con un valor de ensayo de 37%? 1.19 g/ml X 0.37 = 0.44 g/ml de HC1

(Ec. 1-31)

Debido a que 500 mi es igual a 0.5 L, la ecuación final se escribe al sustituir 0.5 L por 500 mi, lo que elimina la necesidad de incluir el factor de corrección 1000 ml/L en la ecuación. B.

D ensid ad relativa La densidad se expresa com o masa por unidad de volu ­

B.

¿Cuál es la molaridad de esta solución stock? Las uni­ dades finales deseadas son moles por litro (mol/L). La molaridad de una disolución es 0.44,g-HCI ^ l(íñoDHCl

¿Cuál es la normalidad de una disolución 0.5 M de H2S 0 4? Continuando con el método anterior, la ecua­ ción final es 0.5m crH 2SO4 x 9 8 ^ H 2S 0 4 ©

1

jnerl-H2S 0 4

(Ec. 1-37)

jt t P

lOOCDnf-

3.5g-HCl 3.5,gHCl

= 12.05 mol/L o 12 M

© (Ec. 1-38)

|)H2S 0 4

C o n version es

49,gH 2S 0 4

= 1 Eq/L = 1 N

(Ec. 1-32)

Al cambiar molaridad por normalidad o viceversa, se puede aplicar la siguiente fórmula de conversión: M X V=N

(Ec. 1-33)

donde V es la valencia del compuesto. Al usar esta fórmula, el ejemplo 1-7.3 se convierte en 0.5 M X 2 = 1 N

Para convertir una unidad en otra, se aplica el m ism o m éto­ do de elim inar térm inos sem ejantes. E n algunos casos, un laboratorio de quím ica puede presentar el inform e de un determ inado analito co n dos unidades de con cen tració n distintas (co m o c a lc io ). La unidad SI recom endada para el calcio es m ilim oles por litro. Las unidades m ás trad iciona­ les y m ejo r conocid as son m iligram os por d ecilitro (mg/ d i). De nuevo, es im portante entender la relación entre las unidades dadas y las necesarias en la respuesta final.

(Ec. 1-34)

Ejemplo 1-10 Ejemplo 1-8 ¿Cuál es la molaridad de una solución 2.5 N de HC1? Este pro­ blema se resuelve de dos maneras. Una consiste en usar el méto­ do por pasos en que las unidades existentes se intercambian por las unidades necesarias. La ecuación es

Convierta 8.2 mg/dl de calcio en milimoles por litro (mmol/L). El pmg del calcio es 40 g. Así, si hay 40 g por mol, entonces se deduce que hay 40 mg por mmol. Las unidades deseadas son mmol/L. La ecuación se transforma en 8.2jag "x

2.5

Eí( HC1 ©

3 6¿M C Í

1 (^ )H C 1

X lJ3 q " X 3 6 ¿ M C i = 2.5 mol/L HC1

^eSC

©

40jng" (Ec. 1-39)

(Ec. 1-35)

El segundo método es usar la fórmula de conversión de nor­ malidad a molaridad. La ecuación ahora se convierte en M X V = 2.5 N V= 1 . . 2.5 N r M = -------- = 2.5 N 1

LdJ"' ^ IOOOj b L^ l<ínmqD_ 2.05 mmol lOOjnh'

(Ec. 1-36)

Cuando la valencia de una sustancia es 1, la molaridad es igual a la normalidad. Como se mencionó antes, la normalidad es igual o mayor que la molaridad.

Una vez más, es posible emplear el método sistemático por pasos para eliminar unidades similares en este problema de conver­ sión. Un problema de conversión, o con más precisión, un proble­ ma de dilución encontrado con frecuencia se presenta cuando se requiere una concentración menor o un volumen diferente que la sustancia stock disponible, pero los términos de concentración son los mismos. Se emplea la fórmula siguiente: V4 X C 1 = V2 X C2

(Ec. 1-40)

23

CAPÍTULO 1 ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

Esta fórmula sólo es útil si las unidades de concentración y volu­ men entre las sustancias son las mismas y si se conocen tres de las cuatro variables. Ejemplo 1-11 ¿Qué volumen se requiere para preparar 500 mi de una solución 0.1 M de una disolución amortiguadora de tris a partir de una disolución de disolución amortiguadora de tris 2 M? V , X 2 M = 0 . 1 M X 500 mi (V j)(2 M) = (0.1)(500) = (V j)(2) = 50 = Vx = 50/2 = 25 (Ec. 1-41)

Se requieren 25 mi de la solución 2 M para preparar 500 mi de una disolución 0.1 M. Este problema difiere de las otras conversiones en que es en realidad una dilución de una disolución stock. A continua­ ción se presenta una explicación más detallada de las diluciones.

Diluciones U na dilución representa la relación entre el m aterial con­ centrado o stock y el volum en final total de una disolución, y es el volum en o peso del concentrado más el volum en del diluyente, m ientras las unidades de concentración se m antienen sin cambio. Esta relación entre la disolución concentrada o stock y el volum en total de la disolución es igual al fa c to r de dilución. Debido a que una dilución se hace al añadir una sustancia más concentrada a un diluyente, la dilución es siempre m enos concentrada que la sustancia original. La relación del factor de dilución a la concentra­ ción es inversa; así, el factor de dilución crece a medida que d ism in u ye la c o n c e n tra c ió n . Para d eterm in a r el fa cto r de dilución requerido, tome sim plem ente la cantidad nece­ saria y divida entre la concentración del stock, de m odo que quede en una forma de fracción reducida.

Por ejemplo, una dilución 1:2 o V, de suero tiene una relación de una parte de suero a una parte de diluyente. Sin embargo, diluir una muestra 1:2 representaría una parte de muestra a dos partes de diluyente y un factor de dilución de 1:3 o V3. En los proce­ dimientos, es importante entender por completo el significado de estas expresiones. Las diluciones de muestra se deben hacer con agua tipo I o II, disolución salina o diluyente especifico del método con material de vidrio clase A. La muestra y el diluyente se deben mezclar por completo antes de usar la mezcla. No se recomienda que las diluciones de muestra se hagan en tazas o contenedores de muestra de volumen pequeño. Se puede usar cualquier volumen total siempre que la fracción se reduzca para dar el factor de dilución. Ejemplo 1-13 Si en el ejemplo anterior se requirieran 150 mi de la disolución de sodio 100 meq/L, se debe mantener la relación de dilución de stock a volumen total. Establezca una relación entre el volumen total deseado y el factor de dilución para determinar la cantidad de stock necesaria. La ecuación se convierte en 1 _ x 30 ~ 150 x=5

(Ec. 1-43)

Tome nota de que 5/130 se reduce al factor de dilución de V30. Para preparar esta disolución, se añaden 5 mi del stock a 145 mi del diluyente apropiado, así que la relación de volumen de stock a volumen de diluyente es igual a 5/143. Recuerde que el factor de dilución incluye el volumen total de stock más diluyente.

D iluciones sim ples Al hacer una dilución simple, el laboratorista debe d eci­ dir el volum en total deseado y la cantidad de stock que se usará.

Ejemplo 1-12

Ejemplo 1-14

¿Cuál es el factor de dilución para preparar una disolución de sodio de 100 meq/L a partir de la disolución stock de 3000 meq/ml? El factor de dilución es

Una dilución 1:10 (710) de suero se logra al usar cualquiera de los siguientes métodos. Una relación de 1:9, una parte de suero y nueve partes de diluyente (disolución salina):

100

1

El factor de dilución indica que la relación del material stock es 1 parte de stock llevada a un volumen total de 30. Para prepa­ rar en realidad esta dilución, se añade 1 mi de stock a 29 mi de diluyente. Note que el factor de dilución indica las partes por cantidad total; sin embargo, al hacer la dilución, la suma de la cantidad del material stock más la cantidad del diluyente debe ser igual al volumen total o denominador de la fracción de dilu­ ción. El factor de dilución se puede escribir como una fracción (V30) o usando dos puntos (1:30). Cualquier formato es correcto. Para evitar confusión, es necesario hacer una distinción entre las expresiones que se relacionan con el factor de dilución/dilución y las que se refieren a los términos usados para hacer las dilucio­ nes o la relación de partes contra la dilución. Una convención26 sugerida al indicar la preparación de una dilución es que una dia­ gonal (/) utilizada en una fracción se refiere a una parte “en” el volumen total y representa la dilución. Los dos puntos (:) repre­ sentan la relación de partes de la dilución, o bien, el termino a.

A. 100 ql de suero añadidos a 900 ql de disolución salina. B. 20 ql de suero agregados a 180 ql de disolución salina. C. 1 mi de suero sumado a 9 mi de disolución salina. D. 2 mi de suero añadidos a 18 mi de disolución salina. Note que la relación de suero a diluyente (1:9) necesaria para preparar cada dilución satisface el factor de dilución (1:10 o 710) de material stock a volumen total. El factor de dilución se emplea también para determinar la concentración final de una dilución multiplicando la concentra­ ción original por el inverso del factor de dilución o el denomina­ dor del factor de dilución cuando se expresa como una fracción. Ejemplo 1-15 Determine la concentración de un estándar de gonadotropina coriónica humana (hCG) de 200 qmol/ml que se diluyó 730. Este valor se obtiene al multiplicar la concentración original, 200 qmol/ml de hCG, por el factor de dilución, 730. El resultado es 4 qmol/ml de hCG. Con gran frecuencia se requiere la concentración del material original.

24

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

Ejemplo 1-16 Una dilución 1:2 de suero con disolución salina tuvo un resulta­ do de creatinina de 8.6 mg/dl. Calcule la concentración real de creatinina sérica. Factor de dilución: V2 Resultado de la dilución = 8.6 mg/dl Debido a que este resultado representa V2 de la concentración, el valor real de creatinina sérica es 2 X 8.6 = 17.2 mg/dl

(Ec. 1-44)

Nota: al determinar la concentración del stock original o sin diluir a partir de la dilución, divida entre el denominador del factor de dilución.

D iluciones en serie Una dilución en serie se define com o varias diluciones pro­ gresivas que van de soluciones m ás concentradas a m enos concentradas. Son extrem adam ente útiles cuando el volu­ m en de concentrado o diluyente es escaso y se necesita reducirlo al m ínim o o se requieren varias d iluciones, com o en la d eterm inación de un título. Si el volum en de suero de un pacien te disponible para el laboratorio es pequeño (co m o en las m uestras ped iátricas), se necesitará la dilu­ ció n en serie para asegurar que se dispone de una can­ tidad suficiente de m uestra. Al principio, la d ilución en serie se hace igual que una dilución sim ple. Las d iluciones posteriores se harán de cada d ilución precedente. Cuando se realiza una d ilu ción en serie, deben satisfacerse cier­ tos criterios. É stos varían con cada situación, pero p or lo general inclu yen consid eraciones com o el volum en total deseado, la cantidad de diluyente o concentrado disponi­ ble, el factor de d ilución, la con cen tració n final necesaria y los m ateriales de apoyo requeridos.

1 mi de suero al tubo de ensayo número 1. Se mezcla la disolu­ ción y se retira 1 mi de la dilución primaria y se agrega al tubo de ensayo número 2. Después de mezclar, esta disolución contiene una dilución 1:4. Entonces 1 mi de la disolución 1:4 del tubo de ensayo número 2 se agrega al tubo número 3. Se mezcla y la dilución resultante en este tubo es 1:8, de modo que se satisfacen todos los criterios establecidos de antemano. En la figura 1-14 se presenta una ilustración de esta dilución en serie. Ejemplo 1-18 Otro tipo de dilución en serie combina varios factores de dilución que no son múltiplos entre sí. En el ejemplo anterior, las dilucio­ nes 1:2, 1:4 y 1:8 se relacionan mediante un factor de 2. Consi­ dere la situación cuando se requieren factores de dilución 1:10, 1:20, 1:100 y 1:200. Existen varias formas de resolver este tipo de problema de dilución. Un método es tratar las diluciones 1:10 y 1:20 como un problema de dilución en serie, las diluciones 1:20 y 1:100 como una segunda dilución en serie y las diluciones 1:100 y 1:200 como la última dilución en serie. Otro método consiste en considerar el factor de dilución del concentrado que se requiere para producir la dilución final. En este ejemplo, la dilución inicial es 1:10, con diluciones posteriores de 1:20, 1:100 y 1:200. La pri­ mera dilución se podría llevar a cabo añadiendo 1 mi de stock a 9 mi de diluyente. El volumen total de disolución es 10 mi. Así, se satisface el factor de dilución inicial. Al hacer las diluciones res­ tantes, se añaden 2 mi de diluyente a cada tubo de ensayo. Dilución inicial/anterior X (x) = dilución necesaria Se despeja (x). Al usar los anteriores factores de dilución y despejar (x), la ecuación de transforma en 1:10 X (x) = 1:20, donde (x) = 2 (o 1 parte de stock a 1 parte de diluyente) 1:20 X (x) = 1:100, donde (x) = 5 (o 1 parte de stock a 4 partes de diluyente) 1:100 X (x) = 1:200, donde (x) = 2 (o 1 parte de stock a 1 parte de diluyente)

Ejemplo 1-17 Una muestra de suero se diluirá 1:2, 1:4 y, por último, 1:8. Se decidió de manera arbitraria que el volumen total de cada dilu­ ción sea 1 mi. Tome en cuenta que el mínimo común denomina­ dor para estos factores de dilución es 2. Una vez que se hace la primera dilución (V2), una dilución 1:2 (mínimo común denomi­ nador entre 2 y 4), producirá V2 x v 2 = % (factor de dilución inicial) (factor de dilución siguiente) = (factor de dilución final)

(Ec. 1-47)

En la práctica, la dilución 1:10 debe ser diluida por un factor de 2 para obtener una dilución posterior 1:20. Debido a que el segundo tubo ya contiene 2 mi de diluyente, se deben agregar 2 mi de la dilución 1:10 (1 parte de stock a 1 parte de diluyente). Para preparar de ésta la dilución 1:100, se requiere un factor de dilución 1:5 de la mezcla 1:20 (1 parte de stock a 4 partes de dilu­ yente). Como este tubo ya contiene 2 mi, el volumen de diluyen-

(Ec. 1-45)

Al hacer una dilución 1:2 de la primera, se satisface el segun­ do factor de dilución de 1:4. Hacer una 1:2 de la dilución 1:4 producirá la siguiente dilución (1:8). Para satisfacer el factor necesario para diluciones posteriores, es útil resolver la siguiente ecuación para (x):

1 mi­ ña de mezcla, dilución primaria

de mezcla

Stock/concentración precedente X (x) = factor de dilución final necesario

(Ec. 1-46)

Para hacer estas diluciones, se etiquetan tres tubos de ensayo 1:2, 1:4 y 1:8, respectivamente. Se añade 1 mi de diluyente a cada tubo de ensayo. Para hacer la dilución primaria de 1:2, se añade

#3

#2 14

U mi de suero 1 mi de diluyente FIGURA 1-14.

1:8

1 mi de "I dilución J primaria

1 mi "1 1:4 de J mezcla

-1 mi de diluyente

-1 mi de diluyente

Dilución en serle.

CAPÍTULO 1 ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

te se divide entre sus partes, que es 4; por tanto, se deben agregar 500 ql, o 0.500 mi, de stock. La dilución 1:200 se prepara de la misma manera con un factor de dilución 1:2 (1 parte de stock a 1 parte de diluyente) y agregando 2 mi de la dilución 1:100 a los 2 mi del diluyente que ya está en el tubo.

A gua de hidratación A lgunos com puestos están disponibles en form a hidrata­ da. Para obtener el peso correcto de estas sustancias, se deben in clu ir las m oléculas de agua adheridas.

Ejemplo 1-19 ¿Cuánto C uS04 •5H20 se debe pesar para preparar 1 L de 0.5 M C u S04? Al calcular el pmg de esta sustancia, se debe considerar el peso de agua de modo que el pmg sea 250 g de agua en vez del pmg del C u S04 solamente (160 g). Por tanto, 250(g)CuSO4 •5H20

O.5jn0L

,

u x U ^ =I25s/ L
Ejemplo 1-20 Un procedimiento requiere 0.9 g de C uS04. Todo lo que se tiene es CuSO+ ■5H20 . ¿Qué peso de C uS04 •5H20 se requerirá? Calcule el porcentaje de C u S04 presente en CuSO+ ■5H20 . El porcentaje es 160 = 0.64, o 64% (Ec. 1-49) 250 Por tanto, 1 g de C uS04 •5H20 contiene 0.64 g de C u S04; así que la ecuación se transforma en: 0.9 g CuS04 necesarios 0.64 CuS04 en CuS04

lím ites de linealidad suelen representar el intervalo decla­ rable de un ensayo. Este térm ino no se debe confund ir con los intervalos de referencia relacionados con la im portan­ cia clín ica de una prueba. E n los ensayos en que se mide la absorbancia, por lo general se obtienen resultados de con ­ centración m ediante la gráfica de la ley de Beer, conocida com o una gráfica o curva estándar. Esta gráfica se constru­ ye al graficar la absorbancia en fu nción de la con cen tra­ ció n de estándares conocid os (fig. 1 -1 5 ). Debido a que en la m ayor parte de los ensayos fotom étricos la absorbancia inicial se fija en cero (0 ) con un reactivo b lanco, los pun­ tos iniciales son 0 ,0 . Es necesario identificar de m anera apropiada las gráficas y especificar las unidades de con cen ­ tración. Al eje horizontal se le con o ce com o x, m ientras que el vertical es el y. Resulta irrelevante saber cuál eje se asigna a cada variable (absorbancia o co n c en tra ció n ), pero es im portante que los valores asignados estén distribuidos de m anera uniform e a lo largo del eje. Por convención, en el laboratorio clín ico la con cen tració n se gráfica norm al­ m ente en el eje x. E n una gráfica norm al, sólo se grafican el estándar y las absorbancias relacionadas. U na vez establecida la gráfica norm al, sólo se perm ite ejecu tar un estándar, o calibrador, siem pre que el sistem a sea el m ism o. El cálculo de un punto o calibración se refiere al cálculo de la com paración de la con cen tració n conocida del estándar o calibrador y su absorbancia correspond ien­ te con la absorbancia del valor d esconocido, de acuerdo con la siguiente relación: Concentración del estándar (Cs) Absorbancia del estándar (As) Concentración de la muestra desconocida (Cu) Absorbancia de la muestra desconocida (Au)

(Ec. 1-50)

C„ =

Cómo elaborar una gráfica de la ley de B eer La ley de Beer-Lam bert ( ley de B eer ) establece la relación entre la con cen tració n y la absorbancia en m uchas deter­ m inaciones fotom étricas. Se expresa com o A = ábe

(Ec. 1-52)

Al despejar la con cen tració n de m uestra d esconocida, la ecu ación se transform a en:

5 H 20

= 1.41 g de C uS04- 5H20 requeridos

25

(Ec. 1-51)

donde A = absorbancia; a = con stan te de capacidad de absorbancia para u n com puesto particu lar a una d eterm i­ nada longitud de onda en con d iciones específicas de tem ­ peratura, pH, etcétera; b = longitud de la trayectoria de luz y c = concentración. Si un m étodo sigue la ley de Beer, entonces la absor­ b ancia es proporcional a la con cen tració n , siem pre que la longitud de la trayectoria de luz y la capacidad de absor­ b ancia de las especies absorbentes perm anezcan sin cam bio durante el análisis. Sin em bargo, en la práctica hay lím ites para la posibilidad de predecir una respuesta lineal. Aun en sistem as autom atizados, la observancia de la ley de Beer se determ ina a m enudo com probando la linealidad del m éto­ do de prueba en u n intervalo de con cen tració n am plio. Los

(A J(C J (Ec. 1-53)

Ejemplo 1-21 El ensayo de la proteína biuret es muy estable y sigue la ley de Beer. En vez de construir una nueva gráfica normal, se lleva a cabo el ensayo de un estándar (6 g/dl). La absorbancia del están-

Concentración Absorbancia desconocida = 0.250 Concentración a partir de la gráfica = 3.2 FIGURA 1-15.

Curva normal.

26

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

dar fue 0.400, y la absorbancia de la muestra desconocida fue 0.350. Determine el valor de la muestra desconocida en g/dl. Cu = (0 .3 5 0 X 6 ^ 1 ) (0.400)

a

(Ec. 1-54)

Este método de cálculo es aceptable, siempre que todo en el sistema, incluidos el instrumento y los reactivos, permanezcan sin cambio. Si cambia cualquier cosa en el sistema, se debe cons­ truir una nueva gráfica estándar. La comprobación de linealidad, la calibración, o ambas, se requiere si un sistema cambia o se vuelve inestable. Las agencias reguladoras suelen prescribir la condición de verificación.

C álculos d e enzim as O tra aplicación de la ley de Beer es el cálculo de resultados de ensayos con enzim as. Cuando se calculan resultados de enzim as, la tasa de cam bio de absorban cia se m onitorea de form a continu a durante la reacción, para dar la diferencia de absorbancia, conocid a com o absorban cia delta, o AA. En vez de usar una gráfica estándar en un cálculo de un punto, se em plea la capacidad de absorbancia m olar del producto. Si se tiene la constante de capacidad de absorbancia y la absorbancia, en este caso AA, la ley de Beer se usa para cal­ cular la con cen tració n de la enzim a de m anera directa, sin la necesidad in icial de una gráfica norm al, com o sigue:

ab

AA

(AA)10~6 (T V )

(Ec. 1-57)

(eX bX S V )

donde TV = volum en total de la m uestra m ás reactivos en m i y SV = volum en de m uestra en mi. E l factor 1CL6 co n ­ vierte los m oles en nm oles para la UI. Si se em pleara otra unidad de actividad, com o el katal, se requeriría la conver­ sión en litros y segundos, pero se excluye la conversión a y desde m icrom oles. Ejemplo 1-22 La AA por minuto para una reacción enzimática es 0.250. El pro­ ducto medido tiene una capacidad de absorbancia molar de 12.2 X 103 a 425 nm a 30°C. La incubación y la temperatura de reacción se mantienen también a 30°C. El ensayo requiere 1 mi de reactivo y 0.050 mi de muestra. Dé los resultados de actividad enzimática en unidades internacionales. Al aplicar la ley de Beer y la informa­ ción de conversión necesaria, la ecuación se convierte en: (Ec. 1-58)

( 1 2 .2 x l0 3)(l)(0.050m l) (Ec. 1-55)

Cuando la constante de capacidad de absorbancia (a) se expresa en unidades de gramos por litro (m oles) por una tra­ yectoria de luz de 1 centímetro (cm ), se emplea el término capacidad de absorbancia m olar (e). La sustitución de e por a y AA por A produce la siguiente fórmula de la ley de Beer:

C=

C=

c _ (0.250)(10-b)(1.050 mi) _ 13Q u

A = abe

c =A

ra que sea la unidad, el cálculo de la actividad por m edio de la ley de B eer requiere la in clu sión de la dilución y, en fu n ció n de la unidad para el inform e, la posible conver­ sión al térm ino apropiado (p. e j., um ol a m ol, m i a L, m in a s y factores de tem peratura). E n ton ces, la ley de Beer para la UI se transform a en:

(Ec. 1-56)

Las unidades que de m anera tradicional se han em plea­ do para reportar actividad enzim ática inclu yen peso, tiem ­ po y volum en. E n los prim eros días de la enzim ología, las unidades de m étodos específicos (p. e j., King-A rm strong, Caraway) eran diferentes y confusas. E n 1 9 6 1 , la Enzyme Com m ision o f the International Union o f Biochem isty reco­ m endó usar una unidad, la unidad in ternacional (U I), para presentar inform es de actividad enzim ática. La UI se define com o la cantidad de enzim a que catalizará 1 M m ol de sustrato/minuto/litro. Estas unidades solían expresarse com o unidades por litro (U/L). M uchos laboratorios clín i­ cos adoptaron las designaciones U I, U o UI/L para repre­ sentar la U I. Aunque la unidad em pleada en inform es es la m ism a, a m enos que las cond iciones de análisis sean idén­ ticas, el uso de la UI no estandariza la actividad enzim ática real y, por tanto, los resultados entre m étodos diferentes de la m ism a enzim a no producen actividad equivalente de ésta. P or ejem plo, una ALP (fostatasa alcalina) que se u ti­ liza a 3 7 °C catalizará más sustrato que cuando la tem pe­ ratura es m enor, por ejem plo, 25 °C , aunque la unidad de expresión, U/L, sea la m ism a. La unidad SI recom endada es el katal, que se expresa com o mol/L/segundo. Cualquie­

Nota: b suele ser 1 cm; como es una constante, puede dejarse a un lado en el cálculo.

CONSIDERACIONES A CERCA DE LA M UESTRA La recolección , el m anejo y el procesam iento de la m u es­ tra representan las áreas prim arias de error analítico. Es necesario poner m ucha atención en cada fase para asegu­ rar el exam en posterior adecuado y presentar un inform e de resultados significativos. Las agencias de acred itación requieren laboratorios para definir y d elinear con clari­ dad los procedim ientos utilizados para la reco lecció n , el transporte y el procesam iento adecuados de m uestras de pacien tes, y los pasos utilizados para reducir y detectar cu alquier error, ju n to co n la d ocu m en tación de la reso­ lu ción de cu alquier clase de error. La ley de enm iendas de m ejoram iento del laboratorio clín ico de 1 9 8 8 (C LIA 8 8 ) 27 especifica que se d ocu m enten los procedim ientos para envío y m anejo apropiado de m uestras, incluida la d isposición de cualquier m uestra que no cum pla con los criterios de aceptación del laboratorio.

Tipos de m uestras La flebotom ía, o venipunción, es el acto de obtener una m uestra de sangre de un a vena por m edio de una aguja unida a una je rin g a o un tubo al vacío tapado. Estos tubos vienen en diferentes volúm enes; de tam años pediátricos ( - 1 5 0 p l) a tubos más grandes, de 7 mi. E l sitio m ás fre­ cu ente de venipun ción es el antecubital del brazo. Se apli­ ca un torniqu ete h echo de tubo de hule flexible o una tira con Velero en el extrem o alrededor del brazo, de m odo

CAPITULO 1 ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

que cese el flujo de sangre y se produzca la dilatación de las venas, lo que facilita su d etección. E l calibre de la aguja está inversam ente relacionado co n el tam año de la aguja; cu anto m ayor sea el núm ero, m ás pequeño será el orificio de la aguja y m enor la longitud. U n equipo de infusión i y a veces denom inado m ariposa por el aspecto del m o n taje, se usa siem pre que las venas son frágiles, pequeñas o difíciles de alcanzar o hallar. La m ariposa está unida a una pieza de tubería, que luego se une a u n cubo o tubo. Se deben evitar los sitios adyacentes a la terapia IV; sin em bargo, si ya se han em pleado am bos brazos en la terapia y ésta no se puede descontinuar por corto tiem po, se debe buscar un sitio ab ajo del sitio IV La m uestra in icial extraída (5 m i) se debe desechar porque tiene m ás probabilidades de estar contam inada con liquido IV y sólo se deben usar las m uestras posteriores para propósitos analíticos. Además de la venipun ción, las m uestras de sangre se pueden colectar por m edio de una técn ica de pu nción cutánea relacionada por lo general con el área externa del fondo del pie (p u nción del talón ), la parte carnosa de la m itad de la últim a falange del tercer o cuarto dedo (anu ­ lar) (p u n ción digital), o p osiblem ente la p orción carnosa del lóbu lo de la oreja. Se em plea una lanceta ahusada para perforar la piel y un tubo capilar (es decir, un tubo de vidrio estrecho y corto) para recolectar la m uestra. Se dispone de inform ación ad icional relacionada con la flebotom ía y la pu nción cu tánea;28'29 adem ás, m uchos program as de capacitación acreditados en flebotom ía y ciencia del laboratorio inclu yen guías y procedim ientos form ales para la recolección adecuada de m uestras de san­ gre. Por desgracia, es probable que otro personal del h os­ pital que pudiera recolectar m uestras (co m o enferm eras o m éd icos) no tenga el b eneficio de tal capacitación. Esta falta de entrenam iento podría dar com o resultado la reco­ lección inadecuada y un increm ento en los errores. E l exam en analítico de sangre conlleva el uso de san­ gre total, suero o plasma. La sangre total, com o lo indica su nom bre, utiliza tanto la porción líquida de la sangre llam ada plasm a com o los com ponentes celulares (eritro­ citos, leu cocitos y plaquetas). E sto requiere recolectar la sangre en u n recipiente que con tien e u n anticoagulante. Es necesario m ezclar por com pleto la sangre después de la venipun ción para asegurar que el anticoagulante in h i­ ba de m anera adecuada los factores de coagu lación de la sangre. A m edida que se asienta ésta, las células caen hacia el fondo y d ejan u n sobrenadante am arillo claro en la par­ te superior, denom inado plasm a. Si u n tubo no contiene un anticoagulante, los factores de coagu lación de la san­ gre están activos para form ar u n coágulo. E l fibrinógeno encapsula el coágulo. Al líquido restante se le llam a suero y no plasm a. Casi todos los análisis en el laboratorio quí­ m ico clín ico se llevan a cabo en el suero. La diferencia principal entre el plasm a y el suero es que este últim o no con tien e fibrinógeno (es decir, hay m enos proteína en el suero que en el plasm a) y se libera algo de potasio de las plaquetas (el potasio sérico resulta ligeram ente m ayor en el suero que en el plasm a). Es im portante perm itir que se coagulen por com pleto las m uestras de suero (cerca de 20 m in ) antes de ser centrifugadas.

27

La centrifu gación de la m uestra acelera el proceso de separación del plasm a y las células. Las m uestras se deben centrifugar durante unos 10 m in a una F C R de 1 0 0 0 a 2 0 0 0 g, pero se debe evitar la d estru cción m ecánica de glóbulos ro jos, que podría liberar hem oglobina (proceso denom inado hem olisis). Las m uestras de sangre arterial m iden los gases san­ guíneos (presiones parciales de oxígen o y d ióxido de carb ono ) y el pH. Se em plean jerin g as en lugar de tubos al vacío com o resultado de la presión en u n vaso sanguí­ neo arterial. Las arterias radial, branquial y fem oral son los principales sitios arteriales. Las p u nciones arteriales son las m ás difíciles de llevar a cabo, debido a la presión arterial inherente, la dificultad para detener la hem orragia posterior y la form ación indeseable de un hem atom a, que im pide el sum inistro de sangre a los tejid os circundantes. Para más inform ación acerca de la p u n ció n arterial, véase

Procedures f o r the Handlíng and Processing o f B lood Specimens (N C C LS, 1 9 9 9 ).29 E l m etabolism o continu o podría ocu rrir si el suero o el plasm a perm anece en contacto con las células por cierto período. Los tubos al vacío podrían incorporar m aterial p lástico parecido al gel que sirve com o una barrera entre las células y el plasm a o el suero, y sellar estos com partim ien­ tos durante la centrifugación . Algunos geles interfieren con ciertos analitos, de m anera notable los oligom etales, y fárm acos com o los antidepresivos tricíclicos. Tam bién es posible incorporar cualquier conservador requerido para exam en analítico en los tubos de recolec­ ción. Por lo general, ya sea el tubo de recolección (es decir, los tubos capilares) o el tapón se codifica con un color para facilitar la identificación de la presencia de un anti­ coagulante o conservador (cuadro 1 -9 ). Com o n o todas las pruebas tienen los m ism os requisitos, el laboratorista debe constatar los requisitos de recolección específicos para cada prueba antes de la recolección de la m uestra. Para evi­ tar contam in ación, se com ienza con los tubos de cultivo de sangre (tapones am arillos o negros); seguidos de los tubos sin anticoagulantes o conservadores (tapón ro jo ); luego, los tubos para estudio de coagulación que contienen citrato de sodio (tapón azul cielo ); después, los que contienen conservadores heparínicos (verdes); y, por últim o, los que con tien en ácido etilendiam inotetraacético (EDTA) (lavan­ da) y fluoruro u oxalato de sodio (co lo r gris). La id entificación adecuada del pacien te es el prim er paso en la reco lecció n de m uestras. No se puede dejar de recalcar la im portancia de usar el tubo de reco lecció n apropiado, evitar la aplicación prolongada del torniqu ete, p racticar la extracció n en el orden apropiado y rotular de m odo adecuado los tubos. La aplicación prolongada del torniquete causa estasis del flujo de sangre y un in crem en­ to en la h em oco n cen tración y que cu alquier cosa se una a las proteínas o células. Pedir a los pacientes que abran y cierren su puño durante la flebotom ía n o sirve de nada, y puede causar un aum ento en la con cen tració n de potasio y, por tanto, se debe evitar. Se debe tom ar en cu enta la contam in ación intravenosa si ocurre un gran aum ento en las sustancias que están siendo infundidas, com o glucosa, potasio, sodio y cloruro, con una d ism inu ción de otros

28

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

CUADRO 1-9. TUBOS A L VACÍO DE USO COMÚN CO LO R DEL TAPÓN

ADITIVO

ACCIÓN

uso

Rojo

Ninguno

Permite la coagulación de sangre y produce suero

Sobre todo en ensayos de química, banco de sangre e inmunología

Rojo/gris, rojo/negro

Contiene material separador

Permite la coagulación de sangre y Principalmente en pruebas produce suero; el material sirve como de química una barrera entre el suero y las células

Lavanda

EDTA (Na2 o K2)

Anticoagulante; se une con Ca++ y da como resultado sangre total o plasma

CEA, plomo, biometría hermética con diferencial, plaquetas y cuentas de reticulocitos

Naranja

Trombina

Acelera la formación de coágulos resultantes en el suero

Pruebas séricas STAT (menos tiempo necesario para la formación del coágulo)

Azul

Citrato de Na

Anticoagulante; se une con Ca++ y da como resultado sangre total o plasma

Prueba de coagulación; ensayos de factor, fibrinógeno, TP, TTP, tiem po de trombina

Gris

a) Flurouro de Na/oxalato de K

Inhibe la enzima glucolítica enolasa y actúa como anticoagulante, lo que produce sangre total o plasma. Inter­ fiere con determ inaciones de Na, K y principalmente con BUN (ureasa).

Glucosa (OGTT)/lactato

b) Yodoacetato

Inhibe la enzim a glucolítica gliceraldehído-3-fosfato; produce suero; no interfiere con ensayos de Na, K o ÑUS (ureasa)

Heparina (Na, Li o NH„); interfiere con muchos iones

Inhibe la activación de trombina, así que origina sangre total o plasma

Verde

analitos com o urea y creatinina. Además, se debe em plear el antisép tico apropiado. Por ejem p lo, las torundas de alcoh ol isoprop ílico se usan para lim piar y desinfectar el sitio de reco lecció n ; sin em bargo, no es el antiséptico apropiado para desinfectar el sitio cuando se extraen co n ­ centraciones de alcohol sanguíneo. La sangre n o es la única m uestra analizada en el labo­ ratorio de quím ica clínica. La orina es el siguiente líquido más com ún para d eterm inación. Casi todos los análisis cuantitativos de orina requieren una m uestra programada (por lo com ún 2 4 h ); tal vez sea difícil obtener una m ues­ tra com pleta (toda la orina se debe recolectar en el tiem po especificado) porque m uchas m uestras program adas son colectadas por el paciente en una situ ación am bulatoria. E l análisis de creatinina se em plea para evaluar la integri­ dad de la orina de 2 4 h porque la produ cción de creatinina está relativam ente libre de interferencia y es estable, con poco cam bio en la produ cción entre individuos. U n adul­ to excreta en prom edio 1 a 2 g de creatinina por 2 4 h. El volum en de orina difiere am pliam ente entre individuos; sin em bargo, un recip iente de 4 L es adecuado (la produc­ ción prom edio es de alrededor de 2 L ). Se debe observar que este análisis difiere de la prueba de aclaram iento de creatinina em pleado para evaluar la tasa de filtración glo-

Amoniaco, carboxi/ m etahemoglobina, plomo

merular, que com para la produ cción de creatinina en la orina con la del suero en un intervalo y un volu m en de orina especificados (por lo general con corrección de área superficial). La fórm ula general es: UV/P

(Ec. 1-59)

donde U representa el valor de creatinina de orina en mg/dl; y el volum en de orina por unidad de tiem po expresado en ml/min, y P el valor de creatinina en plasma o suero en mg/ di. Con esta fórm ula, el valor de aclaram iento de creatinina se expresa en ml/min. (Véase capítulo 2 4 , Función renal.) O tros líquidos corporales analizados en el laboratorio de quím ica clín ica son el líquido cefalorraqu ídeo (LCR), los líquidos para paracentesis (pleural, pericárdico y peritoneal) y los am nióticos. En estas m uestras, se deben observar el color y las características del líquido antes de la centrifugación. E n ese m om en to, un laboratorista debe com probar tam bién que la m uestra está designada sólo para análisis quím ico clín ico , porque varios departa­ m entos (es decir, hem atología o m icrobiología) podrían com partir una sola m uestra de líquido y la centrifu gación podría invalidar ciertas pruebas en esas áreas. E l líquido cefalorraquídeo es u n ultrafiltrado del plas­ ma y suele reflejar los valores vistos en el plasm a. Para el

CAPÍTULO 1 ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

análisis de glucosa y proteín a (proteínas totales y espe­ cíficas), se recom ienda que una m uestra de sangre sea analizada al m ism o tiem po que esos analitos en el LCR. Esto ayudará a determ inar la utilidad clín ica de los valores obtenidos en la m uestra de LCR. E sto tam bién es cierto para los ensayos con deshidrogenasa de lactato y proteína requeridos en líquidos de paracentesis. Todas las m uestras de líquido se deben m anejar de inm ediato sin retraso entre adquisición de la m uestra, transporte y análisis. El líquid o am niótico se em plea para evaluar madurez pulm onar del feto (relación L/S), enferm edades congénitas, enferm edades hem olíticas, defectos genéticos y edad gestacional. Los laboratoristas deben com probar el m ane­ jo específico de este líquido co n el responsable del proce­ d im iento de prueba.

Procesam iento de la prueba Cuando las m uestras llegan al laboratorio, deben procesar­ se. En el laboratorio quím ico clín ico , esto significa hacer corresponder de m anera correcta el tubo de recolección de sangre con la demanda apropiada de analito y las etiquetas de identificación del paciente. Se trata de un área en parti­ cular sensible al error preanalítico. Las etiquetas de códi­ go de barras en tubos de m uestra prim arios son un medio popular para detectar errores y reducir al m ínim o los que resulten críticos en este punto del procesam iento. E n algu­ nas instalaciones, las m uestras se num eran o introducen en listas de trabajo o en un segundo sistem a de identifica­ ció n que resulta útil durante la fase analítica. E l laboratorista debe constatar tam bién si la m uestra es aceptable para procesam iento posterior. Los criterios em pleados depen­ den de la prueba en cuestión, pero suelen in clu ir conside­ raciones de volum en (es decir, ¿existe volum en suficiente para los requisitos del exam en ?); el uso de anticoagulan­ tes o conservadores apropiados; que el tiem po se indique con claridad y sea apropiado para el exam en programado, y que la m uestra esté intacta y se haya transportado de m anera adecuada (p. ej., que se haya enfriado o esté en hielo, y que se encuentre dentro de un período razonable, protegida de la luz, tapada de m odo apropiado). A m enos que se esté llevando a cabo un análisis de sangre com pleto, la m uestra se centrifuga com o se describió antes, y el suero o plasm a deben separarse de las células. Una vez procesada, el laboratorista debe observar la pre­ sencia de cualquier característica sérica o plasm ática, com o hemolisis e ictericia (m ayor con centración de pigm ento de b ilirrubina) o la presencia de turbidez relacionada por lo general co n lipem ia (increm ento de lípidos). Las m ues­ tras se deben analizar en un lapso de 4 h; para reducir al m ínim o los efectos de evaporación, las m uestras se deben tapar de m anera apropiada y m antener alejadas de áreas de flujo rápido de aire, luz y calor. Si el ensayo se va a reali­ zar después de ese tiem po, las m uestras se alm acenan de m odo adecuado. En esencia, esto significa refrigeración a 4°C durante 8 h. M uchos analitos son estables a esta tem ­ peratura, con la excepción de la fosfatasa alcalina (se incre­ m enta) y la deshidrogenasa de lactato (dism inuye com o resultado de las fracciones cuatro y cinco inestables con la

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tem peratura). Es posible congelar las m uestras a - 2 0 ° C y alm acenarlas durante periodos más largos sin efectos per­ ju d iciales en los resultados. Se deben evitar los ciclo s repe­ tidos de congelam iento y descongelam iento, com o los que ocurren en los denom inados congeladores sin escarcha.

Variables de la m uestra Las variables de la m uestra inclu yen consid eraciones fisio­ lógicas, preparación adecuada del pacien te y problem as en la recolección , transporte, procesam iento y alm acenaje. Aunque los laboratoristas deben in clu ir m ecanism os para reducir el efecto de estas variables en el ensayo y d ocu ­ m entar cada incid ente preanalítico, por lo general resulta frustrante tratar de con trolar las variables que dependen sobre todo de individuos fuera del laboratorio. La m ejor m anera de proceder consiste en evaluar de m anera críti­ ca o predecir las áreas o los víncu los débiles, identificar los posibles problem as e in staurar u n plan de a cción que contenga políticas, procedim ientos o con troles en el viaje de la m uestra hasta llegar al laboratorista que lleva a cabo la prueba. La buena com u n icació n con todo el personal ayuda a asegurar que siem pre que existan los planes se satisfagan las necesidades del laboratorio y, en últim a ins­ tancia, del pacien te y el m édico. Casi todas las agencias de acred itación requieren que los laboratorios consid eren todos los aspectos de variación preanalítica com o parte de sus planes de aseguram iento de la calidad, incluidas la resolu ción de problem as y la d ocum en tación. La variación fisiológica se refiere a cam bios que ocurren dentro del cuerpo, com o cam bios cíclicos (variación diurna o circadiana) o los que resultan de ejercicio, dieta, estrés, sexo, edad, condiciones m édicas (fiebre, asma, obesidad), fárm acos o postura (cuadro 1 -1 0 ). Casi todas las m uestras se tom an de pacientes en ayunas (por lo general durante un período nocturno de 8 h). Sin embargo, com o nocturno y ayuno son térm inos relativos, se deben determ inar el tiem ­ po y lo que se consum ió durante ese período antes de obte­ ner la m uestra para las pruebas que resultan afectadas por la dieta o el ayuno. La preparación del paciente para m ues­ tras programadas o que requieren dietas específicas u otras instrucciones deben estar b ien escritas y ser explicadas de m anera verbal a los pacientes. Los pacientes ancianos sue­ len m alinterpretar o se preocupan demasiado por las in s­ trucciones que reciben del personal m édico. U n núm ero telefónico de inform ación del laboratorio incluido en estas indicaciones im presas puede servir com o una referencia excelente para la preparación adecuada del paciente. Los fárm acos pueden afectar a varios analitos.30 Es im portante confirm ar los m edicam entos, si existe alguno, que está tom ando el paciente y que pudieran interferir con la prueba. Por desgracia, m uchos laboratoristas no tienen el tiem po o el acceso a esta inform ación, y el interés en este tipo de interferencia sólo surge cuando el m édico cuestiona un resultado. Algunas influencias encontradas con frecuen­ cia son el hábito de fumar, que causa un increm ento en la glucosa com o resultado de la acción de la nicotin a; horm o­ na de crecim iento; cortisol; colesterol; triglicéridos y urea. Cantidades altas o consum o crónico de alcoh ol causan

30

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

C U A D R O 1 -1 0 . F A C T O R E S Q U E A F E C T A N A C O N S T IT U Y E N T E S S É R IC O S C O M U N E S APLICACIÓN

POSTURA

PROLON GADA CO N STITUYEN TE

DE TORNIQ UETE

H EM OLISIS

Amoniaco

t

t

TP/albúmina

t

T (Alb i* )

Bilirrubina Hierro

SUPINA A

VARIACIÓN

ERECTA

DIURNA

EDTA

COM IDAS

OTRAS

f

Tabaquismo; f con el ejercicio Lipemia

t

Luz

1 t

/

t

t

Menstruación Cafeína, fum ar

Glucosa

/

t

Fosfato

t

i

Electrólitos Calcio

t

Na K

1

t (ionizado) Los cambios marcados en la albúmina y el pH deben tomarse en cuenta en la evaluación

1 (grave) 1

t

f con la abertura o cierre de la mano antes de la recolección

t

Cloruro

1

Magnesio

t

Lipemia*

1

Enzim as ALT

t

t

t con el ejercicio intenso

AST

t

t

f con el ejercicio intenso

Amilasa

í

Suero y sólo plasma heparinizado

i

CK

t (moderada)*

Luz y sensible al pH, mantenga cubierto para reducir la pérdida de C 0 2 en la oscuridad

LD

t

Fracciones lábiles con el frío

ALP

t

ACP

T

T

1 Lipemia; pH estabilizado a 5.4 para almacenamiento adecuado

t

Lípidos Colesterol Triglicérido

t

A* **

t t

Hormonas Prolactina

/

Insulina

t

ACTH Catecolaminas Cortisol

t (proteína) Estrés, ambulación, ejercicio = f

/ t

/

Se adhiere al vidrio; use poliestireno t

/

Gastrina

Estrés; f con la intoxicación, tabaco Cafeína

t

GH

/

PTH

/

t

t con el ejercicio La afectan las concentraciones de Ca; vida media corta

CAPÍTULO 1 ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

31

CUADRO 1-10. FACTO RES QUE A FECTAN A CO N STITU YEN TES SÉR IC O S CO M UN ES ( CO NTIN UACIÓ N } POSTURA

APLICACIÓN PROLON G ADA DE CO N STITUYEN TE

TO RN IQU ETE

HEM OLISIS

SUPINA A

VARIACIÓN

ERECTA

DIURNA

/

Renina Aldosterona

EDTA

CO M IDAS

OTRAS

/

No se debe enfriar !a muestra; la afecta el regaliz

/

Se deben tom ar en cuenta los valores de Na y K

Glucagon

t

Tiroideo

t

TSH

t

‘ Posible interferencia en los métodos de ensayo.

hipoglucem ia, m ayor cantidad de triglicéridos e increm en­ to en la enzim a y-glutam iltransferasa y otras pruebas de fu nción hepática. Las inyecciones intram usculares in cre­ m entan la enzim a creatina cinasa y la fracción m usculoesquelética de lactato deshidrogenasa. Los opiáceos, com o m orfina o m eperidina, causan increm entos en las enzim as hepáticas y pancreáticas, y los anticonceptivos orales pue­ den afectar m uchos resultados analíticos. M uchos fárm a­ cos afectan las pruebas de fu nción hepática. Los diuréticos causan d ism inución de potasio e hiponatrem ia. Los m edi­ cam entos tipo tiazida causan hiperglucem ia y azoem ia prerrenal secundaria a la red ucción del volum en sanguíneo. Las variaciones posteriores a la recolección se relacionan con los factores descritos en procesam iento de la m uestra. Los errores adm inistrativos son los que se encuentran con m ás frecuencia, seguidos de la separación inadecuada de células del suero, alm acenaje inadecuado y recolección.

Cadena de custodia Cuando las pruebas de laboratorio tienen relación proba­ b le con u n crim en o accidente, adquiere una naturaleza forense. E n estos casos, se requiere la id entificación d ocu­ m entada de la m uestra en cada fase del proceso. Cada insta­ lación tiene sus propias form as y p rotocolos; sin em bargo, el pacien te y, por lo general, u n testigo, deben identifi­ car la m uestra. Ésta debe tener un sello inviolable. Cual­ quier individuo que haya tenido con tacto con la m uestra

P R E G U N T A S 1.

D eterm ine cada uno de los siguientes constituyentes de una d isolu ción que con tien e 1 0 0 g de N aCl elabo­ rada co n 5 0 0 m i de agua destilada. a) M olaridad. b ) Norm alidad. c) Por ciento (p/v). d) F acto r de dilución.

debe docum en tar el recibo de la m uestra, su con d ició n al m om en to de recibirla, y la fecha y hora en que se recibió. E n algunos casos, un testigo verifica el proceso com pleto y firma tam bién a medida que la m uestra sigue su curso. Cualquier prueba analítica se podría usar com o parte del testim onio legal; por tanto, el laboratorista debe dar a cada m uestra, incluida la que carece de d ocu m en tación , la m is­ m a atención que recibe una m uestra forense.

RESUMEN E l objetivo principal de cualquier laboratorio de quím ica clínica es realizar de m anera correcta los procedim ientos analíticos que producen inform ación exacta y precisa para ayudar en el diagnóstico del paciente. Para lograr resulta­ dos exactos y confiables que reflejan el estado fisiológico del paciente, el laboratorista clín ico debe estar fam iliariza­ do con el uso de sum inistros y equipo, con la n o ció n fun­ dam ental de los conceptos críticos para el ensayo quím ico clín ico. E n este capitulo se proporciona la inform ación necesaria para la práctica im portante de la quím ica clín i­ ca, inclu id os unidades de m ed ición, tem peratura, reactivos (sustancias quím icas, estándares, disoluciones, especifica­ ciones para el agua), m ateriales de laboratorio (de vidrio y plástico, pipetas, buretas, balanzas y d esecantes), técnicas de separación, recolección de m uestras, transporte y pro­ cesam iento, adem ás de m atem áticas y cálculos de labora­ torio.

DE 2.

R E P A S O D eterm ine los valores de co n cen tració n de cada una de las siguientes designaciones para una d isolu ción que con tiene 10 m g de C aC l2 y 1 0 0 m i de agua desti­ lada. a) mg/dl. b ) M olaridad. c) N ormalidad.

32

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

3. Se debe preparar 1 L de ácido acético de 0 .2 M (C H 3C O O H ). Se tiene ácido acético glacial co n cen ­ trado (valor de ensayo, 98 % ; densidad relativa, 1.05 g/ml). ¿C uántos m ililitros son n ecesarios para prepa­ rar esta d isolución? 4. ¿C uál es la con cen tració n de ion es hidrógeno de una disolu ción am ortiguadora con u n pH de 4 .2 4 ? 5. E m plee la ecu ación de H enderson-H asselbalch para resolver cada uno de los siguientes problem as de diso­ lu ciones am ortiguadoras: a) ¿Cuál es la relación de sal a ácido débil para una d isolu ción am ortiguadora de Veronal con un pH de 8 .6 y un p Ka de 7 .4 3 ? b ) El pKfl para el ácido acético es 4 .7 6 . ¿Cuál es el pH esperado si la con cen tració n de sal es 5 mmol/ L, y la del ácido acético es de 10 mmol/L? 6. La con cen tració n de iones hidrógeno en una disolu­ ció n es 0 .0 0 0 0 9 3 7 . ¿Cuál es el pH? 7. Se prepara una curva estándar o norm al para un ensa­ yo de albúm ina. Los valores estándar necesarios son l.Og/dl. 2 .0 g/dl. 4 .0 g/dl. 6 .0 g/dl. 8 .0 g/dl. 1 0 .0 g/dl. Se tiene una d isolu ción sto ck de 3 0 g/dl. a) ¿C uál es la d ilu ción necesaria para obtener cada uno de los valores estándar listados? b) Se requiere un volum en total de 15 m i por están­ dar. D eterm ine la cantidad de sto ck m ás la can ­ tidad de diluyente necesaria para preparar cada estándar. 8. E fectú e las siguientes conversiones. 8 X 103 m g =

=

pg

mi mi

REFEREN CIAS 1.

2.

3.

National Institute of Standards and Technology (NIST). Reference on constants, units, and uncertainty. Adapted from Special Publications (SP) 811 and 330. Washington, D.C.: U.S. Department of Commerce, 1991/1993. Available at http://physics.nist.gov. Accessed April 2003. National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS). The reference system for the clinical laboratory: Criteria for development and credentialing of methods and materials for harmonization and results; approved guideline. NCCLS Document NRSCL 13-E Wayne, PA: NCCLS, 2000. American Chemical Society (ACS). Reagent Chemicals, 9th ed. Washington, D.C.: ACS Press, 2000.

5 pl = ________m i 5 0 m i = ______ L 4 cm = mm 9. ¿Q ué volum en de H 0SO4 de 14 N se necesita para pre­ parar 2 5 0 m i de una d isolu ción de 3 .2 M de H 2S 0 4? 10. Una m uestra de orina de 2 4 h tiene un volu m en total de 1 2 0 0 mi. Una dilución 1 :2 0 0 de la m uestra de ori­ na da un resultado de creatinina de 0 .8 mg/dl. E l valor sérico es de 1 .2 mg/dl. a ) ¿C uál es la con cen tració n de creatinina para la m uestra de orina sin diluir? b ) ¿Cuál es la con cen tració n en térm inos de m iligra­ m os por m ililitro? c) ¿C uál es el resultado en térm inos de gram os por 2 4 h? d ) ¿Cuál es el valor de aclaram iento de creatinina? (Sin correcció n para área superficial.) 11. ¿C uánto C u S 0 4 • 5 EL,O se necesita para preparar 5 0 0 m i de C u S 0 4 2 .5 M? 12. U na reacció n enzim ática produce una AA de 0 .0 3 1 por 3 0 segundos. E l ensayo requiere 1.5 m i de reacti­ vo y 5 0 pl de m uestra. La e del producto es 5 .3 X 1 03. Dé los resultados de enzim a en unidades in tern acio ­ nales. 13. Se recibe en el laboratorio una m uestra de sangre. El requisito de la prueba incluye electró litos, CK , LD y AST. D espués de centrifugar, se observa hem olisis. ¿Q ué pruebas, si existen, son inválidas? 14. Se recibe una m uestra de sangre en el laboratorio con una etiqueta que sólo tiene u n núm ero de habitación. D ebido a que es una habitación privada, sólo se asigna una persona para ese lugar. ¿Es aceptable esta m u es­ tra? 15. De un sitio rem oto se recibe una tolerancia a la g lu co­ sa de 3 horas. Este tubo utiliza fluoruro de sodio com o inhibid or glucolítico. La oficina del m édico pide agre­ gar una prueba para urea. ¿Es posible satisfacer esta petición?

4.

5.

6.

7.

Department of Labor and Occupational Safety and Health Administration (OSHA). Occupational exposure to hazardous Chemicals in laboratories. Federal Register, 29 CFR, Part 1910.1450. Washing­ ton, D.C.: OSHA, 1990. National Institute of Standards and Technology (NIST). Stan­ dard reference materials. Publication 260. Washington, D.C.: U.S. Department of Commerce, 1991. International Union of Puré and Allied Chemistry (IUPAC). In: McNaught A, Wilkinson A, eds. Royal Society of Chemistry. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. Cambridge, UK: Blackwell Scientific, 1997. National Committee for Clinical Laboratory Standards. Development of certified reference materials for the national reference

CAPITULO 1 ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14. 15.

16.

17.

18.

system for the clinical laboratory. NCCLS Document NRSCL-3A. Villanova, PA: NCCLS, 1991. International Organization for Standardization, European Com­ mittee for Standardization (ISO). In vitro diagnostic medical devices— measurement of quantities in samples of biological origin— metrological traceability of valúes assigned to calibrators and control material. ISO/TC 212/WG2 N65/EN 17511. Geneva, Switzerland: ISO, 2000. Dybaer R. Reference materials and reference measurement systems in laboratory medicine. Harmonization of nomenclature and definitions in reference measurement systems. Eur J Clin Chem Clin Biochem 1995;33:995-998. National Institute of Standards and Technology (NIST). Standard reference materials program. Washington, D.C.: U.S. Department of Commerce. Available at http://ts.nist.gov/srm. Accessed April 2003. Carreiro-Lewandowski E. Basic principies and practice of clinical chemistry. In Bishop M, Duben-Engelkirk J , Fody P, eds. Clinical Chemistry, Principies, Procedures, and Correlations, 4th ed. Balti­ more: Lippincott Williams & Wilkins, 2000. National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS). Preparation and testing of reagent water in the clinical laboratory. Approved guideline, 3rd ed, C3-A3. Wayne, PA: NCCLS 1997. College of American Pathologists (CAP). General laboratory guidelines; Water Quality. Northfield, IL: College of American Patholo­ gists, July 1999. Skoog D, West D, Holler J , Crouch S, eds. Analytical Chemistry: An Introduction, 7th ed. Stamford, CT: Thompson/Brooks-Cole, 2000. National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS). Temperature calibration of water baths, instruments, and temperature sensors. I2-A2, Villanova, PA: NCCLS, 1990. National Institute of Standards and Technology (NIST). Calibration uncertainties of liquid-in-glass thermometers over the range from -2 0 °C to 400°C. Gaithersburg, MD: U.S. Department of Commerce, 20 0 0 . National Institute of Standards and Technology (NIST), Wise J. A procedure for the effective recalibration of liquid-in-glass thermo­ meters. (SP)819. Gaithersburg, MD: National Institute of Standards and Technology, August, 1991. Bowers GN, Inman SR. The gallium melting-point standard. Clin Chem 1977;23:733.

19.

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Segundad y regulaciones en el laboratorio Tolmie E. Wachter C O N T E N I D O SEG U RID AD Y REGLAS EN EL LA BO RATO RIO Ley de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) Otras reglas y normas CÓ M O CR EA R CO NCIEN CIA DE LA SEG U RID AD ENTRE EL PERSO N AL DEL LABO RATO RIO Responsabilidad sobre la seguridad Señalización y etiquetado EQ UIPO DE SEG URIDAD Campanas Equipo de almacenam iento químico Equipo de protección personal SEG U RID AD BIO LÓ G ICA Consideraciones generales Derrames Plan de control de exposición a patógenos llevados por la sangre Patógenos llevados por el aire Envío SEG U RID AD Q U ÍM ICA Comunicación de riesgos Hoja de datos de seguridad del material (HDSM) Estándar de laboratorio Efectos tóxicos de sustancias peligrosas Alm acenam iento y manejo de sustancias químicas

D E L

C A P Í T U L O SEG U RID A D EN RELACIÓN CON LA RADIACIÓN Protección ambiental Protección del personal Radiación no ionizante SEG U RID AD CO N TRA INCENDIOS Química del fuego Clasificación de incendios Tipos y aplicaciones de extintores de fuego CO NTRO L DE OTROS RIESGOS Riesgos eléctricos Riesgos con gases comprimidos Riesgos con materiales criogénicos Riesgos mecánicos Riesgos ergonómicos ELIM IN ACIÓN DE M ATERIALES PELIGROSOS Desechos químicos Desechos radiactivos Desechos biopeligrosos DO CUM EN TACIÓN E INVESTIGACIÓN DE ACCIDEN TES RESUM EN PREGUN TAS DE REPASO LECTU RAS RECO M EN DADAS

O B J E T I V O S Al term inar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Describir la sensibilización en cuanto a la seguri­ dad para el personal del laboratorio clínico. • Enumerar las responsabilidades del patrón y el empleado en cuanto a proveer un lugar de trabajo seguro. • Identificar los riesgos relacionados con el m ane­ jo de sustancias químicas, muestras biológicas y m ateriales radiológicos. • Elegir el equipo de protección personal apropiado al trabajar en el laboratorio clínico.

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Identificar las clases de fuegos y el tipo de extinto­ res que se emplea con cada uno. Describir los pasos empleados como m edidas de precaución al trabajar con equipo eléctrico, m ate­ riales criogénicos y gases comprimidos, y al evitar riesgos mecánicos relacionados con el equipo de laboratorio. Seleccionar ios medios correctos para la eliminación de desechos generados en el laboratorio clínico. Describir los pasos requeridos en la docum enta­ ción de un accidente en el lugar de trabajo.

CAPÍTULO 2 ■ SEGURIDAD Y REGULACIONES EN EL LABORATORIO

T É R M I N O S Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) Biorriesgo Carcinógeno Estándar de laboratorio Filtro de partículas de gran eficiencia (HEPA)

Hoja de datos de seguridad del materia! (HDSM) Ley de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) Material criogénico Material peligroso Material radiactivo

SEGURIDAD Y REGLAS EN EL LABORATORIO Todo el personal del laboratorio, por la naturaleza del trabajo que desem peña, está expuesto cada día a diver­ sos riesgos reales o posibles: descargas eléctricas, vapores tóxicos, gases com prim idos, líquidos inflam ables, m aterial radiactivo, sustancias corrosivas, traum atism os m ecánicos, venenos y los riesgos inherentes al m anejo de m ateriales biológicos, por m encionar algunos. ¡ Cada profesional debe estar “consciente de la seguridad” todo el tiem po! La seguridad en el laboratorio requiere el con trol efec­ tivo de los riesgos que existen en laboratorio clín ico en cu alquier instante. La seguridad com ienza con el recon o­ cim iento de los riesgos, y se logra co n la aplicación del sentido com ún, una actitud orientada a la seguridad, una buena cond u cta personal, una buena gestión adm inistra­ tiva en todo el laboratorio de trabajo y áreas de alm acena­ m iento y, sobre todo, la práctica continu a de una buena técnica de laboratorio. E n casi todos los casos, los acci­ dentes se pueden atribuir de m anera directa a dos causas principales: acciones inseguras (que no siem pre reconoce el personal) y cond icion es am bientales inseguras. En este capítulo se analiza la seguridad en el laboratorio com o se aplica al laboratorio clínico.

Ley de Seguridad y Salud O cupacional (OSHA) E l Congreso de Estados Unidos decretó en 1 9 7 0 la ley públi­ ca 9 1 -5 9 6 , m ejo r conocida com o Ley de Seguridad y Salud Ocupacional (O SH A ). E l objetivo de esta regulación federal fue proporcionar a todos los empleados (incluso el perso­ nal del laboratorio clínico) un am biente de trabajo segu­ ro. Bajo esta legislación, la A dm inistración de Seguridad y Salud O cupacional está autorizada a conducir inspecciones en las instalaciones para determ inar si un patrón cum ple con los estándares obligatorios. La seguridad ya no es sólo una obligación moral, sino tam bién una ley federal.

O tras reglas y normas Hay otras reglas federales relacionadas con la seguridad en el laboratorio, com o la Ley de Agua Lim pia, la Ley de R ecu­ p eración y C onservación de Recursos y la Ley de Control de Sustancias Tóxicas. Además, se precisa que los laborato­ rios clínico s cum plan con las leyes aplicables locales y esta­ tales, com o códigos contra incendios y de construcción. Los estándares de la OSHA que regulan la seguridad en el

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C L A V E ___________________________________________ Norma de comunicación de riesgos Patógenos transportados en el aire Patógenos transportados en la sangre Plan de higiene químico Precauciones estándar

Reactivos químicos Residuos clínicos Riesgo mecánico Sustancia química corrosiva Teratógenos Tetraedro del fuego

laboratorio inclu yen La N orm a para Patógenos Transpor­ tados por la Sangre, la N orm a del Form aldehído, la Norma de Laboratorio, la Norma de C om u nicación de Riesgos, la N orm a Respiratoria, la Norma de Contam inantes del Aire, y la Norm a de Equipo de P rotección Personal. D ebido a que las leyes, códigos y ordenanzas se actualizan de m anera fre­ cuente, se deben revisar los m ateriales de referencia actua­ les. Se puede obtener ayuda en bibliotecas locales, Internet, y agencias reguladoras federales, estatales y locales. La seguridad tam bién es parte im portante de los requi­ sitos para acred itación y reacreditación de in stitu cion es y laboratorios al cuidado de la salud por parte de cuerpos de acred itación voluntarios com o la Join t Commission on Acreditation o f H ealth Care Organizations (JCAHO) y la Com m is­

sion on L aboratory Accreditation o f the C ollege o f A m erican Pathologists (CAP). La JC A H O pu blica un m anual de acre­ d itación anual para hospitales y el A ccreditation Manual f o r Pathology and Clinical L aboratoty Services, que in clu ­ ye una secció n detallada sobre requ isitos de seguridad. El CAP pu blica una lista de in sp ección extensa com o parte de su Laboratory Accreditation Program, que inclu ye una sección dedicada a la seguridad en el laboratorio.

CÓM O CREAR CONCIENCIA DE LA SEGURIDAD ENTRE EL PERSONAL DEL LABORATORIO Responsabilidad sobre la seguridad E l patrón y el em pleado com parten responsabilidad en cuanto a la seguridad. E l patrón tiene la últim a responsabi­ lidad en relación con la seguridad y delega autoridad a los supervisores para operaciones seguras. La adm inistración en el laboratorio debe em pezar co n una p o lítica de seguri­ dad escrita. Los supervisores de laboratorio, que reflejarán las actitudes de la adm inistración hacia la seguridad, son m iem bros esenciales del program a de seguridad.

R esponsabilidades del p a tró n • E stablecer m étodos de trabajo de laboratorio y políticas de seguridad. • Proporcionar supervisión y guía a los em pleados. • Ofrecer inform ación segura, capacitación, equipo de pro­ tección personal y supervisión médica a los empleados. • P roporcionar y m antener el equipo y las in stalacio­ nes del laboratorio que sean adecuadas para las tareas requeridas.

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

E l em pleado tam bién tiene una responsabilidad co n su propia seguridad y la de sus com pañeros. La cond u cta del em pleado en el laboratorio es un factor vital para la con se­ cu ción de u n lugar de trabajo sin accidentes o lesiones.

R esponsabilidades del em pleado • C onocer y cum plir con los m étodos de seguridad esta­ b lecid os para el trabajo en el laboratorio. • Tener una actitud positiva hacia los supervisores, los com pañeros, las instalaciones y la capacitación en rela­ ció n con la seguridad. • N otificar de inm ediato a su supervisor las cond icion es o prácticas inseguras y asegurar que se corrijan . • Participar en la con d u cció n de prácticas de trabajo seguras y el uso de equipo de p ro tección personal.

Señalización y etiquetado Las señales para identificar peligros son críticas, n o sólo para alertar al personal de laboratorio acerca de riesgos potenciales, sino para riesgos específicos que surgen debi­ do a em ergencias com o fuego o explosión. La N ational Firé Protection Association (NFPA) desarrolló un sistem a estándar de id en tificació n de riesgos (sím bolo diferencia­ do con colores, con form a de d iam ante), que han adoptado m u chos laboratorios clín icos. De un vistazo, el personal de em ergencia puede evaluar los riesgos para la salud (cu a ­ drante azul), co n sustancias inflam ables (cuadrante ro jo ), de reactividad y estabilidad (cuadrante am arillo), y otra inform ación especial (cuadrante b la n co ). Además, cada cuadrante m uestra la gravedad, que va de cero para poca a 4 para m ucha, de los riesgos dentro del área provista de avisos. (E n la figura 2-1 se observa el sím bolo de código de riesgo NFPA.) Los fabricantes de sustancias quím icas para laboratorio tam bién proporcionan inform ación de precau ción a los usuarios por m edio de etiquetas. La inform ación indicada en éstas incluye com entarios acerca del riesgo, medidas de precau ción , clase de riesgo esp ecífico, in stru ccion es de prim eros auxilios para contacto intern o o externo, código dé alm acenam iento, código de seguridad, y ropa y equi­ po de p ro tección personal necesarios. Esta inform ación es ad icional a las especificaciones sobre el análisis de lote real de los constitu yentes quím icos y notas de otros pro­ ductos (fig. 2 -1 ). Los reactivos y solu ciones preparados internam ente deben etiquetarse de m anera estándar con identidad quím ica, concentración, advertencia de riesgo, m anejo especial, cond iciones de alm acenaje, fecha de ela­ b oración, fecha de expiración (si es aplicable) e iniciales del preparador.

EQUIPO DE SEGURIDAD Se ha desarrollado equipo de seguridad específicam ente para uso en el laboratorio clín ico . La ley exige al patrón haber designado equipo de seguridad disponible, pero tam bién es responsabilidad del em pleado cum plir con las reglas de seguridad y usar el equipo. Se requiere que todos los laboratorios cu enten con regaderas de seguridad, estaciones de lavado de ojos y

extin tores de fuego, y probar de form a periódica e in sp ec­ cion ar el equipo para operación adecuada. Se recom ien ­ da que las regaderas de seguridad descarguen 115 a 190 L/min de agua a 2 0 a 5 0 psi. O tros artículos que deben estar disponibles para el personal son m antas ignífugas, ju e g o s de accesorios contra derram es y m aterial de prim e­ ros auxilios.

Cam panas C am panas d e extra cció n Las cam panas de extracció n son necesarias para expulsar hum os nocivos y peligrosos de reactivos quím icos. Éstas se deben revisar en busca de obstru ccion es. U n trozo de papel suave colocad o en la abertura de la cam pana indi­ cará la d irección del flujo de aire. Cuando la cam pana está en op eración el m arco m óvil no debe estar abierto por com pleto. Las sustancias quím icas alm acenadas en las cam panas no deben bloqu ear el flujo de aire. De m ane­ ra periódica, se debe evaluar la v en tilación m idiendo la velocidad frontal con un m edidor de velocidad calibrado. La velocidad en el frente de la cam pana (co n el m arco m óvil en p o sició n de operación norm al) debe ser de 3 0 a 3 7 m/min. La prueba co n hum o se recom ienda tam bién para localizar espacios m uertos o turbulentos en el lugar de trabajo. E l m onitoreo adicional debe ser de acuerdo con el plan de h igiene quím ico de la instalación.

C am panas d e bioseguridad Las cam panas de bioseguridad elim inan partículas que podrían ser dañinas para el em pleado que trabaja con m uestras biológicas infecciosas. Los centros para el c o n ­ trol de enferm edades (C D C ) y prevención y los institu tos nacion ales de salud han descrito cuatro niveles de b io se­ guridad, que con stan de com binaciones de prácticas y téc­ nicas de laboratorio, equipo de seguridad e instalaciones de laboratorio. E l nivel de bioseguridad de un laboratorio se basa en las operaciones efectuadas, las rutas de trans­ m isió n de agentes infecciosos y la fu nción o actividad del laboratorio. E n consecuen cia, las cam panas de bioseguri­ dad se diseñan para ofrecer varios niveles de p rotección , dependiendo del nivel de seguridad del laboratorio espe­ cífico (cuadro 2 -1 ).

Equipo de alm acenam iento químico E xiste equipo de seguridad para el alm acen am iento y m anejo de sustancias quím icas y gases com prim id os. Los soportes de seguridad se deben usar siem pre para trans­ p ortar botellas de 5 0 0 m i de ácidos, álcalis u otros d isol­ ventes, y las latas de seguridad aprobadas se deben usar para alm acenar, tran sferir o elim inar sustancias inflam a­ bles en volúm enes m ayores que 1 L. Los gabinetes de segu­ ridad se requ ieren para alm acen ar líqu id os inflam ables, y sólo se deben usar refrigeradores a prueba de exp losión diseñados en esp ecial para los m ateriales inflam ables. E n cada ban co sólo debe haber la cantidad de sustancia quím ica necesaria para el día. Los soportes o abrazaderas para cilind ros de gas se deben usar todo el tiem po, y los

37

CAPÍTULO 2 ■ SEGURIDAD Y REGULACIONES EN EL LABORATORIO

Cat. C4324-5GL

Qty. 5 gallons (18 .9 L)

Baxter

Por Laboratory Use Store at 68-86°F (20-30°C)

Flash Polnt: 11°C (52°F Closed Cup) Máximum Limits and Specifications Methyl Alcohol: 99.8% Minimum by volume Residue after Evaporation: 0.001% Máximum Water: 0.10% Máximum CAS - (67-56-1);

®

DANGER! FLAMMABLE

O XO )

0

DANGER! POISON SAFETY GLASSES & SHIELD

SIP" Methyl Alcohol

©

I

When using, the following safety precautions are recommended:’

Scientific Products (Methanol - Anhydrous) G H ,O H FW 32.04

KD

LAB COAT, APRON & GLOVES Dístributed by:

Baxter Healthcare Corporatlee Scientific Products División M cGawPark.IL 60085-6787 USA Rev. 11/04

Made in USA

L o tN o .

KEAM

VENT HOOD FifiE EXTINGUISHER

FUMMABLE • VAPOR HARMFUl • MAY BE FATAL OR CAUSE BLIHDNESS IF SWALLGWEi) • CANNGT BE MADE NON-POISONOUS • HARMFUL IF INHALED • CAUSES ¡RRITATION • NON-PHGTOCHEMICALLY REACTIVE

© ©

Keep away from heat, sparks and fíame. Keep container tightly closed and upright to prevent leakage. Avoid breathing vapor or spray mist. Avoid contad with eyes, skin and clothing. Use only with adequate ventilation. Wash thoroughty after handling. In case of fire, use water spray, alcohol foam, dry Chemical o rC 0 2. In case of spiliage, absorb and flush with large voluntes of water immediately.

case

contact,

ior eyes,

FIR ST A ID : In o f skin flush with plenty of water; flush with plenty of water for 15 minutes and get medical attention. If sw ailow ed, íf conscious, induce vomiting by giving two glasses of water and sticking finger down throat. Have patient lie down and keep warm. Cover eyes to exelude light. Never give anyfhing by mouth to an unconscious person. ff inhaled, remove to fresh air. if necessary, give oxygen or appiy artificial respirafion. — N O T E : It is unlawful to use this fluid in any food or drink or in any drug or cosmetic for internal or external use. Not for intemal or exfemal use on man o r animal.

331 Description: Methyl Alcohol, Fiammahie Liquid, UN123G

FIGURA 2-1. Etiqueta muestra de producto químico: (1) expresión de peligro, (2) clase de riesgo, (3) precauciones de seguridad, (4) código de riesgo de la N ational Fire Protection A g en cy (NFPA), (5) tipo de extintor de incendios, (6) instrucciones de seguridad, (7) peso fórmula y (8) número de lote. El color del diamante en la etiqueta NFPA indica peligro: Rojo = inflamable. Almacene enun áreasegregada para productosinflamables. A z u l = riesgo para lasalud.Tóxico si seInhala, ingiereo absorbe por la piel.Guarde en un área segura. A m arillo = Sustancias reactivas y reactivos oxidantes. Pueden reaccionar de forma violenta con el aire, agua u otras sustancias. Almacene lejos de materiales Inflamables o combustibles. Blanco = corrosivo. Puede dañar la piel, ojos o membranas mucosas. Almacene lejos de reactivos con código rojo, azul y amarillo. Gris = presenta no más que riesgo moderado en cualquiera de las categorías. Para almacenamiento químico general. Excepción = reactivo incompatible con otros reactivos de la misma barra de color. Almacene por separado. Código de riesgo (4): siguiendo el uso NFPA, cada diamante muestra un segmento rojo (inflamabilidad), un segmento azul (salud; es decir, toxicidad) y amarillo (reactividad). En cada segmento con código de color está Impreso un número negro que muestra el grado de riesgo. El cuarto segmento, según estipula la NFPA, se deja en blanco. Se reserva para advertencias especiales, como radiactividad. Las clasificaciones numéricas muestran el grado de riesgo: 4 = extremo, 3 = grave, 2 = moderado, 1 = leve, y 0 = ninguno de acuerdo con los datos presentes.

tanques grandes se deben transp ortar p or m edio de carre­ tillas de m ano.

Equipo de protección personal Las partes del cuerpo sujetas con más frecuencia a lesiones en el laboratorio clínico son los ojos, la piel y las vías respira­ torias y digestivas. Por tanto, el uso de equipo de protección personal es m uy importante. Lentes de seguridad, goggles, visores o blindajes de trabajo protegen los ojos y la cara de salpicaduras e impacto. Los lentes de contacto no ofrecen protección a los ojos; se recom ienda no usarlos en el labora­ torio de quím ica clínica. Si cualquier solución cae en el ojo de manera accidental, se requiere irrigación exhaustiva. Los guantes y mangas ahuladas protegen brazos y m anos cuando se em plean sustancias cáusticas. Los guan­ tes se requieren para uso de rutina en el laboratorio; sin em bargo, los guantes de polivinilo u otros que no sean de látex son una alternativa aceptable para personas alérgi­ cas a este m aterial. Ciertos m ateriales para guantes ofre­

cen m ejo r p ro tección contra form ulaciones de reactivos específicos. Los guantes de nitrilo, por ejem p lo, ofrecen u n ám bito más am plio de com patibilidad con disolventes orgánicos que el látex. Las batas de laboratorio, de prefe­ rencia con m angas y puño, deben abarcar todo el brazo, tener b oton es y estar hechas de m aterial resistente a líqu i­ dos. Es n ecesario el uso de zapatos adecuados; los zapatos construidos de m aterial poroso, zapatos abiertos o sanda­ lias son considerados peligrosos. Los respiradores se requieren para varios proced im ien­ tos en el laboratorio clínico. Ya sea que se em pleen para riesgos biológicos o quím icos, se debe usar el tipo co rrec­ to para el riesgo especifico. Los respiradores co n filtros de partículas de alta eficiencia ( high-ejficiency particulate air, HEPA) se em plean cuando los con troles de ingeniería no son factibles, por ejem plo, al trabajar de m anera directa con pacientes con tuberculosis (T B ) o llevar a cabo proce­ dim ientos en los que las m uestras de pacientes co n casos confirm ados de, o en los que se sospecha, TB se convierten en aerosol. La capacitación, m antenim iento y el protocolo

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

CUADRO 2-1. CO M PARACIÓN D E G A B IN ETES D E SEG U R ID A D B IO LÓ G IC A GABINETES

APLICACIO N ES

VELO CID A D

RADIONÚCLIDOS/

NIVEL(ES)

FRONTAL (M/MIN)

CO M PU ESTO S

DE BIOSE-

DEL

PROTECCIÓN

TIPO

PATRON DE FLUJO DE AIRE

Q UÍM ICO S TÓ XICO S

GURIDAD

PRODUCTO

Clase 1,* 23 frente abierto1

En el frente; lejos de las partes posterior y superior por un filtro HEPA

No

2,3

No

23

70% recirculado por un filtro HEPA; extracción por un filtro HEPA

No

2,3

Sí

Tipo B1

30

30% recirculado por un filtro HEPA; extrac­ Sí (concentra­ ción vía HEPA y conductos resistentes ciones y volatili­ dad bajas)

2,3

Sí

Tipo B2

30

Sin recirculación; descarga total vía HEPA y conductos resistentes

Sí

2,3

Sí

Tipo B3

30

Lo mismo que ¡IA, pero completo bajo Sí presión negativa a la habitación y el aire de descarga se conduce por medio de tubos

2,3

Sí

ND

Entradas de aire de suministro y descarga por dos filtros HEPA

3,4

Clase II Tipo A

Clase III

Sí

Fuente: Centers for Disease Control and Prevention and the National Institutes of Health. Biosafety in Microbiological and Biomedical Laboratories, 3rd ed. Washington, D.C.: U.S. Government Printing Office, Table 3, Comparison of Biological Safety Cabinets, 1993. *Se pueden añadir paneles con guantes e incrementarán la velocidad frontal a 46 m/min; es posible añadir los guantes con una liberación de presión de aire de entrada que permitirá trabajar con productos químicos o radionúclidos.

escrito para uso de respiradores se requieren de acuerdo con el estándar de p rotección respiratorio. Cada patrón debe proveer (sin ningún cobro) batas de laboratorio, guantes u otro equipo de protección a los empleados que pudieran estar expuestos a peligros biológi­ cos o químicos. Es responsabilidad del patrón limpiar y m an­ tener todo el equipo de protección personal. Antes de salir del laboratorio, se debe eliminar y desechar de manera ade­ cuada todo el equipo de protección personal contaminado.

SEGURIDAD BIOLÓGICA C onsideraciones generales Las m uestras de sangre y otros líquidos corporales se deben recolectar, transportar, m an ejar y procesar con precau cio­ nes estrictas. G uantes, batas y p ro tección para la cara se deben usar si hay probabilidades de que ocu rran salpica­ duras. E l lavado consistente y com pleto de las m anos es un com ponente esencial de con trol de infección. La centrifu gación de m uestras biológicas produce aerosoles finam ente dispersados que son una fuente de in fecció n de alto riesgo. Lo ideal es que las m uestras per­ m anezcan tapadas durante la cen trifugación . Com o una precau ción adicional, se recom ienda el uso de una cen tri­ fugadora con p ro tección interna.

Derram es Cualquier derram e de sangre, líquido corporal u otro m aterial p otencialm ente in feccio so debe ser lim piado,

y d esinfectar de inm ediato el área o equipo. La lim pieza recom endada inclu ye lo siguiente: • U sar equipo de p ro tección apropiado. • Em plear dispositivos m ecánicos para recoger vidrio roto u otros ob jetos ahusados. • A bsorber el derram e con toallas de papel, apósitos de gasa o pañuelos de papel. • L im piar el sitio de derram e usando un detergente acu o­ so com ún. • D esinfectar el sitio de derram e con una solu ción apro­ bada o blanquead or al 10% , con u n tiem po de con tacto apropiado. • Enju agar el sitio de derram e con agua. • D esechar los m ateriales en recipientes apropiados para m ateriales biopeligrosos.

Plan de control de exposición a patógenos llevados por la sangre E n diciem bre de 19 9 1 , la OSHA em itió la regla final para la exp o sición ocu pacional a patógenos transmitidos p o r la sangre. Para reducir la exp o sición de los em pleados, cada patrón debe tener u n plan de con trol de exp o sición escri­ to. E l plan debe estar disponible para todos los em pleados cuyas obligaciones anticipadas razonables pudieran dar com o resultado exp o sición ocu pacional a sangre u otros m ateriales en potencia in fecciosos. E l plan de con trol de exp o sición se debe analizar con todos los em pleados y estar a su alcance m ientras trabajan. E l em pleado debe recibir la capacitación adecuada en relación con las técn i­

CAPITULO 2 ■ SEGURIDAD Y REGULACIONES EN EL LABORATORIO

cas descritas en el plan de con trol de exp o sición al inicio de la asignación de un trabajo y después cada año. Todo el equipo necesario y sum inistros deben estar disponibles y ser inspeccionad os de form a periódica. E l personal de laboratorio clínico está en contacto fre­ cuente de m anera consciente o inconsciente con materiales en potencia biopeligrosos. E n años recientes han surgido nuevos y graves peligros ocupacionales para el personal, y este problem a se ha com plicado debido a la falta de conoci­ m iento acerca de la epidemiología, m ecanism os de transm i­ sión de la enfermedad o activación del agente patógeno. Se deben tom ar precauciones especiales al m anejar las m ues­ tras com o resultado del increm ento continuo de muestras infecciosas recibidas en el laboratorio. Por tanto, en la prác­ tica, las m uestras de pacientes con hepatitis, o b ajo sospe­ cha, síndrom e de inm unodeficiencia adquirida, enfermedad de Creutzfeldt-Jakob u otras enfermedades en potencia infecciosas se deben m anejar de una m anera sim ilar a la de otras especies de rutina. Se requiere adoptar una política de precauciones estándar , que considera a la sangre y otros líquidos corporales com o potencialm ente infecciosos.

Patógenos llevados por el aire Debido al resurgimiento reciente de la tuberculosis (T B ), la OSHA em itió una declaración en 1993 de que exigiría el cum plim iento de las Normas CDE para prevenir la transmi­

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SEGURIDAD QUÍM ICA Com unicación de riesgos E n el núm ero de agosto de 1 9 8 7 del Federal Register, la OSHA publicó el nuevo Hazard Communication Standard (Derecho a conocer la ley). E l Derecho a conocer la ley se elaboró para empleados que pudieran estar expuestos a sustancias quí­ micas peligrosas. Los empleados deben estar informados de los riesgos para la salud relacionados con esas sustancias. La intención de la ley es asegurar que los riesgos para la salud se evalúan para las sustancias quím icas que se producen y que esta inform ación se transm ite a los empleados. Para cum plir co n la reglam entación, los laboratorios clín ico s deben: • Planear y poner en práctica un program a de com u nica­ ción de riesgos. • O btener hojas de datos de seguridad del m aterial (H D SM ) para cada com puesto peligroso presente en el lugar de trabajo, y procurar que los trabajadores tengan fácil acceso a las HDSM. • Educar a los em pleados cada año acerca de cóm o inter­ pretar las etiquetas quím icas, HDSM y riesgos para la salud de las sustancias quím icas, y cóm o trabajar de m anera segura con ellas. • M antener las etiquetas de advertencia de riesgo en los recip ientes recibidos o llenados en el lugar.

sión de la tuberculosis en instalaciones de atención de la salud. E l propósito de las normas es alentar la detección oportuna, aislamiento y tratamiento de casos activos. Se debe estable­ cer un programa de control de exposición a la TB y evaluar los riesgos para quienes laboran en el laboratorio. En 1997, la OSHA em itió una norma propuesta (2 9 C F R 1 9 1 0 .1 0 3 5 , Tuberculosis). La norma exige que cualquier instalación rela­ cionada con el diagnóstico o tratamiento de casos de TB infecciosa confirmada elabore un plan de control de exposición a la tuberculosis. En las instalaciones de atención de la salud se deben establecer áreas de aislamiento de TB con controles de ventilación específicos. A quienes laboren en áreas de alto riesgo se les debe exigir que usen un respirador para prote­ gerse. Los trabajadores de atención de la salud considerados en riesgo deben ser examinados a fin de saber si üenen TB.

Envío Los laboratorios clín ico s envían de rutina m aterial regu­ lado. E l D epartam ento de transporte de EUA y la A socia­ ció n internacio nal de transporte aéreo tien en requisitos específicos para llevar m ateriales regulados. Hay dos tipos de clasificaciones de m uestras. Las m uestras de las que se con o ce o sospecha están infectadas se etiquetan com o sustancias infecciosas si el patógeno se puede transm itir fácilm ente a hum anos o anim ales y no hay tratam iento eficaz disponible. Las m uestras de diagnóstico son las que se prueban com o d etección de rutina o para diagnóstico inicial. Cada tipo de m uestra tiene reglas y requisitos de em pacado. Las norm as del D epartam ento de transporte se encuentran en el C ode o f F ederal Regulations 49: La Aso­ ciació n internacio nal de transporte aéreo publica su pro­ pio m anual, Dangerous G oods Regulations.

Hoja de datos de seguridad del material (HDSM) La HDSM es una fuente principal de inform ación de segu­ ridad para los em pleados que pudieran usar m ateriales peligrosos en sus labores. Los patrones son responsables de obtener del fabricante de sustancias quím icas o elabo­ rar una HDSM para cada agente peligroso em pleado en el lugar de trabajo. No es obligatorio un form ato estándar, pero se deben tratar todos los requisitos listados en la ley. U n resum en de los requisitos de inform ación de la HDSM incluye lo siguiente: • • • • • • • • • • • • • •

N om bre e identificación del producto. Ingredientes peligrosos. Lím ite de exp o sición perm isible (L E P ). D atos físicos y quím icos. D atos de riesgo para la salud y p otencial carcinógeno. Rutas principales de entrada. Riesgos de incend io y explosión. D atos de reactividad. Procedim ientos de derram e y exposición. R ecom endaciones de equipo de p ro tección personal. M anejo. P roced im ientos de em ergencia y prim eros auxilios. P recauciones de alm acenam iento y transporte. N om bre del fabricante de la sustancia quím ica, direc­ ció n y núm ero de teléfono. • Secció n de inform ación especial. La HDSM debe proporcionar la identidad específica del com puesto, ju n to co n todos los nom bres com unes. Se deben com pletar todas las seccion es de in form ación, e indicar la fecha en que se im prim ió. Las copias de la

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

HDSM deben estar fácilm ente accesibles a los em pleados durante todos los turnos.

Estándar de laboratorio La E xposición ocupacional a sustancias quím icas peligrosas en laboratorios, conocida tam bién com o estándar de labora­ torio, fue promulgada en mayo de 1 9 9 0 para proveer a los laboratorios norm as específicas para el m anejo de sustan­ cias peligrosas. Este estándar de la OSHA requiere que cada laboratorio que emplea m ateriales peligrosos tenga un plan de higiene quím ica escrito. Este plan provee procedim ientos y prácticas de trabajo para regular y reducir la exposición del personal de laboratorio a sustancias quím icas peligro­ sas. Las sustancias químicas peligrosas son aquellas que poseen un riesgo físico o sanitario por exposición aguda o crónica. Los procedim ientos que describen cóm o proteger a los empleados contra teratógenos (sustancias que afectan el desarrollo celular en el feto o el em brión), carcinógenos y otras sustancias quím icas tóxicas se deben describir en el plan. E n necesario capacitar a los empleados en cuanto al uso de sustancias quím icas peligrosas para abarcar la iden­ tificación de signos y síntom as de exposición, localización de HDSM, un plan de higiene quím ica y cóm o protegerse ellos m ism os contra sustancias quím icas peligrosas. Debe ser designado un funcionario de higiene quím ica para cual­ quier laboratorio que emplee sustancias quím icas peligrosas. E l protocolo debe ser revisado anualm ente y ser actualizado cuando se m odifican las regulaciones o cam bia el inventario quím ico. Recuerde que lavarse bien las m anos es un com ­ ponente esencial de la higiene quím ica preventiva.

Efectos tóxicos de sustancias peligrosas Las sustancias tóxicas tienen la capacidad de causar efectos nocivos (locales o sistémicos) mediante la acción o interfe­ rencia química directas con el funcionamiento de los siste­ mas del organismo. Puede causar efectos agudos o crónicos relacionados con la duración de la exposición (es decir, corto plazo o contacto simple contra largo plazo o prolongado, con­ tacto repetido). Casi cualquier sustancia, incluso la más ino­ cua, puede dañar pulmones, piel, ojos o membranas mucosas del trabajador después de la exposición a largo o corto plazo, y puede ser tóxica en exceso. Además, algunas sustancias quí­ micas son tóxicas a concentraciones muy bajas. La exposición a agentes tóxicos puede ser por contacto directo (absorción), inhalación, ingestión, o inoculación o inyección. E n el laboratorio de quím ica clín ica, el personal debe estar con scien te en particular de los vapores tó xicos de disolventes quím icos, com o acetona, cloroform o, m etanol o tetracloruro de carbono, que no dan señales explícitas de irritació n sensorial com o el brom o, am oniaco y form aldehído. E l m uestreo de aire o el m onitoreo de ru tin a podrían ser necesarios para cuantificar con cen tracio n es peligrosas. E l m ercurio es otra fuente de vapores venenosos que suele pasar desapercibida. Es altam ente volátil y tó xico , y la piel y las vías respiratorias lo absorben de m anera rápida. Las cajas de accesorios para derram es de m ercurio deben estar disponibles en áreas donde se em plean term óm etros de m ercurio. La m ayor parte de los laboratorios están retiran­

do de m anera paulatina el uso de m ercurio y com puestos que lo contienen. Los laboratorios deben tener una p o lí­ tica y un m étodo para elim in ación legal del m ercurio. Los controles de ingeniería del laboratorio, y de p roced im ien­ to, y equipo de p ro tección personal deben ser adecuados para proteger a los em pleados de estas sustancias.

A lm acenam iento y m anejo de sustancias quím icas Para evitar accidentes al m anejar sustancias químicas, es importante mostrar respeto a éstas y tener un conocim iento com pleto de sus propiedades. Esto es importante en particular al transportar, transferir o usar sustancias que, cuando entran en contacto con otras, podrían ocasionar la form ación de sus­ tancias que son tóxicas, inflamables o explosivas. Por ejem ­ plo, el ácido acético es incompatible con otros ácidos com o el cróm ico y el nítrico; el tetracloruro de carbono es incompati­ ble con el sodio; y los líquidos inflamables son incompatibles con el peróxido de hidrógeno y el ácido nítrico. Los acuerdos para el alm acenam iento de sustancias q u í­ m icas dependen de las cantidades necesarias y su natura­ leza o tipo. E l alm acenam iento adecuado es esencial para evitar y controlar incendios y accidentes de laboratorio. Desde un punto de vista ideal, el cuarto de alm acenaje debe estar organizado de m odo que cada clase de sustancia esté aislada en un área que no sea utilizada para el trabajo de rutina. Se debe m antener un inventario actualizado que indique la ubicación de sustancias, cantidades m ínim as y m áxim as requeridas, vida de anaquel, etcétera. Ciertas sus­ tancias se deterioran con el tiem po y se vuelven peligrosas (p. e j., el éter form a peróxidos explosivos). E l alm acenaje no se debe basar sólo en el orden alfabético porque exis­ te la posibilidad de alm acenar ju n ta s sustancias quím icas incom patibles que podrían reaccionar. Éstas se deben sepa­ rar para alm acenaje com o se ilustra en el cuadro 2-2.

Sustancias quím icas inflam ables y com bustibles Los líquidos inflam ables y com bu stibles, que se em plean en num erosos procedim ientos de rutina, están entre los

CUADRO 2-2. REQUISITOS DE ALM ACENAJE SUSTANCIA

A LM A C EN A D O S POR SEPARADO

Líquidos inflamables

Sólidos inflamables

Ácidos minerales

Ácidos orgánicos

Cáusticos

Oxidantes

Ácido perclórico

Sustancias reactivas con agua

Sustancias reactivas con aire Otras Sustancias reactivas con calor que requieren refrigeración Sustancias inestables (explosivos sensibles a cambios bruscos) Consulte el apéndice F, Ejemplos de químicos incompatibles.

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CAPÍTULO 2 ■ SEGURIDAD Y REGULACIONES EN EL LABORATORIO

más peligrosos en el laboratorio de quím ica clín ica com o resultado de la posibilidad de incend io o explosión. Se clasifican de acuerdo con el punto de ignición, que es la tem peratura a la cual que se produce suficiente vapor para form ar una m ezcla com bu stible co n el aire. U n líquido inflam able tiene un punto de ig n ición abajo de 3 7 .8 °C , y los líquidos com bustibles, por d efinición, tien en u n pu n­ to de ign ición en o arriba de 3 7 .8 °C . Algunos disolventes inflam ables o com bu stibles de uso com ú n son acetona, b en cen o, etanol, heptano, isopropanol, m etanol, tolueno y xilen o . Es im portante recordar que las sustancias quím i­ cas inflam ables inclu yen tam bién ciertos gases, com o el hidrógeno, y sólidos, com o la parafina.

Sustancias quím icas corrosivas Las sustancias químicas corrosivas so n dañinas para la piel u ojos por contacto directo o para el tejido de los tractos respiratorio y gastrointestinal si se inhalan o ingieren. Los ejem plos representativos inclu yen ácidos (acético, sulfú­ rico, n ítrico y clorhíd rico) y bases (hid róxid o de am onio, hidróxid o de potasio e hidróxido de sod io).

Productos quím icos reactivos Los productos químicos reactivos son sustancias que, en ciertas con d iciones, pueden explotar o encender de form a espontánea, o em iten calor o gases inflam ables o explosi­ vos. Algunos ácidos o bases fuertes reaccionan con el agua para generar calor (reacciones exo térm icas). E l hidrógeno se libera si se m ezclan m etales alcalinos (sodio o potasio) con agua o ácidos, y tam bién podría ocu rrir com bu stión espontánea. La m ezcla de agentes oxid antes, com o los p eróxidos, y agentes reductores, com o el hidrógeno, gene­ ran calor y pueden ser explosivos.

Sustancias quím icas ca rcinógenas Los carcinógenos son sustancias que han sido determ ina­ das com o agentes causantes de cáncer. La OSHA ha pu bli­ cado listas de carcinógenos confirm ados y b ajo sospecha, y las norm as detalladas para su m anejo. La ben cid ina es u n ejem plo com ún de un carcinógeno conocid o. Si es posible, se debe usar una sustancia quím ica sustitu ía o un proced im iento distinto para evitar la exp o sición a agen­ tes carcinógenos. Para requisitos de seguridad norm ativos (OSHA) e institu cionales, el laboratorio debe m antener un inventario preciso de carcinógenos.

D e rra m e s d e sustancias quím icas La atención estricta a una buena técnica de laboratorio puede ayudar a evitar derram es de productos quím icos. Sin em bargo, es necesario establecer proced im ientos de em ergencia para m anejar cu alquier accidente. Si ocurre u n derram e, el prim er paso debe ser ayudar al personal o evacuarlo, luego puede em pezar el confinam iento y la lim pieza. Hay varios equipos com erciales disponibles para derram es, con los cuales se neutraliza o absorbe las solu ciones quím icas derramadas (fig. 2 -2 ). Sin em bargo, ningún equipo ún ico es adecuado para todos los tipos de derram es. Los procedim ientos de em ergencia para derra­ m es deben in clu ir tam bién un sistem a de inform ación.

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FIGURA 2-2.

Equipo para limpieza de derrames.

SEGURIDAD EN RELACIÓN CON LA RADIACIÓN Protección am biental Una política de radiación debe in clu ir p ro tección am biental y para el personal. Todas las áreas en las que se em plean y alm acenan m ateriales radiactivos deben estar provistas con signos de precaución, y el tránsito en estas áreas debe estar restringido sólo a personal esencial. Es necesario remar­ car el m onitoreo regular y sistem ático; y la d escontam ina­ ción de equipo de laboratorio, m aterial de vidrio y áreas de trabajo se debe program ar com o parte de los procedi­ m ientos de rutina. Se deben m antener registros en cuanto a la cantidad de m aterial radiactivo disponible, así com o la cantidad que se elim ina. Se requiere una licencia de la N uclear Regulatory Commission (N R C ) si la cantidad total de m aterial radiactivo excede cierto nivel. E l funcionario de seguridad del laboratorio debe consultar con la auto­ ridad de seguridad institu cional acerca de estos requisitos.

Protección del personal Es esencial que sólo el personal capacitado de form a ade­ cuada trabaje con radioisótopos, y que los usuarios sean m onitoreados para asegurar que no sea excedida la dosis m áxim a perm isible de radiación. Los m onitores de radia­ ción deben ser evaluados de m anera periódica para d etec­ tar el grado de exp o sición para el em pleado de laboratorio. Los registros se deben m antener el tiem po que dure el em pleo m ás treinta años.

Radiación no ionizante Las formas no ionizantes de radiación tam bién son de inte­ rés en el laboratorio clínico. El equipo suele emitir diversas

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

CUADRO 2-3. EJEMPLOS DE RADIACIÓN NO IONIZANTE EN LABORATORIOS CLÍNICOS LONGITUD DE O N DA EJEM PLO DE EQUIPO FUENTE

M EDIDAS PROTECTIVAS

Bobina de RF en el espectrómetro de masas ICP

Protección de diseño especial y advertencia para quienes usen marcapasos

TIPO

APRO XIM AD A

Baja frecuencia

1

Microondas

3 m-3 mm

Microonda de haz energético emProtección de diseño especial pleada para acelerar la tinción tisular en procesos de preparación histológicos

Infrarrojo

750 nm-0.3 cm

Lámparas de calor, rayos láser

Contención y etiquetas de advertencia apropiadas

Espectro visible

400-750 nm

Iluminación general y resplandor

Filtros, difusores y superficies no reflectoras

Ultravioleta

4-400 nm

Lámparas germicidas empleadas en gabinetes de seguridad biológica

Protección para ojos y piel; etiquetas que advierten la existencia de luz UV

cm +

longitudes de onda de radiación electromagnética que deben evitarse mediante blindaje o el uso de equipo de protección personal (cuadro 2-3). Estas energías tienen efectos biológi­ cos diversos que dependen de la longitud de onda, intensi­ dad de la energía y duración de exposición. Los laboratoristas deben estar conscientes de los riesgos que presenta el equipo a fin de protegerse a ellos mismos y al personal auxiliar.

E l triángulo del fuego ha sido m odificado a una pirám i­ de tridim ensional conocid a com o tetraedro del fu eg o (fig. 2 -3 ). Esta m odificación no elim ina los procedim ientos establecidos al tratar con un in cend io, pero proporciona m edios adicionales m ediante los cuales se podrían evitar o extingu ir los incend ios. U n incend io se extinguirá si se eli­ m ina cualquiera de los tres elem entos básicos (calor, aire o com bu stible).

SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS Clasificación de incendios

Q uím ica del fuego E l fuego es en sí una reacción quím ica que conlleva la oxi­ dación rápida de un material com bustible o carburante, con la consiguiente liberación de calor y luz. E n el laboratorio de quím ica clínica, todos los elem entos esenciales para que com ience el fuego están presentes, com bustible, calor o fuente de ignición y oxígeno (aire). Sin embargo, la inves­ tigación reciente hace pensar que un cuarto factor está pre­ sente. Este factor ha sido clasificado com o una reacción en cadena en la que la com bustión continúa e incluso se acele­ ra. Es causada por la rotura y recom binación de m oléculas del m aterial com bustible con el oxígeno de la atmósfera.

FIGURA 2-3.

Tetraedro del fuego.

Los incend ios han sido divididos en cuatro clases con base en la naturaleza del m aterial com bu stible y los requisitos para su extinción: Clase A: m ateriales sólidos com bu stibles ordinarios, com o papel, m adera, plástico y tela. Clase B: líquidos y gases inflam ables y productos del petróleo com bustibles. Clase C: equipo eléctrico energizado. Clase D: m etales com bu stibles o reactivos, com o el m ag­ nesio, sodio y potasio.

Tipos y aplicaciones de extintores de fuego Así com o los in cend ios han sido divididos en clases, los extin tores se dividen en clases que correspond en al tipo de incend io por extinguir. Asegúrese de elegir el tipo co rrec­ to, usar el tipo equivocado de extinto r podría ser peligro­ so. Por ejem plo, no em plee agua en líquidos incendiados o equipo eléctrico. Los extintores de agua a presión, así com o la espuma y los tipos de sustancias quím icas secas m ultipropósito, se em plean para incendios clase A. Los extintores de produc­ tos quím icos en polvo m ultipropósito y de dióxido de car­ bono se em plean para incendios clases B y C. Los extintores de hidrocarburos halogenados se recom iendan en particular para uso con equipo de cóm puto. Los incendios clase D pre­ sentan problem as especiales, y la extinción se deja a bom be­ ros capacitados que em plean productos quím icos especiales

CAPÍTULO 2 ■ SEGURIDAD Y REGULACIONES EN EL LABORATORIO

CLASE DE INCENDIO

TIPO DE EXTINTOR

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OPERACIÓN

Incendios de clase A Emplee estos tipos de e x tin to re s

*»--

Combustibles ordinarios: madera, papel, ropa, etc.

QUITE EL Agua presurizada

Incendios de clase B

A

Use estos tipos de extintores — ------------- ►

Líquido inflamable Grasa Gasolina Pinturas Aceites, etc.

A Productos químicos secos

Dióxido de carbono

Utilice estos tipos de extintores —------------ * -

M

Equipo eléctrico Motores interruptores Dióxido de carbono

a / \

w

Halón

Incendios de clase D Use este tipo de agente -

Metales inflamables

pu n te la

BOQUILLA

Incendios de clase C

\

SEGURO

Producto químico en polvo

Producto químico en polvo

p r ie t e e l

GATILLO A SE RÁPIDA­ MENTE LA BOQUILLA

Cubra el material quemado con agente extintor (amontone con una pala, espolvoree)

Metal X

FIGURA 2-4. Uso adecuado de extintores de incendios. (Adaptado del Departamento de seguridad clínica y de laboratorio. Centro de ciencias de la salud de la Universidad de Texas en Houston.)

en polvo (fig. 2 -4 ). E l personal debe con ocer la ubicación y tipo de extintor portátil cerca de su área de trabajo, y cóm o usar un extintor antes de que ocurra un incendio. E n caso de un incendio, evacúe prim ero a todo el personal, pacien­ tes y visitantes que están en peligro inm ediato, y luego acti­ ve la alarma de incendio, dé aviso e intente extinguirlo, si es posible. E l personal debe trabajar com o un equipo para llevar a cabo los procedim ientos de emergencia. Los sim ula­ cros de incendio se deben realizar de m anera regular y con la docum entación apropiada.

CONTROL DE OTROS RIESGOS Riesgos eléctricos La m ayor parte de los individuos están con scien tes de los peligros potenciales relacionados con el uso de aparatos eléctricos y equipo. Los riesgos de la energía eléctrica pueden ser directos y com o resultado la m uerte, choque o quem aduras. Los riesgos indirectos produ cen fuego o explosión. Por tanto, hay m u chos proced im ientos de pre­ cau ción que deben seguirse al operar o trabajar en torno a equipo eléctrico: • Use sólo equipo a prueba de explosión en atm ósferas peligrosas. • Sea cuidadoso en particular al operar equipo de alta tensión, com o aparatos de electroforesis.

• Use sólo equipo aterrizado adecuadam ente (enchu fe con tres p a ta s). • Compruebe que no se encuentren cables eléctricos raídos. • Inform e de inm ediato de cu alquier m al fu ncionam iento o equipo que produzca un zum bido a fin de repararlo. • No trabaje con equipo eléctrico energizado. • N unca opere equipo eléctrico co n las m anos m ojadas. • C onozca la u b icació n exacta del panel de con trol eléc­ trico para la electricidad de su área de trabajo. • Em plee sólo cables de exten sión aprobados, y no sobre­ cargue los circuitos. (Algunas regulaciones locales pro­ h íb en el uso de algún cable de exten sión .) • Pida que se com prueben las conexiones a tierra y que se dé otro m antenimiento preventivo periódico en el equipo.

Riesgos con gases com prim idos Los gases com prim idos, que sirven para m uchas fu ncio­ nes en el laboratorio, presentan una com binación única de riesgos en el laboratorio clínico: peligro de incendio, explo­ sión, asfixia o lesiones m ecánicas. Hay varios requisitos generales para el m anejo seguro de gases com prim idos: • • • •

C onocer el gas que utilizará. A lm acenar los tanques en p o sició n vertical. M antener seguros los cilind ros todo del tiem po. N unca alm acene líquidos inflam ables y gases com pri­ m idos en la m ism a área.

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

• Em plee el regulador apropiado para el tipo de gas en uso. • No intente controlar o d esconectar el flujo de gas co n el regulador de alivio de presión. • M antenga las tapas de p ro tección rem ovibles en su lugar hasta que el cilindro esté en uso. • Asegúrese de que los tanques de acetilen o están entu ­ bados de m anera apropiada (el gas es incom patible con tubería de co b re ). • No fuerce una válvula de cilindro “congelada” o pegada. • U se una carretilla para transportar tanques grandes. • C om pruebe siem pre los tanques al recibirlos y después de m anera periódica en busca de fugas. • Asegúrese de que el cilindro está etiquetado de m anera apropiada para identificar el contenido. • Los tanques vacíos se deben m arcar con la leyenda “v acío ”.

Riesgos con m ateriales criogénicos E l nitrógeno líquido es probable que sea uno de los flui­ dos criogénicos que se em plean co n m ás frecu encia (gases licuados) en el laboratorio. Sin em bargo, hay varios ries­ gos relacionados con el uso de cu alquier m aterial criogé­ nico: fuego o explosión, asfixia, acu m ulación de presión, d eterioro de m ateriales y daño tisular sim ilar al de las que­ m aduras por calor. Para trabajo criogénico sólo se deben usar recipientes construidos con materiales diseñados para soportar tem pe­ raturas ultrabajas. Además de usar protección para los ojos y la cara, se recomienda también para las m anos a fin de protegerse del riesgo de tocar superficies superenfriadas. Los guantes, de material impermeable, deben quedar flojos de m odo que se puedan quitar con rapidez si se derrama líquido sobre ellos o en su interior. Para reducir la ebullición o espum ación violentas y las salpicaduras, las muestras a congelar se deben insertar siempre en el refrigerante de m anera muy lenta. Los líquidos criogénicos se deben alm acenar en reci­ pientes bien aislados, pero sin cierre herm ético, que reducen la pérdida de líquido debido a la evaporación por ebullición, y que evitan el taponamiento y la acum ulación de presión.

Riesgos m ecánicos Además de los riesgos físicos com o el fuego y la descarga eléctrica, el personal del laboratorio debe estar con scien te de los riesgos m ecánicos de equipo com o centrifugadoras, autoclaves y hom ogenizadores. Las centrifugadoras, por ejem plo, deben estar equi­ libradas para distribuir la carga de m anera uniform e. El operador nu nca debe abrir la tapa hasta que el rotor se haya detenido por com pleto. Las cerraduras de seguridad del equipo deben estar siem pre en buenas cond iciones. E l m aterial de vidrio es por sí m ism o otro peligro p oten­ cial. Agentes, com o las cuentas de vidrio, se deben añadir para ayudar a elim inar la ebu llición violenta cuando se calientan los líquidos. Se deben usar tenazas o guantes para retirar m aterial de vidrio caliente de h orn os, parrillas o baños de agua. Las pipetas de vidrio se deben m an ejar con cuidado extra, al igual que instrum entos ahusados

horadadores de corch o, agujas, h ojas de b istu rí y otras herram ientas. D ebe estar vigente un program a de in sp ec­ ció n de m aterial de vidrio para detectar signos de desgas­ te o fatiga que pudieran contribu ir a rotura o lesión. Los ob jetos afilados in feccio so s se deben elim inar en recip ien­ tes aprobados por la OSHA a fin de reducir el riesgo de lesión e in fección.

Riesgos ergonóm icos Aunque la m ecanización y autom atización increm entadas han h echo obsoletas m uchas tareas m anuales tediosas y repetitivas, los procesos de laboratorio a m enudo requ ie­ ren el m anejo repetido de instrum entos, recip ientes y equipo. E stas acciones físicas pueden, co n el tiem po, co n ­ tribu ir a trastornos de d istensión repetitivos com o tenosinovitis, bu rsitis y quistes subcondriales. Los principales factores contributivos relacionados con trastornos de dis­ ten sión repetitivos son po sició n o postura, fuerza aplicada y frecu encia de repetición. Recuerde consid erar el diseño de herram ientas m anuales (com o pipetas ergonóm icas), observancia de la técn ica ergonóm ica correcta y co lo ca­ ció n del equipo al con d u cir cualquier tarea repetitiva. Los síntom as cró n ico s de dolor, entum ecim iento u horm igueo en las extrem idades podrían indicar el in icio de trastornos de d istensión repetitivos. Otros riesgos inclu yen lesión m u sculoesqu elética aguda. Recuerde levantar ob jetos pesados de m anera adecuada, m antener la carga cerca del cuerpo y usar los m ú sculos de las piernas en vez de la espalda. Increm en te poco a poco la fuerza al em pujar o jalar, y evite dar golpes con las extrem idades.

ELIMINACIÓN DE M ATERIALES PELIGROSOS E l m anejo y elim inación seguros de productos quím icos y otros m ateriales requiere u n con o cim ien to com pleto de sus propiedades y riesgos. Q uienes generan desechos peligrosos tien en una responsabilidad m oral y legal, según se define en las regulaciones locales, estatales y federales, para proteger tanto al individuo com o al am biente al eli­ m inarlos. Hay cuatro técnicas básicas de elim in ación de desechos: descargar al sistem a de drenaje, in cin eración , enterrar en el área de desechos y reciclar.

Desechos quím icos E n ciertos casos es perm isible vaciar al drenaje sustancias hidrosolubles con copiosas cantidades de agua. Sin embar­ go, los ácidos o bases fuertes se deben neutralizar antes de elim inarlos. Los productos quím icos apestosos nunca deben vaciarse al drenaje. Se deben tom ar en cuenta la posible reacción de los productos quím icos en el drenaje y la potencial toxicidad al decidir si un determ inado pro­ ducto quím ico se puede disolver o diluir, y luego vaciar al drenaje. Por ejem plo, la azida sódica, que se em plea com o conservador, form a sales explosivas con los m etales, com o el cobre, en las tuberías. La m ayor parte de las institu ciones restringen el uso de la azida sódica debido a este riesgo. O tros desechos líquidos, inclu id os los disolventes inflam ables, se deben recolectar en recip ientes aprobados,

CAPÍTULO 2 ■ SEGURIDAD Y REGULACIONES EN EL LABORATORIO

y segregar en clases com patibles. Si resulta práctico, los disolventes com o el xilen o y la acetona se podrían filtrar o volver a destilar para reutilizarlos. Si no es factible el reci­ clado, el personal capacitado debe llevar a cabo los planes de elim inación. E l m aterial inflam able tam bién se puede quem ar en incineradores diseñados con posquem adores y depuradores para elim inar productos tó xicos de com bu s­ tión. Tam bién, antes de la elim inación, las sustancias que son explosivas, com o los carcinógenos y peróxidos, se deben transform ar en form as m enos peligrosas siem pre que sea posible. Los desechos quím icos sólidos que son inadecuados para la in cin eración se deben enterrar en un área de desechos. Esta práctica, sin em bargo, ha creado un problem a am biental, y en la actualidad hay escasez de sitos seguros.

D esechos radiactivos La m anera de usar y elim inar isótopos está estrictam ente regulada por la N uclear Regulatory Commission (N R C ), y depende del tipo de desecho (soluble o no solu b le), su nivel de radiactividad, y la radiotoxicidad y vida media de los isótopos en cuestión. E l fu ncionario de seguri­ dad de radiación debe ser consultado siem pre acerca de las políticas relacionadas con la elim inación de desechos radiactivos. M uchos laboratorios clín ico s transfieren los m ateriales radiactivos a un receptor autorizado para que se encargue de elim inarlos.

D esechos biopeligrosos El 2 de noviem bre de 1 9 8 8 , el presid en te Reagan co n ­ virtió en d ecreto la M edical W aste Tracking Act de 1 9 8 8 . Su prop ósito era a) encargar a la A gencia de p ro tecció n am biental la responsabilid ad de estab lecer un program a para segu ir la pista de los resid uos clín ico s desde la gene­ ració n hasta la elim in ació n , b) d efinir el residuo clín ico , c) estab lecer técn icas acep tables para el tratam iento y d isp o sición y d) establecer u n d ep artam ento co n ju ris d ic ­ ció n para h acer cu m plir las nuevas leyes. Varios estados h an pu esto en p ráctica las d irectrices federales e in co r­ porado requ isitos adicionales. A lgunas de las entidades que abarcan las reglas so n cu alq u ier in sta la ció n re la cio ­ nada co n la a ten ció n de la salud, in clu so , pero no nada m ás, cen tro s quirúrgicos am b u latorios; b an co s y cen tros de e x tra cció n de sangre; clín ica s, entre otras las m éd i­ cas, d entales y veterinarias; laboratorios de in vestig ación clín ico s, de d iagnóstico, p atológ icos o b io m éd ico s; h o s­ pitales; in stalacio n es de aten ció n de largo plazo; centros de em ergencia m enores; clín ica s de salud o cu p acion al y lab o rato rio s clín ico s; y co n su lto rio s de m éd icos y d en­ tistas. Los residuos clínicos se definen com o un desecho especial de las instalaciones de atención de la salud y adem ás com o d esecho sólido que, si se m aneja o trata de m anera inapro­ piada, “podría transm itir enferm edades in feccio sas” (para m ás inform ación, consu lte el sitio W eb de JC A H O : www. jca h o .o rg ). Incluyen desechos anim ales, sangre residual y productos sanguíneos, desechos m icrobiológicos y objetos

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afilados. Los m étodos aprobados para tratam iento y dispo­ sición de residuos clínico s son in cin eración , esterilización con vapor, entierro, desactivación térm ica, d esinfección quím ica o encapsulación en una m atriz sólida. Q uienes producen residuos clín ico s deben poner en práctica los siguientes procedim ientos: • Los patrones de trabajadores de aten ción de la salud deben establecer y poner en práctica un program a de d esechos in fecciosos. • Los desechos biom éd icos se deben colocar en una bolsa marcada con el sím bolo de biorriesgo, y colocarlos des­ pués en un recipiente a prueba de fugas que sea resis­ tente a p u ncion es y esté equipado con una tapa sólida b ien ajustada. Todos los recip ientes deben ser marcados con claridad co n la palabra biorriesgo o su sím bolo. • Los instrum entos ahusados, com o agujas, h ojas y ob jetos de vidrio, deben ser colocad os en recipientes especiales resistentes a la p u nció n antes de colocarlos dentro de la bolsa y el recipiente. • Las agujas no deben ser transportadas, volverse a tapar, doblar o rom per a mano. • Los residuos biom éd icos deben ser elim inados por m edio de uno de los procedim ientos recom endados. • E l m aterial poten cialm ente biopeligroso, com o la san­ gre o productos sanguíneos y desechos de laboratorio contam inados, no se pueden desechar de m odo directo. Los desechos com bu stibles contam inados se pueden incinerar. Los residuos no com bu stibles contam inados, com o el m aterial de vidrio, se deben m eter a autoclave antes de elim inarlos. Se debe prestar atención especial a la elim inación de jerin g as, agujas y vidrio roto que tam bién pudieran infligir cortes o p u n ciones accid enta­ les. Se deben usar recipientes apropiados para desechar estos ob jetos ahusados.

DOCUM ENTACIÓN E INVESTIGACIÓN DE ACCIDENTES Cualquier accidente que conlleve lesiones personales, inclu so m enores, se debe reportar de inm ediato a un super­ visor. B ajo las norm as de la OSHA, se pide a los patrones que m antengan registros de lesiones y enferm edades ocupacionales el tiem po que dure el em pleo m ás treinta años. Los requisitos para m antener los registros inclu yen un prim er inform e de lesión, un inform e de investigación del accidente y un resum en anual que se registra en el h isto­ rial de lesiones de la OSHA (form a 3 0 0 ). E l prim er inform e de lesión se em plea para notificar a la com pañía aseguradora y al departam ento de recursos hum anos o de relaciones del em pleado que ocu rrió una lesión en el lugar de trabajo. Por lo general, el em pleado y el supervisor com pletan el inform e, que con tien e infor­ m ación sobre el patrón y la persona lesionada, así com o la hora y el lugar, causa y naturaleza de la lesión. Se firma y se pone fecha al inform e; luego, se envía al gerente de ries­ gos de la in stitu ción o al representante de la aseguradora. El inform e de investigación debe in clu ir inform ación acerca de la persona lesionada; una d escripción de lo que sucedió; la causa del accidente (am biental o p ersonal);

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

factores contributivos; testigos; la naturaleza de la lesión, y acciones que se em prenderán para evitar una recurren­ cia. La persona que realiza la investigación debe firm ar y fechar este inform e. Cada año se debe com pletar y enviar u n registro y resum en de las lesiones y enferm edades ocu pacionales al D epartam ento del Trabajo de Estados U nidos, O ficina de Estadísticas Laborales (registro de lesión OSHA No. 3 0 0 ). La form a estandarizada dem anda inform ación sim ilar al prim er inform e de lesión y al inform e de investigación del accidente. Se debe inform ar acerca de toda m uerte o cu ­ pacional, enferm edad ocupacional no fatal, exposición biológica o quím ica y lesión ocu pacional no fatal que conlleve la pérdida de con cien cia, restricció n de trabajo o m ovim iento, transferencia a otro trabajo o tratam iento m éd ico (otro que no sea prim eros auxilios). D ebido a que es im portante d eterm inar por qué y cóm o ocu rrió un accidente, se debe llevar a cabo una investi­ gación al respecto. La m ayor parte de los accidentes se pueden atribuir a dos causas fundam entales: am bientales (co n d icion es inseguras) o personales (actos inseguros). Los factores am bientales in clu yen salvaguardas inade­ cuadas, uso de equipo inapropiado o defectuoso, riesgos relacionados con la u b icació n o m al m antenim iento. Los factores personales inclu yen indum entaria de laboratorio inadecuada, falta de habilidades o con o cim ien to , con d i­ ciones específicas física o m entales, y actitud. La m o ti­ vación positiva del empleado es im portante en todos los aspectos de la p rom oción de la seguridad y p revención de accidentes. Tiene una im portancia particular que la autoridad apro­ piada sea notificada de inm ediato si algún individuo sufre una p u n ció n de aguja en la reco lecció n de sangre o una cortadura durante el procesam iento o m anejo posterior de la m uestra. Para un resum en de las recom end aciones para p ro tección de trabajadores de laboratorio, refiérase a Pro-

P R E G U N T A S 1. ¿C uál de las siguientes norm as requiere que las HDSM sean accesibles a los em pleados que tien en contacto co n un com puesto peligroso? a) N orm a de Patógenos Llevados en la Sangre. b) N orm a de C om u nicación de Riesgos. c) R egulaciones de CCE. d) N orm a de Equipo de P rotección Personal. 2. Los productos quím icos se deben alm acenar: a) E n orden alfabético para facilidad de acceso. b) D en tro de u n g a b in e te c o n v e n tila c ió n a p ro ­ p iada. c) Seg ú n sus propied ad es q u ím ica s y cla sifica ­ ció n . d) D entro de una cam pana de extracció n , si se libe­ ran vapores tóxicos al abrirlos.

tection o f L aboratory W orkers from Instrument B iohazards and Infectious D isease Transmitted by Blood, Body Fluids and Tissue, norm a aprobada M 29-A 2 (N C C L S).

RESUM EN Las reglas de seguridad fundam entales del laboratorio clín ico son desarrollar la previsión y percepción de acci­ dentes, usar el sentido com ún y desarrollar y practicar lo siguiente: 1. Buen com portam iento y hábitos personales. U sar la indum entaria y ropa de p ro tección adecuadas. Sujetarse el pelo largo. No com er, beber o fum ar en el área de trabajo. N unca pipetear co n la boca. Lavarse las m anos con frecuencia. 2. Buen mantenimiento. M antener las áreas de trabajo libres de sustancias q u í­ m icas, m aterial de vidrio sucio, etcétera. Almacenar de manera adecuada los productos químicos. E tiqu etar los reactivos y las d isoluciones. C olocar señales de advertencia. 3. Buena técnica de laboratorio. No operar equipo nuevo o d esconocido hasta haber recibido la in stru cción y autorización. Leer todas las etiquetas e in stru ccion es con deteni­ m iento. U sar el equipo de seguridad personal provisto. Para el m an ejo seguro, uso y elim inación de productos quím icos, aprenda sus propiedades y riesgos. Aprenda los procedim ientos de em ergencia y fam iliarí­ cese con la u b icació n de salidas de in cend ios, e xtin to ­ res de fuego, m antas, etcétera. Sea cuidadoso al transferir productos quím icos de un recip iente a otro, y añada siem pre el ácido al agua de m anera lenta.

DE

R E P A S O

3. E l equipo de p ro tección personal (E P P ) adecuado en el laboratorio de quím ica para pruebas de rutina incluye: a) Respiradores co n filtro HEPA. b) G uantes con mangas ahuladas. c) L entes de seguridad para individuos que no usan lentes de contacto. d) Bata de laboratorio impermeable, protección para los ojos y la cara y guantes desechables apropiados. 4 . U n incend io causado por u n líquido inflam able se debe extingu ir m ediante ¿qué tipo de extin tor? a) H alógeno. b ) Clase B. c) Agua a presión. d) Clase C.

CAPÍTULO 2 ■ SEGURIDAD Y REGULACIONES EN EL LABORATORIO

5. De lo que se m enciona a continuación, ¿cuál es el medio apropiado de elim inación para el tipo de desecho? a) Verter el xilen o al sistem a de drenaje. b ) D esecho m icrobiológico m ediante esterilización co n vapor. c) M ercurio m ediante entierro. d ) D esechos radiactivos m ediante in cineración. 6. ¿Cuáles son los principales factores que contribuyen a lesiones repetitivas por distensión? a ) Falta de atención de parte del laboratorista. b ) Tem peratura y vibración.

REFERENCIAS Allocca JA, Levenson HE. Electrical and Electronic Safety. Reston, VA: Reston Publishing Company, 1985. American Chemical Society, Committee on Chemical Safety, Smih GW, ed. Safety in Academic Chemistry Laboratories. Washington, D.C.: American Chemical Society, 1985. Boyle MP. Hazardous Chemical waste disposal management. Clin Lab Sci 1992;5:6. Brown JW Tuberculosis alert: An oíd killer returns. Med Lab Obs 1993;25:5. Bryan RA. Recommendations for handling specimens from patients with confirmed or suspected Creutzfeldt-Jakob disease. Lab Med 1984;15:50. Centers for Disease Control and Prevention, National Institutes of Heal­ th. Biosafety in Microbiological and Biomedical Laboratories, 3rd ed. Washington, D.C.: U.S. Government Printing Office, 1993. Chervinski D. Environmental awareness: it’s time to cióse the loop on waste reduction in the health care industry. Adv Admin Lab 1994;3:4. Committee on Hazardous Substances in the Laboratory, Assembly of Mathematical and Physical Sciences, National Research Council. Prudent practices for handling hazardous Chemicals in laboratories. Washington, D.C.: National Academy Press, 1981. Furr AK. Handbook of Laboratory Safety, 5th ed. Boca Ratón, FL: CRC Press, 2000. Gile TJ. An update on lab safety regulations. Med Lab Obs 1995;27:3. Gile TJ. Hazard-communication program for clinical laboratories. Clin Lab 1988;1:2. Hayes DD. Safety considerations in the physician office laboratory. Lab Med 1994;25:3. Hazard communication. Federal Register 59:27, Feb 4, 1994. Karcher RE. Is your Chemical hygiene plan OSF1A proof? Med Lab Obs 1993;25:7. Le Sueur CL. A three-pronged attack against AIDS infection in the lab. Med Lab Obs 1989;21:37. Miller SM. Clinical safety: dangers and risk control. Clin Lab Sci 1992;5:6. National Committee for Clinical Laboratory Standards. Clinical labora­ tory safety (approved guideline). Villanova, PA: NCCLS, 1996.

47

c) P osición o postura, fuerza aplicada y frecuencia de la repetición. d ) Fatiga, torpeza y falta de coord inación. 7. De lo siguiente, ¿cuáles son ejem plos de radiación no ionizante? a) Rayos gam m a y X. b) Luz ultravioleta y m icroondas. c) R adiación alfa y beta. d) R adiación de neutrones.

National Committee for Clinical Laboratory Standards. Clinical labo­ ratory waste management (approved guideline). Villanova, PA: NCCLS, 1993. National Committee for Clinical Laboratory Standards. Protection of laboratory workers from instrument biohazards and infectious disease transmitted by blood, body fluids, and tissue (approved gui­ deline, M29-A). Villanova, PA: NCCLS, 1997. National Institutes of Health, Radiation Safety Branch. Radiation: The National Institutes of Health safety guide. Washington, D.C.: U.S. Government Printing Office, 1979. National Regulatory Committee, Committee on Hazardous Substances in the Laboratory. Prudent practices for disposal of Chemicals from laboratories. Washington, D.C.: National Academy Press, 1983. National Regulatory Committee, Committee on Hazardous Substances in the Laboratory. Prudent practices for the handling of hazardous Chemi­ cals in laboratories. Washington, D.C.: National Academy Press, 1981. National Regulatory Committee, Committee on the Hazardous Biologi­ cal Substances in the Laboratory. Biosafety in the laboratory: pru­ dent practices for the handling and disposal of infectious materials. Washington, D.C.: National Academy Press, 1989. National Safety Council. Fundamentáis of Industrial Hygiene, 5th ed. Chicago, IL: National Safety Council, 2002. Occupational exposure to bloodbome pathogens; final rule. Federal Register Dec 6, 1991;56:235. OSHA Subpart Z 29CFR 1910.1000-.1450 Otto CH. Safety in health care: prevention of bloodbome diseases. Clin Lab Sci 1992;5:6. Pipitone DA. Safe Storage of Laboratory Chemicals. New York: Wiley, 1984. Rose SL. Clinical Laboratory Safety. Philadelphia: JB Lippincott, 1984. Rudmann SV, Jarus C, Ward KM, Arnold DM. Safety in the student labo­ ratory: a national survey of university-based programs. Lab Med 1993;24:5. Stern A, Ries H, Flynn D, et al. Fire safety in the laboratory: Part I. Lab Med 1993;24:5. Stern A, Ries H, Flynn D, et al. Fire safety in the laboratory: Part II. Lab Med 1993;24:6. Wald PH, Stave GM. Physical and Biological Hazards of the Workplace. New York: Van Nostrand Reinhold, 1994.

Control de calidad y estadística George S. Cembrowski y Robería A. Martindale C O N T E N I D O CONCEPTOS ESTADÍSTICOS Estadística descriptiva Estadísticas inferenciales INTERVALOS DE R EFEREN CIA (ALCAN CE N ORM AL) Definición del intervalo de referencia Recolección de datos para estudios de intervalo de referencia Análisis estadístico de los datos del intervalo de referencia EFICA CIA DEL DIAGNÓSTICO Teoría del valor predictivo M ÉTO DO DE SELECCIÓN Y EVALU ACIÓ N Método de selección Método de evaluación Medición de la imprecisión Medición de la inexactitud Experimento de comparación de métodos

D E L

C A P Í T U L O A SEG U R A M IEN TO Y CO NTRO L DE LA C ALID A D Control de calidad Operación general de un sistema de control de calidad estadístico Respuesta de las reglas de control al error Uso de datos del paciente para control de calidad Control de calidad externo Prueba en el lugar de la atención: la dificultad más reciente Hacia la atención de calidad del paciente PRO BLEM AS DE PRÁCTICA PREGUNTAS DE REPASO REFEREN CIAS

O B J E T I V O S Al term inar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Definir los siguientes términos: aseguram iento de la calidad, control de calidad, control, estándar, exactitud, precisión, estadística descriptiva, esta­ dística inferencial, intervalo de referencia, error aleatorio, error sistemático, dispersión, comproba­ ción delta e intervalos de confianza. • Calcular lo siguiente: sensibilidad, especificidad, eficiencia y desviación estándar. • Evaluar datos de laboratorio por medio del siste­ ma multirreglas para control de calidad. • Graficar los datos y determ inar errores constantes o proporcionales significativos, dados los datos de laboratorio.

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Describir las fases preanalítica y posanalítica del aseguram iento de la calidad. Determinar si hay una tendencia a un cambio, dados los datos de laboratorio. A nalizar la función de los trabajadores del labora­ torio clínico en las pruebas en el lugar de atención. Describir las características im portantes y requisi­ tos de quienes realizan el exam en en el lugar de atención. Explicar los procesos relacionados con la selección y evaluación del método. Explicar los programas de examen de capacidad en el laboratorio clínico.

CAPÍTULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

T É R M I N O S Aseguram iento de la calidad Cambio CLIA Comprobación A Control Control de calidad

Dispersión Error aleatorio Error sistemático Estadística descriptiva Estadística inferencial Estándar Exactitud

CONCEPTO S ESTADÍSTICOS La estadística se puede definir com o la cien cia de reunir, analizar, interpretar y presentar datos. E l volum en de datos que se genera en el laboratorio clín ico es enorm e y se deben resum ir para que el trabajador de laboratorio y el m édico clín ico los aprovechen al m áxim o. La introd u cción de una nueva prueba ilustra el uso extenso de la estadísti­ ca en el laboratorio. Prim ero, el trabajador de laboratorio debe introd u cir la prueba sólo después de revisar los datos que docum entan la utilidad de la prueba para diagnosti­ car o m onitorear un estado m orboso. Si están disponibles varios m étodos para llevar a cabo la prueba, el trabajador de laboratorio debe estudiar las evaluaciones publicadas y seleccionar la más práctica, así com o el m étodo con exacti­ tud y precisión óptim as. D urante la evaluación interna del m étodo, se debe evaluar la precisión y la exactitud. Si el rendim iento del m étodo es aceptable, se deben acum ular los datos del intervalo de referencia (alcan ce norm al) para com probar el intervalo recom endado del fabricante o esta­ b lecer un intervalo de referencia específico del laborato­ rio. E l m édico clínico puede entonces interpretar de m odo apropiado los datos del paciente. Una vez que este m étodo está en uso, es necesario evaluar la exactitud y la precisión de m anera continu a para asegurar análisis confiables. E n las seccion es siguientes se revisan algunos de los con cep­ tos que debe com prender el trabajador de laboratorio.

Estadística descriptiva La estadística descriptiva se em plea para resum ir las carac­ terísticas im portantes de un grupo de datos. O tro tipo de estadística, estadística inferencia!, se em plea para com parar las características de dos o m ás grupos de datos. La esta­ dística descriptiva en este capítulo se aplica a grupos de observaciones sim ples com o tam bién a grupos de obser­ vaciones por pares.

49

C L A V E ___________________________________________

Examen de capacidad Histograma Intervalo de referencia Método de referencia Precisión Prueba F Prueba t

Regla de control Tendencia Teoría del valor predictivo Variaciones analíticas

histogram a de frecuencia de las m ediciones repetidas debe tener una form a de cam pana, con la m ayor parte de los resultados ubicados cerca del centro de la d istribución. Las m ediciones repetidas de la m ism a m uestra pueden ser dife­ rentes debido a las variaciones en el instrum ento; reactivo; técnica del operador, y aun las cond iciones am bientales, incluida la tem peratura. E l trabajador de laboratorio nor­ m alm ente clasifica estas variaciones com o analíticas. Para la m ayor parte de los ensayos, la variación analítica es por lo general m ucho m enor que la variación entre las m uestras obtenidas de diferentes individuos (variaciones interindividuales) o entre las m uestras programadas obte­ nidas del m ism o individuo ( variación intraindivídual). En el cuadro 3-1 se m uestran los resultados de un estudio de intervalo de referencia para ATT. La sangre de sujetos en ayuno, saludables, am bulatorios se m uestreó de m anera estándar, con el plasm a analizado para ATT. Los histogramas de frecuencia de los datos de ATT se m uestran en la figura 3 -2 . La escala para la con cen tració n se expresa en intervalos de 2 unidades para la figura 3-2A y 5 unidades para la figura 3-2B . C on un m enor núm ero de intervalos, la form a del histogram a de frecuencia se vuelve más regular. Am bos histogram as tienen form a de cam pana y son casi sim étricos. La form a de cam pana de esta d istribución se aproxim a a la de una distribución gaussiana y perm ite el análisis de los datos m ediante pruebas estadísticas estándar (param étricas). Los datos que se desvían en gran medida de la d istribución gaussiana se deben analizar con estadís­ ticas sin distribución, conocidas tam bién com o estadísticas

20,

-----------

Estadísticas descriptivas d e gru p o s d e observaciones sim ples Una de las form as más útiles de resum ir grupos de datos es graficándolos. E n la figura 3 -1 se encuentran los resultados obtenidos del análisis repetido de una m uestra de plasma de un paciente para el analito antitrom bina III (A TT), que es un inhibid or potente de m u chos factores de coagulación activados. Los resultados se grafican com o un histogram a de frecuencia, con el valor del resultado graficado en el eje x y la frecuencia (cantidad) de cada resultado en el eje y. El

92

96

1 00

104

1 08

Concentración de ATT (p) FIGURA 3-1. Histograma de frecuencias de los resultados de ATT obtenidos del análisis repetido de una sola muestra de paciente (x = 100; s = 3 unidades).

50

PARTE ! ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

CUADRO 3-1. V A LO R ES DE AN TITRO M BIN A III D E UN IN TERVALO DE R EFER EN C IA * VALO R

FRECUEN CIA

FRECUEN CIA A C U M U LA D A

V ALO R

FR EQ U EN CY

FRECU EN CIA A C U M U LA D A

88

1

1

111

4

58

92

1

2

112

4

62

93

4

113

4

66

95

1

5

114

7

73

96

1

6

115

7

80

9

116

7

87

98

1

10

117

4

91

99

1

11

118

7

98

100

3

14

120

4

102

101

4

18

121

1

103

102

4

22

122

4

107

103

3

25

124

1

108

104

2

27

125

2

110

105

4

31

126

3

113

106

4

35

127

1

114

107

5

40

129

1

115

108

3

43

133

2

117

109

2

45

138

1

118

110

9

54

140

1

119

97

‘ M edia = 111.6; m ediana = 112; m oda = 110; s = 9.5 unidades.

no param étricas. Las desviaciones pequeñas respecto de las distribuciones gaussianas no afectan de m anera grave los resultados de las pruebas estadísticas param étricas. E l tipo más com ún de desviación respecto de la distribución gaussiana en las observaciones de laboratorio clínico es el sesgo, o la presencia de núm eros de observaciones cada vez m ayo­

res en uno de los extrem os de la distribución. (U n ejem plo de una d istribución sesgada se m uestra en la fig. 3 -9 .) O tro tipo de gráfica es el histogram a d e frecuen cias acu­ muladas. E n esta gráfica, el núm ero de observaciones que son m enores o iguales a una cierta observación se grafican contra el valor de esa observación. E n la figura 3 -3

30 _

20

10

0

10

i.

n 84 86

A

90

94 98

i m

lll.l

i i i i i i i i i i

■I . , 8 M.

i ■

102 106 110 114 118 122 126 130 134 138 Concentración de ATT (p)

85

B

90 100 110 120 130 140

150

Concentración de ATT (p)

FIGURA 3-2. Histogramas de frecuencia de concentraciones de antitrombina III de un estudio de intervalo de referencia. Los datos en A han sido agrupados en intervalos de dos unidades. Los datos en B han sido agrupados por cinco unidades (x = 111.6; s = 9.5 unidades).

CAPITULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADISTICA

51

unidades. Para datos con casi una d istribución gaussiana, la m edia, m oda y m ediana son casi iguales y, por tanto, b as­ ta con expresar la m edia. C on datos que son significativa­ m ente no gaussianos se debe expresar la m oda, m ediana y m edia. E l percentil, la única estadística no param étrica que se describe en este capítulo, es el valor de una observación debajo de la cual cae cierta proporción de las observacio­ nes y que se puede obtener del histogram a de frecuencias acum uladas relativas. Los percentiles suelen em plearse para definir intervalos usuales para resultados de pruebas de pacientes. E l percentil 5 , o P es el valor abajo de cual caen 5% de las observaciones. Para ATT, P 5 es 9 6 . E l per­ cen til 9 7 .5 , o P975, es el valor abajo del cual cae 9 7 .5 % de las observaciones. Para ATT, Pgj5 es 133. La m ediana es, p or supuesto, P50. La dispersión o d istribución de los datos en torno a su ub icació n , se estim a de la m anera m ás sim ple m ediante el intervalo, que es la diferencia entre las obser­ vaciones m ás grande y más pequeña. La estadística más com ún em pleada para describir la dispersión de grupos de observaciones ún icas es la desviación estándar, que por lo regular se representa m ediante el sím bolo s. La desviación estándar de las observaciones x x x ,..., x es _

ATT III (unidades)

FIGURA 3-3, Histograma de frecuencia acumulada para antitrombina III.

se m uestra un histogram a de frecuencias acum uladas para los datos de ATT en el alcance norm al. Las frecuencias acum uladas del cuadro 3 -1 se dividieron entre el núm ero total de observaciones (n) y luego se m u ltiplicaron por 1 00 para obtener las frecuencias acum uladas relativas que varían de 0 a 100% . Los grupos de observaciones gaussianas se pueden des­ cribir mediante estadísticas que resumen su ubicación y dis­ persión. La prueba estadística más com ún que resume las ubicaciones es la m edia , que se calcula resumiendo las obser­ vaciones y dividiendo entre el núm ero de éstas. Si las ob­ servaciones son x p xv xv ..., xn, entonces la media, o x , es j7 _

* l + * 2 + * 3 + " ' + *n

(Ec. 3-1)

Por lo general, se em plean otras tres medidas de u b ica­ ción: m ediana, m oda y percentil. La m ediana es el valor de la observación que divide las observaciones en dos grupos, cada uno co n núm eros iguales de observaciones. Los valo­ res de un grupo son más pequeños que la m ediana, y los del otro son más grandes. Si las observaciones se disponen en orden creciente y hay un núm ero im par de observacio­ nes, la m ediana es la observación m edia. Si hay un núm ero par de observaciones, la m ediana es el prom edio de las dos observaciones interm edias. La m oda es la observación más frecuente. Para los datos de ATT, la m edia es 1 1 1 .6 , la m ediana 1 1 2 y la m oda 110

K x -x ¿

(Ec. 3-2)

En la figura 3 -4 se m uestra un histogram a de frecuen­ cias idealizado de valores de control de calidad de glucosa, que tiene una m edia de 120 y una desviación estándar de 5 mg/dl. Para estos datos, así com o para otros datos con d istribuciones gaussianas, alrededor de 6 8 .2 % de las obser­ vaciones estarán entre los lím ites de x - s y x + s, 9 5.5% estarán entre x - 2s y x + 2s, y 9 9 .7 % estarán entre x - 3s y x + 3s. E n sum a, 99% de las observaciones estarán entre x - 2 .5 8 s y x + 2 .5 8 s. Los lím ites se pueden constru ir para in clu ir una porción específica de la población. Por co n ­ vención, los lím ites usuales para resultados de pruebas de pacientes (intervalo de referencia) inclu y en el 9 5 % in te­ rior de la población y corresponden a x - 1 ,96s y x + 1.96s. Para ATT, el 95% o los lím ites ± 1.96s serían 9 2 .5 - 130.6 o 9 2 - 131 unidades (U ). El percentil se podría usar también para expresar dispersión. Los lím ites del percentil que ence­ rrarían 95% de la población serían P2 - Pg? 5, o 9 3 - 133 U. E n la ecu ación 3 -2 , el cálculo de s requiere que se cal­ cule prim ero la m edia. Hay otra ecuación (ec. 3 -3 ) que no requiere el cálculo previo de la media: nZx

S= J " \

' '

- (2 x ,r ' T

(Ec. 3-3)

n (n - l)

Esta ecu ación se emplea con frecu encia en los progra­ m as de com putadora para reducir al m ínim o el tiem po de cálculo. O tra form a de expresar s es en térm inos del coefi­ ciente de variación (C V ), que se obtiene al dividir s entre la m edia y m ultiplicar por 1 0 0 para expresarlo com o un porcentaje:

C V (% ) =

lOOs

(Ec. 3-4)

52

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

La desviación absoluta m edia (D A M ), conocid a tam bién com o desviación prom edio, es otra medida de dispersión de grupos de observaciones sim ples y se calcula por m edio de la ecu ación siguiente: DAM =

2) I X,

-

X

|

(Ec. 3-5)

Glucosa

FIGURA 3-4. Histograma de frecuencia gaussiana idealizado de valores de control de glucosa con una media de 120 y desviación estándar de 5 mg/dl. Los porcentajes indican el área bajo la curva acotada por los límites ± 1, ±2 y ±3.

La desviación estándar de la m edia, llam ada tam bién error estándar de la m edia (E E M ), se calcula de la siguiente ecu ación, en la que n representa el núm ero de observacio­ nes prom ediadas para calcular la media: EEM =

E l CV, un núm ero sin unidades, sim plifica la com para­ ción de las desviaciones estándar de resultados de pruebas expresados en unidades y con cen tracio n es diferentes. E l CV de los datos de control de la glucosa de la figura 3 -4 es, por tanto, 100 veces 5 mg/dl divididos entre 120 mg/dl, o 4 .2% . E l CV se em plea de m anera extensa para resum ir datos de control de calidad. E l CV de los analizadores m uy precisos puede ser m enor que 1%.

(Ec. 3-6)

La EEM se em plea para calcular los lím ites estadísticos para la media. La EEM se puede interpretar com o el error prom edio encontrado si se em plea la m edia m uestral para estim ar la m edia poblacional. Los lím ites de 95 % para la m edia x s e r ía n x ± 1.96s/Vn. La E EM dism inuye a medida que se increm en ta el tam año de la m uestra, y es probable y = 1.0116X - 0 .0 0 7 1

R 2 = 0.9948

Potasio de Elitachi, mmol/L (promedio) FIGURA 3-5A. Presentación gráfica de ISTAT contra Hitachi del laboratorio central de un experimento de comparación de métodos. El potasio medido mediante el analizador Hitachi 917 (muestra de plasma) se compara con el potasio medido por el analizador ISTAT (sangre completa). Las muestras de sangre completa se obtuvieron del departamento de urgencias, fueron transportadas al laboratorio de química donde las muestras de sangre completa se mezclaron con pares de alícuo­ tas extraídas, una para la prueba con ISTAT y la otra separada en plasma para análisis con el analizador Hitachi.

CAPÍTULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

m anera previa. Además, es posible observar con facilidad las diferencias dependientes de la concen tración. E n la figura 3-5A , la concord ancia entre los dos m éto­ dos se puede estim ar a partir de la recta que m ejo r se aju s­ ta a los puntos. M ientras que la estim ación visual se puede usar para dibujar la recta, el uso de una técnica estadística, análisis de regresión lineal, dará com o resultado una elec­ ció n im parcial de recta, y proporcionará al trabajador de laboratorio m edidas de ub icació n y dispersión para la rec­ ta. La recta que pasa por los datos tendrá la ecu ación de

que la m edia de una m uestra grande esté más cerca de la m edia de una m uestra pequeña.

Estadísticas descriptivas d e gru p o s d e observaciones en p a res Q uizá el paso m ás inform ativo en la evaluación de un nu e­ vo m étodo analítico es el experim ento de com paración de m étodos, en el que las m uestras de pacientes se m iden con el m étodo nuevo y el viejo, o com parativo.1 Los datos obtenidos de esta com paración constan de dos m ediciones para cada m uestra de paciente. La graficación es la forma m ás sim ple de ver y resum ir los datos de com paración del m étodo por pares. Por con v ención , los valores obtenidos co n el m étodo viejo (com parativo) se grafican en el eje x y los valores obtenidos con el m étodo nuevo (prueba) se grafican en el eje y. En la figura 3-5A se m uestra una grá­ fica de las determ inaciones de potasio llevadas a cabo con dos instrum entos diferentes: a) el H itachi 9 1 7 , en el que se analizan m uestras de plasm a de pacien tes graficadas en el eje x ; y b) un analizador que se em plea en el lugar de la atención, el ISTAT, co n el que se analizan m uestras de sangre com pleta graficadas en el eje y. Hay una relación lineal entre los dos m étodos en el intervalo total de valo­ res de potasio. Hay otro m étodo para ver estos pares de datos. E n la figura 3 -5 B se m uestra una gráfica en la cual las diferencias entre los valores del m étodo com parativo y el de prueba se grafican contra el valor del m étodo com pa­ rativo. Esta gráfica se con o ce tam bién com o diagram a de A ltm an-Bland.3 Este m étodo perm ite la com paración sim ­ ple de las diferencias con lím ites m áxim os establecidos de

y = mx + y 0

1.500

1.000 o 0.500

o

ro if

0

0 .0 0 0

< I—

- 0 .5 0 0

■0 *

co 0

*

-O

- 1 .0 0 0

-1 .5 0 0

-2 .0 0 0 2

(Ec. 3-7)

La pendiente de la recta será m; el valor de la ordenada al origen y (el valor de y en x = 0 ) será y Q. Si hay con ­ cordancia perfecta entre los dos m étodos, cada valor del m étodo de prueba será idéntico al valor del m étodo com ­ parativo. La ecu ación de esta relación perfecta sería y = x, con m igual a 1 y y 0 igual a 0. E n la figura 3-6A se m uestra esta con cord an cia perfecta; y en la figura 3 -6 B la situación en la que los valores del m étodo de prueba son de m anera congruente más altos que los del m étodo com parativo. La m ejo r recta por los datos aún tiene una pendiente de 1 pero una ordenada al origen de 5 .0 . E n la figura 3 -6 C se observa la situ ación en la que los valores del m étodo de prueba son m ayores que los valores del m étodo com para­ tivo para concentraciones d istintas de cero; la pendiente es m ayor que 1 (1 .1 ), pero la ordenada al origen y es 0. Para con cen tracio n es crecientes, hay diferencias m ayores entre los valores de prueba y com parativo. E n la figura 3-6 D , la ordenada al origen y es aún 0 y la pendiente es

2.000

£ E

53

4

6

Potasio de Hitachi, mmol/L (promedio) FIGURA 3-5B. Gráfica de diferencias Altman-Bland que muestra las diferencias entre el potasio de ISTAT y Hitachi 917 contra el potasio de Hitachi 917.

54

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

160 120 80

-

y

_

y N 35 Pendiente = 1.0 Y o=0.0 S y/X= 0.0

40

l 40

A

i

l

160 CO 0 t 120 0 "O -g 80 — o '0 40 -

i

•' N = 35 Pendiente =1.0 Y c= 5 S y/, = 0.0

. '

I 40

80 120 160 Método comparativo

í i

•*

B

1 1 1 80 120 160 Método comparativo

# 160

to 160 a>

120

I 120 0) -o

80

N = 35 Pendiente = 1.1 Yo=0.0 S y/X=0.0

40 l 40

i l i 80 120 160 Método comparativo

€ o •o

y' 80

N = 35 Pendiente=0.9 Yo= 0 .0 Sy;x= 0 .0

40

D

I

I

I

1

40

80

120

160

Método comparativo

.

* co

_Q

160

—

0

1 120 0

"O 80 -

N = 35 Pendiente=1.0 Yo=0.0 S y/X= 2

40 I 40

I 80

I 120

I 160

Método comparativo

O oo

-o 2

opc

■8 o

160 — 03 jQ 0 1 120 0 T3 —

•

'

'0 2

40

...1... ....... I 40

80

N = 35 Pendiente = 1.0 Yo= 0.0 S y/X= 5.0 .... X ............ i . ..... 120 160

Método comparativo

FIGURA 3-6. Experimentos de comparación de métodos con datos simulados. En (A) no se observa error; en (B) se observa error constante; en (C) y (D) se observa error proporcional; en (E) y (F) se observa error aleatorio.

m enor que 1 (0 .9 ) , se observa que los valores del m étodo de prueba son m enores que los del m étodo com parativo para los valores d istintos de cero. E l análisis de regresión lineal suele proporcionar estim aciones no sesgadas de la pendiente y la ordenada al origen y. E n la regresión lineal, la recta del m ejo r ajuste es la que reduce al m ínim o la sum a de los cuadrados de las d istancias verticales de los puntos observados a partir de

la recta. Para los pu ntos ( x p y (), (x 2, y ,),..., ( x ,

(x n,

y j , la ecu ación de la pendiente de la recta de regresión es I Xxi - x ) ( y i - y ) m = ------— Z (x¡ - 3c)2 n^x ,, __ ^ ^ = ------- by-------riLx~ —( l x ¡ )

CAPÍTULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

La ordenada al origen, y , se calcula de m y las inedias de x. y y:.

= y - mx

(Ec. 3-9)

E n la regresión lineal se supone que no hay error de m ed ición en el m étodo com parativo, y que la dispersión de los pu ntos en torno a la recta de regresión se debe a errores aleatorios en el m étodo de prueba. La dispersión de los puntos respecto a la recta de regresión se denom ina desviación estándar de la recta de regresión y se abrevia sy/x. O tro nom bre para esta dispersión es el error estándar de la estim ación. Se calcula por m edio de la siguiente ecua­ ción:

Las gráficas de com paración de m étodos de la figura 3 -6 E y F m uestran la influencia de la m ayor dispersión de puntos cerca de la recta de regresión. En la figura 3 -6 E y F, el valor de 2 o 5, respectivam ente, se sum ó de form a alter­ nativa a, o se restó de, los valores de y en la figura 3 -6 A. La p endiente y la ordenada al origen no cam biaron. Sólo sy/x se in crem en tó a 2 o 5, respectivam ente. E l coeficiente de correlación r es una m edida de la fuerza de la relación entre las variables y y x. E l coeficiente de correlación puede tener valores de - 1 a +1, donde el signo indica la d irección de la relación entre las dos variables. Una r positiva indica que ambas variables aum entan o dis­ m inuyen, m ientras que una r negativa indica que cuando se increm enta una variable, la otra dism inuye. U n valor de r igual a cero no indica relación. U n valor de 1.0 indica una relación perfecta. La ecuación usual para el cálculo de r es

I

nZxiy i - Y XiZyi

i I n lx f - ( I x t )2 ] x [ (nXy, )2 - ( l y¡ ) 2 ]

(Ec 3' 11)

Aunque m u chos laboratoristas igualan valores positi­ vos altos de r (0 .9 5 o más alto) co n concord ancia excelen ­ te entre los m étodos de prueba y com parativo, la m ayor parte de las com paraciones de quím ica clín ica deben tener coeficientes de correlación m ayores que 0 .9 8 . E l valor absoluto del coeficiente de correlación se puede in cre­ m entar de m anera significativa al am pliar el intervalo de m uestras com paradas. No obstante, el coeficiente de correlación tiene un uso. Cuando r es m en or que 0 .9 9 , el uso de la fórm ula de regresión da com o resultado una esti­ m ación de la pendiente que es dem asiado pequeña y una ordenada al origen y que es dem asiado grande. W aakers y asociados han recom endado que si r es m en or que 0 .9 9 , se deben usar otras estadísticas de regresión para obtener estim aciones más reales de la regresión, pendiente y orde­ nada al origen y .2'4 El error tom a en cuenta la diferencia entre los resul­ tados del m étodo com parativo y el de prueba. D os clases de error se m iden en los experim entos de com paración

55

de m étodos: aleatorio y sistem ático. E l error aleatorio se presenta en todas las m ed iciones; puede ser positivo o negativo; y se debe al instrum ento, operador, reactivo y variaciones am bientales. La m ed ición de dispersión sy/x provee una estim ación del error aleatorio. E l error sistem á­ tico es u n error que influye en las observaciones de m anera con sistente en una dirección. A diferencia del error alea­ torio, el sistem ático n o debe estar presente en un m étodo. Las m edidas de ubicación, la pendiente y la ordenada al origen, proporcionan medidas del error sistem ático. D ebido a que s /x es una estim ación de la desviación estándar respecto a la recta de regresión, los lím ites esta­ d ísticos se pueden calcular para cu alquier punto sobre la recta. Los lím ites de 95% para cu alquier valor de y en la recta de regresión son y ± 1 .9 6 sy/x. Si mx + y 0 se sustituye por y (ec. 3 -7 ), entonces los lím ites de 95 % son mx + y g ± 1.96sy/x, . Hay dos tipos de error sistem ático: con stan te y pro­ porcional. E l error sistem ático constante existe cuando hay una diferencia constan te entre los valores del m étodo de prueba y el m étodo com parativo sin im portar la co n cen ­ tración. E n la figura 3 -6 B , hay un a diferencia de 5 entre los valores del m étodo de prueba y los del com parativo. Esta diferencia constan te, reflejada en la ordenada al origen, se llam a error sistem ático constante. E l error proporcional existe cuando las diferencias entre los valores del m étodo de prueba y el com parativo son proporcionales a la co n ­ cen tración del analito. En la figura 3 -6 C y D, la diferencia entre el m étodo de prueba y el com parativo es proporcio­ n al a la con cen tració n medida. Esta diferencia, indicada por una pendiente diferente de la unidad, se debe al error sistem ático proporcional.

Estadísticas inferenciales Las pruebas estadísticas inferenciales descritas en este capítulo se em plean para com parar las medias o desviacio­ nes estándar de dos grupos de datos. La pru eba t, descrita por G osset en 1 9 0 8 , se em plea para determ inar si hay una diferencia im portante estadística entre las m edias de dos grupos de datos. La prueba F se em plea para determ inar si hay una diferencia im portante desde el pu nto de vista estadístico entre las desviaciones estándar de dos grupos de datos. Am bas pruebas tienen utilidad lim itada en estu­ dios de evaluación de m étodos. Para am bas pruebas, se calcula una estadística y luego se com para con los valores críticos encontrados en las tablas F y t de libros de estadística. Los valores críticos definen el nivel de significación o la probabilidad de que las diferen­ cias se deban al azar. Por conv ención, se dice que la prue­ ba t o F es estadísticam ente im portante si la probabilidad de la diferencia que ocu rre debido al azar es m en or que 5% . Si la probabilidad de la diferencia que ocu rre debido al azar es m ayor que 5% , entonces se dice que la diferencia no es im portante estadísticam ente. M ientras m en or sea la proba­ bilidad, m ás im portante es la diferencia desde el pu nto de vista estadístico. Por ejem plo, una diferencia que ocurre 1% del tiem po debido al azar tiene m ayor significado que una que ocu rre 5% debido al azar.

56

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUIMICA CLÍNICA

CUADRO 3-2. VALORES DE t CRÍTICOS NIVEL DE SIGNIFICACIÓN

DE DOS EXTREM O S

DE UN EXTREM O

5% (0.05)

1.96

1.64

1% (0.01)

2.58

2.33

Para aplicar la prueba £, se calcula y com para la estadís­ tica £ con una tabla de valores de £ críticos para niveles de significación y grados de libertad seleccionados. Los valo­ res de £ se deben obtener de la tabla de £ si se prom edia un núm ero pequeño de observaciones (3 0 o m en os). Si se prom edian más de 3 0 observaciones, los valores críti­ cos son casi independientes del núm ero de observaciones y dependen principalm ente del nivel de significado. Los valores críticos listados en el cuadro 3 -2 se podrían usar si se prom edian m ás de 3 0 observaciones. Si la estadística £ calculada pasa del valor crítico, en ton ­ ces se dice que existe una diferencia significativa. M ientras m ás grande sea la diferencia, m ayor será la estadística £ y m enor la probabilidad de que la diferencia se deba al azar. Los valores críticos de un extrem o se em plean para probar si una m edia de un grupo de núm eros es significativam en­ te m ayor o m enor que la otra media. Los valores críticos de dos extrem os se em plean para probar si las m edias son diferentes. E n su aplicación más sim ple, la prueba £ se em plea para d eterm inar si la m edia de un grupo de datos ( 3c ) es dife­ rente de la m edia verdadera (abreviada com o M ). La ecua­ ción para el cálcu lo de la estadística £ es

£=

| x -M |

s /\ fñ Grados de libertad = n - 1

(Ec. 3-12)

E l valor £ es el valor absoluto de la diferencia de la m edia verdadera y la m edia de los datos dividida entre el EEM . Por ejem plo, si la m edia de un grupo de m ediciones de con trol de calidad de glucosa fue evaluada estadísti­ cam ente y m ostró ser diferente del valor m edio usual, se em plearían los valores £ críticos de dos extrem o s. Si la £ calculada fuera m enor que 1 .9 6 , entonces la diferencia entre las m edias no sería considerada significativa al nivel 5% . U n valor de £ entre 1 .9 6 y 2 .5 8 indica una diferencia estadísticam ente significativa; tal diferencia ocu rriría d ebi­ do al azar, con una probabilidad entre 1 y 5% . Una dife­ rencia co n u n valor £ m ayor que 2 .5 8 es m ás significativa y tiene m enos de 1% de probabilidad de ocu rrir debido al azar. La m ayor parte de los program as de h ojas de cálculo proveen la prueba £ y el nivel de significación. Los valores críticos de un extrem o se em plearían para determ inar si la media de un grupo de datos es signifi­ cativam ente m ayor o m enor que la media verdadera. Por ejem plo, es posible que un m édico de laboratorio tenga varios valores de colesterol de un pacien te y desee deter­ m inar si estos valores son significativam ente m ayores que el lím ite superior de aceptabilidad. D espués de calcular el

valor de £, el m édico debe usar la tabla de valores críticos de un extrem o. E n quím ica clínica, la prueba t se aplica algunas veces a datos de com paración de m étodos obtenidos m idiendo m uestras de pacientes m ediante los m étodos de prueba y com parativo. Los valores m edidos se prom edian para cada m étodo, y se aplican a los prom edios de pruebas de diferen­ cia estadísticam ente significativa. Si x. y y. son los valores obtenidos m ediante m étodos com parativos y de prueba, respectivam ente, el valor de £ para un grupo de observacio­ nes en pares (x ^ y q ), (x2, y 2),..., (x.,yq),..., (xn, y n) es

n sd /V ^ : sesgo / ( s , / V ñ )

(Ec. 3-13)

E l num erador de la expresión es la diferencia entre la m edia del m étodos de prueba (Xy/n) y la m edia del m éto­ do com parativo (X x 7n ). Esta diferencia entre las m edias se llam a sesgo. E l sím bolo sd representa la desviación están­ dar de las diferencias: ^ _

/Xlyq - x ¡ —sesgo]

(Ec. 3-14)

n —1 La ecu ación 3 -1 3 m uestra que el valor de £ es el sesgo, o diferencia de las m edias, dividido entre el error estándar de la m edia. W estgar y otros, y W estgard y H unt han m os­ trado que la interpretación de la prueba £ sin consid erar sd y n podría ser engañosa.5,6 Un sesgo estadísticam ente sig­ nificativo podría existir entre los m étod os, pero su tam año podría ser significativo desde el punto de vista clín ico . Se recom ienda al usuario com probar que el sesgo tiene signi­ ficació n clín ica y estadística.6 A veces, el sesgo y sd pueden ser grandes clínicam ente, pero el valor de t resultante pue­ de ser pequeño. Al interpretar los resultados de la prueba £, todos los térm inos, sesgo, sd y el valor de £ se deben evaluar de m anera crítica. La segunda prueba estadística inferen cial, la prueba F, ha sido em pleada para com parar los tam años de las des­ viaciones estándar de los dos m étodos. Para calcular la estadística F , el cuadrado de la desviación estándar más grande (sL) se divide entre el cuadrado de la desviación estándar m ás pequeña (ss). F =

(Ec. 3-15)

(s,) 2

Al igual que la prueba £, la estadística F se com para entonces con los valores de F críticos en tablas estadísticas que se tabulan m ediante grados de libertad y nivel de sig­ nificación . D ebido a que la prueba F provee inform ación acerca de la significación estadística pero no la significa­ ció n clínica, W estgard y H unt recom iendan que el valor de F no se debe usar com o u n indicador de aceptabilidad de una pru eba.6 Más bien, la aceptabilidad debe depender del tam año de un error aleatorio.

CAPÍTULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

INTERVALOS DE REFERENCIA (ALCAN CE NORMAL) Definición del intervalo de referencia Los m édicos ordenan pruebas de laboratorio por varias razones. La m ás im portante de éstas son el diagnóstico y la d etección de una enferm edad, y el m onitoreo de las co n ­ centraciones de fárm acos y sustancias endógenas com o electrólitos. O tras razones para la realización de pruebas inclu yen d eterm inar el pronóstico, confirm ar una prueba previam ente anorm al, edu cación física y propósitos m édi­ co legales. Cuando se emplea una prueba para diagnóstico, d etección o pronóstico, el resultado de ésta se com para, p or lo general, con un intervalo de referencia (alcance norm al) que se define com o los valores usuales para una p o blació n saludable. Por ejem plo, si al parecer u n pacien­ te tiene signos y síntom as de hipotiroid ism o, una de las pruebas de seguim iento que ordena el m édico sería la de la horm ona estim uladora de la tiroides (TSH ) en suero. Si la TSH del paciente excede el lím ite de referencia superior, el diagnóstico es congruente con hipotiroidism o prim ario. L os m édicos podrían requerir m ás pruebas para determ i­ nar la causa del hipotiroidism o. Cuando una prueba se em plea para m onitorear, el resultado de la prueba suele com pararse con valores que se obtuvieron previam ente del m ism o paciente. Por ejem plo, en pacientes con car­ cinom as co ló n ico s retirados m ediante cirugía, la presen­ cia de antígeno carcinoem briónico (A C E ) se em plea con frecu encia para detectar la recurrencia del carcinom a. En estos pacien tes, cada nuevo valor de A C E se com para con valores previos. E l intervalo aceptable para los valores de A C E se debe deducir de los valores de prueba previos de cada p acien te.7 La Federación Internacion al de Q uím ica C línica (F IQ C ) ha recom endado el uso del térm ino intervalo de referencia para denotar los lím ites usuales de datos de laboratorio.8 La presencia de salud no está im plícita en la d efinición y, por tanto, se pueden constru ir intervalos de referencia para p oblaciones enferm as así com o saludables. La F IQ C recom ienda8 especificar los siguientes cin co factores cu an ­ do se establecen intervalos: a) la com p osición de la pobla­ ció n de referencia con respecto a la edad, sexo y factores genéticos y socioecon ó m ico s; b ) los criterios usados para in clu ir o exclu ir individuos de grupo m uestra de referen­ cia; c) las cond iciones fisiológicas y am bientales m ediante las cuales se estudió y m uestreó la población de referencia, inclu so la hora y la fecha de la recolección , ingestión de alim entos y fárm acos, postura, hábito de fumar, grado de obesidad y etapa del ciclo m enstrual; d ) el procedim iento de re co lecció n de la m uestra, inclu so la preparación del individuo, y e) el m étodo analítico em pleado con deta­ lles de su precisión y exactitud. La F IQ C considera los térm inos valores norm ales y alcan ce norm al com o interva­ los de referencia específicos que correspond en al interva­ lo de referencia relacionado con la salud (95% cen tral). Com o en este capítulo se analiza casi de m anera exclu si­ va el intervalo de referencia relacionado con la salud, se em plearán los térm inos valores n orm ales , alcan ce norm al e intervalo de referencia de m anera indistinta. Para un repaso

57

de intervalos de referencia, se refiere al lecto r al sitio del autor en Internet: ww w .m ylaboratoryquality.com .9 E n el pasado, m uchos laboratorios de hospitales han utilizado ya sea el intervalo de referencia que recom ienda el fabricante del instrum ento, o quien elabora la prueba, o los valores publicados en libros de texto m édicos o de laboratorio. D ebido a la diversidad de instrum en tación, m etodologías, reactivos y poblaciones, es im portante que los laboratorios de hospitales grandes d eterm inen sus pro­ pios intervalos de referencia. Los laboratorios más peque­ ñ os carecerán de los recursos para llevar a cabo este tipo de trabajo; en cam bio ellos deberán analizar bastante m enos especies (por lo m enos 2 0 ) y com probar el intervalo de referencia especificado en las in stru ccion es del m étodo que provee el fabricante. La selecció n de individuos para el estudio del intervalo de referencia es im portante. M uchos datos de laboratorio dependen de la edad y el sexo. Por ejem plo, la con cen tra­ ción de testosterona en plasma es b aja en niños y niñas prepúberes, y se increm enta durante la pubertad, co n con ­ centraciones m ayores en los niños. Si un m édico obtiene una con cen tració n de testosterona para descartar un tum or secretor de testosterona en una niña prepúber, debe poder com parar el valor de testosterona de la niña co n valores norm ales para m uchachas de su edad. De m anera similar, las concen traciones de fosfatasa alcalina se elevan durante el crecim iento (fig. 3 - 7 ) ,10 así com o en varones y m ujeres m ayores de 6 0 años. Lo ideal es que el laboratorio tenga valores norm ales estratificados por edad y sexo para todas las poblaciones probadas. Así, si u n laboratorio prueba m uchas m uestras de adultos con más edad, se debe proveer los intervalos de referencia propios para esta población. Para derivar estim aciones confiables de intervalos de referencia, por lo m enos se debe realizar la prueba con 120 individuos en cada categoría de edad y sexo. Sin embargo, suele ser necesario llevar a cabo estudios de intervalo de referencia con pocos individuos. E l m uestreo de 1 2 0 varo­ nes y m ujeres sería adecuado para determ inar el intervalo de referencia de un analito que no varía de m anera sustancial

Edad (años)

FIGURA 3-7. Intervalos de referencia P25 - P97 5 para fosfatasa alcalina en niños saludables determinados por el método de BowersMcComb.20

58

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

con la edad y el sexo (com o el sodio). U n analito, com o la creatina cinasa, en el que hay diferencias sustanciales entre varones y m ujeres, requeriría m uestrear al m enos 120 varo­ nes y 120 m ujeres. Si se desearan los intervalos de referencia para varones y m ujeres desde el nacim iento hasta 7 0 años de edad, y si cada categoría de edad se iguala a un intervalo de 10 años, entonces el núm ero m ínim o de individuos por probar sería 100 individuos X 2 sexos X 7 clasificaciones de edad, o 1 4 0 0 individuos. E l exam en sistem ático de tal cantidad de individuos es casi siempre prohibitivo. W insten11 ha sugerido que se em pleen cuatro categorías de edad: recién nacidos, prepúberes, poblaciones de adultos (pospúberes y prem enopáusicas) y adultos de m ayor edad (varones mayores de 6 0 años y m ujeres posm enopáusicas). Aunque estas divisiones no son óptimas, reducen el núm ero de cate­ gorías probadas. La dependencia de fosfatasa alcalina con la edad (fig. 3 -7 ) indica que, a m enos que haya más estratifica­ ción de fosfatasa alcalina por edad, el intervalo de referencia prepuberal puede ser limitado en utilidad. Los estudios de intervalo de referencia en niños sanos son lim itados debido al dolor psicológico y físico de la fle­ botom ía. M u chos de esos estudios se realizan en pacien tes pediátricos para quienes las m uestras de suero y plasm a ya están disponibles. D esafortunadam ente, las enferm edades y tratam ientos de estos niños pueden dar com o resultado cam bios sistem áticos en sus datos de laboratorio. E l uso de estos datos de laboratorio puede resultar en intervalos de referencia erróneos. Debido a que pocos centros pue­ den em prender estudios sistem áticos de intervalos de refe­ rencia en recién nacidos y niños sanos, se recom ienda que los valores de referencia publicados sean usados y co m ­ parados de m anera crítica con los valores de referencia de adultos del laboratorio clínico. Soldin y c o is.12 y M eites13 han com pilado valores de referencia para pacientes pediá­ tricos en m onografías com pletas.

Recolección de datos para estudios de intervalo de referencia Si se quiere que la utilidad de los datos de intervalo de referencia sea m áxim a, la población de referencia debe estar com puesta de individuos con buena salud. Los em pleados del hospital son los individuos saludables más al alcance para estudios de intervalo de referencia pero, desafortunadam ente, hay un sesgo de m uestreo, ya que la po blació n está com puesta sobre todo de m u jeres jó v en es y de m ediana edad. C on frecuencia se debe dedicar un gran esfuerzo para reclu tar suficientes adultos varones. Una vez que se identifica la población de referencia, se debe redac­ tar y presentar una form a de consen tim iento al com ité de exp erim entación con hum anos o a la ju n ta de revisión in s­ titucional del hospital a fin de que se pueda reclu tar a los volu ntarios para d onación de sangre u otras m uestras. De manera ideal, los posibles donadores deben ser entre­ vistados para reunir los siguientes datos: edad, sexo, estado de salud, nivel de actividad, estatura y peso, consum o de alcohol, uso de fárm acos (incluso anticonceptivos orales), antecedentes en relación con el hábito de fumar y etapa del ciclo m enstrual. Estos datos de entrevista se pueden usar

entonces para excluir al donador o para explicar un valor anorm al; por ejem plo, una concentración elevada de CK en un atleta en entrenam iento. Si se desea un alcance norm al o un intervalo de referencia relacionado con la salud, se debe excluir a embarazadas y a personas con enfermedad cró­ nica o aguda. Se debe instruir a los donadores acerca de la preparación antes de la recolección de la muestra. Por lo general se requieren las muestras en ayuno, en cuyo caso el donador debe recibir instrucciones de no com er después de las 10 p.m . y beber líquidos descafeinados no calóricos antes de la extracción de sangre. Se deben tom ar muestras a todos los donadores de un modo similar, y el flebotom ista debe tener cuidado de no aplicar el torniquete por más de un m inuto. Es necesario notar que m uchos analitos (p. ej., hierro, ACTH [horm ona adrenocorticotrópica] y cortisol) m uestran variaciones diurnas significativas. Es necesario controlar el tiem po de m uestreo para estas sustancias. Las m uestras obtenidas se deben etiquetar y m anejar de la m ism a m anera que las regulares. Los instrum entos em pleados para analizarlas deben estar funcionando bien. De m anera ideal, se deben tom ar m uestras y analizar no más de 5 a 10 individuos diarios. C on este análisis de más largo plazo, el alcance norm al reflejará el estado a largo pla­ zo de control analítico. E l análisis sobre u n período corto puede introducir cam bios en el alcance de referencia debi­ do a diferencias transitorias de instrum ento o reactivo.

A n álisis estadístico de los datos del intervalo de referencia D efinición riguro sa del intervalo d e referen cia E l análisis de la gran cantidad de datos derivados de estu­ dios de intervalos de referencia solía ser m uy laborioso. E n la actualidad esta tarea se sim plifica por el uso de hojas de cálculo o program as estadísticos de m icrocom putad oras de fácil acceso. Los datos de prueba se introd u cen pri­ m ero a la com putadora ju n to co n los dem ográficos de los donadores, com o código identificador, sexo y edad. Lue­ go, se grafican los histogram as de frecu encia para todas las pruebas. Los resultados para individuos con datos de laboratorio atípicos deben ser enviados a sus m édicos. Si se con o ce la razón de los resultados atípicos (p. e j., la alta con cen tració n de CK en el atleta), se deben elim inar éstos del análisis posterior. Hasta casi 1 9 9 0 , la práctica norm al era elaborar las grá­ ficas de los datos del intervalo de referencia com o histogra­ m as de frecuencia acumulada en papel de probabilidad, y luego derivar intervalos de referencia a partir de la gráfica de probabilidad. En la figura 3 -2 se m uestran histogram as de frecuencia de ATT. E n la figura 3 -3 se m uestra el histogram a de frecuencia acumulada de ATT por m edio de una escala lineal para el eje y. En la figura 3 -8 se m uestra un histogra­ ma de frecuencia acumulada para ATT graficado en papel de probabilidad. Las gráficas de probabilidad de frecuencia acumulada hacen lineales las distribuciones gaussianas y perm iten trazar la m ejor recta por los puntos. La m ayor par­ te de los datos de intervalo de referencia han sido em plea­ dos para determ inarlo, y se reduce el efecto de los valores atípicos. Los lím ites externos de 2 .5 y 9 7 .5 % de la población

CAPÍTULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

FIGURA 3-8. Gráfica de probabilidad para antitrombina III (escala lineal).

se determ inan mediante la selección de valores para ATT en la recta que corresponde a frecuencias acumuladas de 2.5 y 97.5%, respectivamente. E n la figura 3 -8 , los lím ites de percentil 2.5 - 9 7 .5 son 9 2 .5 - 129 U. Si la distribución de la población es m uy uniform e y gaussiana, entonces los límites de 95% se pueden calcular tam bién de form a directa de x ± 1.96s. E n el caso de ATT, los lím ites calculados de esta

59

m anera son 115.6 ± 1.96 X 9 .5 U o 9 2 .5 - 1 3 0 .6 U. Por otra parte, los lím ites de 95% se pueden determ inar de los límites de percentil 2.5 y 9 7 .5 (fig. 3 -3 ) o 9 3 - 133 U. Si los datos son no gaussianos, la d eterm inación de los lím ites de 95% es m ás difícil. E n la figura 3 -9 se m uestra un histogram a de frecuencia para la transpeptidasa de y-glutam ilo (G G T P ) en 1 1 8 m ujeres; en la figura 3 -1 0 se presen­ ta su gráfica de probabilidad. E l histogram a de frecuencia m uestra un sesgo hacia valores cada vez m ayores de G G TP La gráfica de probabilidad no lineal indica una distribu­ ció n no gaussiana. Com o los percentiles no dependen de la form a de la distribución, se podrían usar para determ inar los lím ites de 2 .5 y 9 7 .5 % para la población. Los lím ites de percentil 2 .5 y 9 7 .5 para G G TP son 10 y 3 5 UI/L. Desde principios de la década de 1 9 9 0 , ha dism inuido el entusiasm o por derivar intervalos de referencia m edian­ te gráficas de probabilidad. P or lo m enos tres factores han inspirado al trabajador de laboratorio a usar percentiles para establecer intervalos de referencia: a) la m u ltitud de con ju n tos de datos de intervalos de referencia no gaussia­ nos, b) la naturaleza com pleja de la co n stru cció n e inter­ pretación de gráficas de probabilidad y c) el docum ento del N ational Com m ittee f o r Clinical L aboratory Standards (N C C L S) Approved Guideline f o r How to Define and Deter­ m ine Reference Intervals in the Clinical L aboratory ( C28A )14 que prom ueve el m étodo de percentiles. Los intervalos de referencia se am plían de m anera ocasional para in clu ir el lím ite inferior del analito. Por ejem plo, en la figura 3-1 1 se m uestra el histogram a de fre­ cu encia y la gráfica de probabilidad para b ilirru b ina total en 2 2 8 varones y m ujeres. La gráfica de probabilidad es no lineal, así que se em plean los lím ites de percentil 2.5 y 9 7 .5 para definir el intervalo de referencia: 0 .3 -1 .4 mg/ml. D ebido a que el lím ite inferior publicado de la bilirrubina suele ser 0 y a que hay pocas razones patológicas, si las hay, para una bilirrubina de 0 , el intervalo de referencia derivado de estos datos se establece com o 0 -1 .4 mg/dl. De m anera ocasional, los resultados de u n nuevo estudio de intervalo de referencia podrían ser bastante diferentes

FIGURA 3-9. Histograma de fre­ cuencia de GGTP en 118 mujeres. Las gráficas de probabilidad correspon­ dientes se muestran en la figura 3-10.

60

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUIMICA CLÍNICA

99

99

98

98

95

95

90

90 -§80

03

« 80

¡7 0

■o

o 60

« 70

ro 50

I

o

60

40

I 50

>30

ro 40 o g 30

CD

: 20

|

10

£

20

5

10

2

5

1

2

10

20

30

40

50 .2

GGTP en mujeres (Ul/L): escala lineal

FIGURA 3-10.

.4

.6

.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

TBIL (mg/dl): escala lineal

Gráfica de probabilidad para GGTP: escala lineal. FIGURA 3-11. Histograma de frecuencias de bilirrubina total en 228 varones y mujeres (inserto) y la gráfica de probabilidad correspondien­ te (escala lineal).

de los antiguos, aun cuando se u sen el m ism o instrum ento y m etodología. A ntes de hacer cualquier aju ste en el inter­ valo de referencia, se debe em prender una investigación cuidadosa para d escubrir si ha cam biado el m étodo analí­ tico o la po blació n de referencia. La distribución de datos de pacientes hospitalizados ha sido analizada m ediante varios m étodos com putacionales en un intento por deducir intervalos de referencia relacio­ nados con la salud. M artin y asociados han recom endado que los intervalos de referencia se deduzcan del análisis num érico de datos de distribuciones de pacientes.15 E xisten problem as en este m étodo para la determ inación del inter­ valo de referencia, lo cual explica su falta de aceptación. U n alcance norm al o intervalo de referencia relacion a­ do co n la salud es adecuado para casi todas las pruebas. Hay algunas pruebas, com o la hem oglobina glucosilada (H bAlc), para la cual es deseable un intervalo de referen­ cia alterno. La HbA,le es una medida de la con cen tració n de glucosa sanguínea prom edio del individuo en las 10 sem anas pasadas; la HbAlc se m ide por lo general para determ inar y m ejo rar el cum plim iento de los regím enes de dieta, ejercicio y m edicación. E n el histogram a de fre­ cu encia de la figura 3 -1 2 se com paran los valores de H bA |( de individuos norm ales con los de pacientes co n diabetes. Hay poco traslape entre pacientes sin diabetes y con dia­ betes. E l alcance superior norm al tiene poca significación

para pacientes con diabetes; m u ch os m édicos em plean un lím ite un poco arbitrario de m enos de 7% para designar el con trol diabético excelente. Para HbA,le’, el intervalo de referencia más útil es probable que sea el que se basa en los valores de HbAlc previos del paciente.

60 50

■ Normal ¡üj Diabetes

55 40

O §

o

30

S? 20 10

0

FIGURA 3-12. Comparación de histogramas de frecuencias de hemoglobina A lc para sujetos con glucosas de ayuno y pacientes con diabetes.

CAPÍTULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

Validación del intervalo d e referen cia M uchos laboratorios carecen de recursos adecuados para llevar a cabo estudios de intervalos de referencia rigurosos desde el punto de vista estadístico. Incluso sin los pasos de introducción y análisis de datos, el reclutam iento y el m ues­ treo de un m ínim o de 120 individuos es demandante. La mayor parte de los fabricantes de analizadores de labora­ torio clínico proporcionan intervalos de referencia para los analitos m edidos con sus reactivos. U n laboratorio no nece­ sita elaborar su propio intervalo de referencia para un nuevo analizador y reactivos. Más bien, necesita hacer un estudio de validación m ucho más pequeño descrito en el m ism o docu­ m ento de la N CCLS C28-A.14 Sólo se requieren muestras de 20 individuos de referencia para análisis en un instrum ento de prueba, si el laboratorista determ ina que el instrum en­ to de prueba y la población de individuos son sim ilares a los descritos en las instrucciones del fabricante. Los lím ites de referencia de 95% que describe el fabricante podrían ser considerados válidos si no más de 2 a 2 0 individuos exa­ m inados quedan fuera de los lím ites descritos originales. Si tres o más resultados de prueba están fuera de estos límites, es necesario obtener otras 2 0 muestras de referencia; si no más de dos de estos nuevos resultados están fuera de los lím ites del fabricante, entonces se pueden usar los lím ites del fabricante. Si fracasa el segundo intento en la validación, el laboratorista debe exam inar de nuevo el procedim iento analítico e identificar las diferencias entre la población del laboratorio y la que usó el fabricante para la inform ación del instructivo. En caso de no identificar diferencias, podría ser necesario que el laboratorio lleve a cabo el estudio com pleto de intervalos de referencia con 120 individuos.

EFICACIA DEL DIAGNÓSTICO E l m aterial de esta sección perm ite al lecto r analizar los datos de prueba del paciente, y calcular la sensibilidad diagnóstica y especificidad y el valor predictivo de una prueba. E l lecto r tam bién podrá com parar las eficacias d iagnósticas de varias pruebas de laboratorio y d eterm inar la prueba m ás útil.

Teoría del valor predictivo M ientras que los radiólogos de principios de la década de 1 9 5 0 em pleaban los térm inos sensibilidad diagnóstica, especificidad y valor predictivo, no fue sino hasta la década de 1 9 7 0 que los laboratoristas se fam iliarizaron con sus significados. La sensibilidad diagnóstica no debe confu n­ dirse con la analítica. Para una prueba que se em plea para diagnosticar determ inada enferm edad, la sensibilidad diag­ nóstica es la proporción de individuos co n esa enferm e­ dad que dan positivo con la prueba. La sensibilidad suele expresarse com o porcentaje: 100 X el número de individuos i v i , /n/■, enfermos con una prueba positiva Sensibilidad (% ) = -------------------------------------------------número total de individuos enfermos examinados (Ec. 3-16)

61

La especificidad de una prueba se define com o la pro­ p orción de individuos sin la enferm edad con resultados de prueba negativos para la enferm edad. La especificidad (% ) se define com o sigue: 100 x el número de individuos sin la enfermedad con una Especificidad (% ) =

prueba negativa

(Ec. 3-17)

número total de individuos examinados sin la enfermedad

De m anera ideal, la sensibilidad y la especificidad deben ser cada una de 100% . La sensibilidad y especificidad de una prueba dependen de la distribución de los resultados de la prueba para individuos enferm os y no enferm os, y tam bién de los valores de prueba que definen los niveles anorm ales. E n la figura 3 -1 3 se m uestran los histogram as de frecu encia de antígeno específico de próstata (PSA) de dos p oblaciones de pacientes. Estas dos p oblaciones son su b con ju n tos de un grupo de 4 9 6 2 varones volu nta­ rios, con edades de 5 0 años o más en quienes se evaluó la presencia de cáncer de próstata m ediante exam en rectal digital de la próstata y una m ed ición de PSA.16 De estos voluntarios, 7 7 0 tuvieron hallazgos anorm ales. E l h isto ­ grama de frecu encia superior representa el su b con ju n to de 5 7 8 pacientes con valores de PSA anorm ales o exám enes rectales digitales anorm ales a quienes se les p racticó una biopsia para determ inar cáncer de próstata y se encontró que no tenían la enferm edad. E l histogram a de frecu en­ cia inferior representa el su b con ju n to de 1 9 2 pacientes con valores de PSA anorm ales o exám enes rectales digi­ tales anorm ales a quienes se les practicó una biop sia y se en con tró que tenían cáncer de próstata. Se puede ver que, aunque los pacien tes con carcinom a de próstata tienden a tener valores más altos de PSA, hay gran cantidad de tras­ lape entre las dos poblaciones. La sensibilidad y la especificidad se pueden calcular para cu alquier valor de PSA. Si los valores altos de PSA se usan para in dicar la presencia de enferm edad (es decir, si los valores que pasan de 3 5 ng/ml se em plean para indicar cáncer de próstata), entonces la especificidad de la prueba será 100% (todos los pacien tes con cán cer de próstata se clasifican com o negativos con la pru eba). Sin em bargo, la sensibilidad es b aja (2 .6 % ); sólo 5 de 1 9 2 pacientes con carcinom a tienen valores de PSA m ayores que 3 5 ng/ml. La sensibilidad se puede increm en tar al dism inuir el valor de prueba. P or tanto, si los valores de PSA m ayores que 4 .0 ng/ml (el lím ite de referencia superior aceptado) se em plean para diagnosticar carcinom a, la sensibilidad se increm enta a 79% . No obstante, la especificidad dism inu­ ye a 4 6 % . Hay pocas pruebas de laboratorio con sen sibili­ dades y especificidades cercanas a 100% . La sensibilidad y especificidad de la fracción M B de la creatina cinasa para el diagnóstico de infarto de m iocardio son casi de 95% cada una. La troponina, aunque con casi la m ism a sen si­ bilidad para diagnosticar infarto de m iocardio, tiene una especificidad m ejorada, alrededor de 98% . Las pruebas de em barazo con gonadotropina corión ica hum ana (h C G ) en suero y orina empleadas en el laboratorio clín ico tienen

62

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

160 140

Hipertrofia prostética benigna N =578

.2 100

20 30 40 Antígeno prostético específico

50

60

160 140

Carcinoma prostético N = 192

120 ■g 100 C O 3

80

u-

60

0)

40 20

0 10

B

20 30 40 Antígeno prostático específico (ng/ml)

sensibilidades que se aproxim an a 100% . M uchas pruebas tien en sensibilidades y especificidades que son cercanas a 50% . G alen y G am bino han expresado que si la sum a de la sensibilidad y especificidad de una prueba es casi 100% , la prueba no es m ejo r que lanzar un a m oneda al aire.17 La sensibilidad y la especificidad se pueden calcular a partir de relaciones sim ples. Los pacientes co n enferm e­ dad que son clasificados de m anera correcta m ediante una prueba com o portadores de la enferm edad se llam an posi­ tivos verdaderos (T P ). Los pacientes sin la enferm edad que son clasificados m ediante la prueba com o no portadores de la enferm edad se llam an negativos verdaderos (T N ). Los pacientes con la enferm edad que son clasificados m edian­ te la prueba com o libres de la enferm edad se llam an nega­ tivos fa lso s (F N ). Los pacien tes sin la enferm edad que son clasificados de m anera incorrecta com o portadores de la enferm edad se llam an positivos fa lso s (F P ). La sensibilidad se puede calcular a partir de la fórm ula 1 0 0 TP/(TP + FN ). La especificidad se puede calcular de 1 0 0 TN/(TN + F P ). O tras tres relaciones son im portantes en la evaluación de pruebas de diagnóstico: valor predictivo de una prue­ ba positiva (PV +), valor predictivo de una prueba negativa (PV~) y la eficiencia. PV+ es la fracción de pruebas positivas que son positivos verdaderos: PV+ (% ) = 1 0 0 TP/(TP + F P ).

50

60

FIGURA 3-13. Histogramas de frecuen­ cias de resultados de PSA (ensayo Hybritech Tándem) de pacientes evaluados para posible cáncer de próstata. (A) En la gráfica superior se muestra el PSA de pacientes a los que se les realizó una blopsla sin cáncer de próstata; (B) la gráfica Inferior muestra el PSA de pacientes con cáncer de próstata detectado mediante blopsia. (Adaptada de Catalona WJ, Richie JP, deKernlon JB y col. Comparación de la concentración de antí­ geno prostático específico en la detección oportuna de cáncer de próstata: curvas características de operación del receptor. J Urol 1994; 152:2031.)

PV“ es la fracción de pruebas negativas que son negativos verdaderos: PV'a (% ) = 1 0 0 TN/(TN + FN ). La eficiencia de u n prueba es la fracción de los resultados de prueba que son positivos verdaderos o negativos verdaderos: eficiencia (% ) = 1 0 0 (T P + TN)/(TP + TN + F P + F N ). Los cálculos de sensibilidad, especificidad y valores predictivos para PSA que pasan de 4 .0 ng/ml se m uestran en el cuadro 3 -3 . Si un paciente tiene u n resultado de prueba negativo, tiene una probabilidad de 87% de no tener cáncer. La probabilidad de que un paciente tenga cáncer si tiene una prueba posi­ tiva es bastante baja, alrededor de 33% . E l valor predictivo de una prueba se puede expresar com o una fu n ció n de la sensibilidad, especificidad y prevalencia de enferm edad, o la proporción de individuos en la población que tien en la enfermedad:

PV =

prevalencia x sensibilidad

1 ----------------------------------------

(Ec. 3-18)

(prevalencia) (sensibilidad) + (1 - prevalencia) (1 - especificidad) E l PV+ para PSA para varias prevalencias y un lím ite de 4 .0 ng/ml (sensibilidad =, especificidad =) se m uestran en el cuadro 3 -4 . Se puede observar que, inclu so en la situa­ ción en que la enferm edad tiene una prevalencia alta (0 .2 ,

CAPÍTULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

CUADRO 3-3. CÁ LCU LO D E M U ESTRA DE SEN SIB ILID A D , ESP EC IFIC ID A D , P V , PV C A LC U LA D A PARA V A LO R ES DE PSA DE > 4 .0 NG/IVIL

63

Y EFIC IEN C IA

NÚM ERO DE PACIENTES CON PSA

NÚM ERO DE PACIENTES CON

POSITIVO (> 4 .0 ng/ml)

PSA NEGATIVO (4.0 ng/ml)

Número de pacientes con cáncer de próstata

TP (151)

FN (41)

Número de pacientes sin cáncer de próstata

FP (313)

TN (265)

Sensibilidad = 100 X TP/(TP + FN) = 100 X 151/192 = 79%. Especificidad = 100 X TN/(TN + FP) = 100 X 265/578 = 46%. PV+ = 100 X TP/(TP + FP) = 100 X 154/464 = 33%. PV- = 100 X TN/(TN + FN) = 100 X 265/306 = 87%.

o una quinta parte de la p o b lació n ), la probabilidad de que una prueba indique en verdad carcinom a es 27% . D ebido a que la selección de un nivel lím ite para definir ha sido con m u cha frecuencia arbitrario, es preferible cal­ cular y graficar la sensibilidad y la especificidad para todos los valores de una prueba. E sto perm ite la com paración de sensibilidades de dos o más pruebas a especificidades definidas o la com paración de especificidades para cier­ tas sensibilidades. Las curvas características de operación del receptor (C O R ), que son gráficas de sensibilidad (tasa positiva verdadera) contra 1 - especificidad (tasa positiva falsa), han sido usadas para com parar diferentes pruebas de laboratorio.18 E n la figura 3 -1 4 se ilustran dos curvas de C O R distintas. La curva A es una curva C O R para una prueba en la cual hay una separación am plia entre los valo­ res de prueba de pacientes con la enferm edad y sin ésta. La curva B ilustra la curva C O R obtenida de una prueba para la cual hay poca separación entre pacientes enferm os y no. La parte inferior izquierda de la curva, donde la tasa posi­ tiva falsa está cerca de 0 (1 0 0 % de especificidad) y la tasa positiva verdadera está cerca de 0 (0% de sensibilidad), corresponde a valores de prueba extrem os en la población enferm a. La parte superior derecha de la curva, en la cual tanto la tasa positiva verdadera com o la positiva falsa son altas, corresponde a valores de prueba representativos en la población no enferm a. Para valores de prueba interm e­ dios, una buena prueba debe tener una sensibilidad alta

(tasa positiva verdadera alta) y una especificidad alta (tasa positiva falsa b aja) y formará una curva C O R co n pun­ tos cerca de la esquina superior izquierda de la gráfica. La curva A corresponde a tal prueba. La prueba representada m ediante la curva B, en la cual la tasa positiva falsa es igual a la tasa positiva verdadera, no transm ite inform ación de d iagnóstico útil. Cada vez m ás evaluaciones clínicas de pruebas diagnósticas se presentan en la form a de curvas COR. La N C C LS ha publicado norm as para pruebas de laboratorio de evaluación clín ica, in clu so una guía com ­ pleta para curvas C O R .19 E n la figura 3 -1 5 se m uestra la curva C O R de los datos de PSA de la figura 3 -1 3 . Tam bién las con cen tracio n es de PSA a las que se calculó la sensibilidad y especificidad. Se puede ver que ningún valor de PSA ofrece tanto sen si­ bilidad alta com o especificidad alta. E n la actualidad los urólogos recom iend an una variante m ás específica de la prueba de PSA: el porcen taje de PSA lib re.20

CUADRO 3-4. D EPEN D EN CIA D EL VA LO R PRED ICTIV O EN LA P R EV A LEN C IA DE LA E N FER M ED A D * PREVALENCIA DE LA EN FERM EDAD

PV+

0.001

0.1%

0.01

1.5%

0.10

14.0%

0.2

26.8%

0.5

59.4%

‘ Sensibilidad = 79%; especificidad = 46%.

Tasa positiva falsa (especificidad 1)

FIGURA 3-14. Curvas COR. La curva A corresponde a una prueba con separación entre los pacientes enfermos y no enfermos. La curva B corresponde a una prueba que no proporciona más información.

64

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

la m uestra. Las estim aciones de la in exactitu d de los in s­ trum entos se puede obten er estudiando los resúm enes de program as de análisis de capacidad que usan plasm a nu e­ vo o suero (se pueden hacer com paraciones engañosas a partir de program as de capacidad que analizan producto liofilizado recon stitu id o). Las estim aciones de im precisión intrainstrum ento están disponibles de inform es de resu­ m en que proporcionan los vendedores de productos de con trol de calidad.

M étodo de evaluación

Tasa positiva falsa

FIGURA 3-15. Curva COR para PSA (ensayo Hybritech Tándem) para el diagnóstico de cáncer de próstata. (Adaptada de Catalona WJ, Richie JP, deKernion JB y col. Comparación de la concentración de antígeno prostático específico contra densidad de antígeno prostático específico en la detección temprana de cáncer de próstata: curvas características de operación del receptor. J Urol 1994; 152:2031.)

M ÉTO D O DE SELECCIÓN Y EVALUACIÓN M étodo de selección Antes de que se introduzca al laboratorio una nueva pru e­ ba o m etodología, se debe reun ir y consid erar de m ane­ ra cuidadosa la inform ación adm inistrativa y técnica. La inform ación se debe recopilar de m uchas fuentes d istin­ tas, inclu so del fabricante y los representantes de ventas, colegas, presentaciones científicas y p u blicaciones. La inform ación adm inistrativa debe in clu ir costo del in stru ­ m ento, rend im iento, volum en de m uestra, requisitos de personal, costo por prueba, tipos de m uestras, tam año del instrum ento y requisitos de energía y am bientales. La inform ación técnica debe in clu ir sensibilidad analítica, especificidad analítica, lím ite de d etección, alcance lineal, sustancias interferentes y estim aciones de im precisión e inexactitud . La sensibilidad analítica o lím ite de detección se refiere a la con cen tració n más pequeña que se puede m edir con exactitud. U n grupo profesional ha definido el lím ite de detección com o igual a tres veces la desviación estándar del b lan co , o b ien com o el lugar localizado tres desviacio­ nes estándar arriba del blanco m edido.21 La especificidad se refiere a la capacidad del m étodo para m edir sólo el analito de interés. E l alcan ce lineal (denom inado a veces alcan ce analítico o dinám ico ) es el intervalo de con cen tració n en el que la con cen tració n medida es igual a la con cen tració n real sin m odificación del m étodo. M ientras m ás am plio sea el alcance lineal, m enos frecuentes serán las d iluciones de

Cuando se lleva u n m étod o o in stru m en to al in te rio r de la organización , el laboratorista debe volverse h áb il en su uso. C on a n tela ció n a la evaluación com p leta, se debe p ra ctica r una evalu ación in icia l, breve. Esta evaluación p relim in ar debe in c lu ir el análisis de un a serie de están ­ dares para com p robar el alcance lin eal y el análisis de d uplicado (p o r lo m enos 8 in stru m en to s) de dos c o n ­ troles para o b ten er estim acion es de im p recisión de corto plazo. Si algunos resultados no alcan zan las esp ecifica­ cio n es pu blicad as en la h o ja de in fo rm a ció n de produ cto del m étod o (p ro sp e cto ), se debe co n su lta r a q u ién ela­ b o ró el m étod o. Sin m ejo ra en éste, carecen de sen tid o evaluaciones m ás am p lias.22 E n la figura 3 -1 6 se m u estra una form a sim p le de in tro d u cció n de datos que se puede usar para sim p lificar la re co lecció n de datos de evalua­ ció n del m étodo. Cuando se reúnen datos de evaluación de m étodo, la im precisión e in exactitu d de u n m étodo se estim an y com paran con el error m áxim o perm isible, el cual por lo com ún se basa en criterios m édicos. Si la im precisión o in exactitu d excede este error m áxim o perm isible, se c o n ­ sidera que el m étodo es inaceptable, y se debe m odificar y evaluar de nuevo o rechazar. La imprecisión, la dispersión de m ed iciones repetidas respecto de la m edia, se debe a la presencia de error analítico aleatorio. La im precisión se estim a a partir de estudios en los que las alícuotas de una m uestra co n una con cen tració n constan te de analito se exam inan de m anera repetida. La inexactitud, la diferen­ cia entre un valor m edido y su valor verdadero, se debe a la presencia de error analítico sistem ático, que puede ser constan te o proporcional. La in exactitu d se puede estim ar a partir de tres estudios: recuperación, interferen cia y un estudio de m étodos de com paración.

M edición de la imprecisión El prim er paso en la evaluación del m étodo es el estudio de

precisión. E ste estudio estim a el error aleatorio relacionado co n el m étodo de prueba y señala algunos problem as que afectan la reproducibilidad. Se recom ienda que este estu­ dio se realice en un período de 10 a 2 0 días, incorporand o una o dos ejecu cion es analíticas por día.23 24 Una ejecución an alítica se define com o un grupo de m uestras de pacien ­ tes y m ateriales de con trol que son analizados, evaluados y descritos ju n to s. La im precisión se debe m edir a m ás de una con cen tració n , co n m ateriales de con trol que abarcan el intervalo de con centracio n es co n sentido clínico. Por

CAPITULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

COMPARACIONES ENTRE PACIENTES:

PRECISION: BAJA

MÉTODO COM PARATIVO :____________________________

FECHA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

CO M P.

ALCANCE BAJO

PRUEBA

FECHA

COMP.

ALCANCE ALTO

PRUEBA

FECHA

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

A

B

C

D

FIGURA 3-16.

ALTA

C O M P . PRUEBA

X

SD CV

PRODUCTO DE CONTROL:

I:____________ II:___________ III:

__________

FECHA

I

II

III

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

LINEALIDAD OBJETIVO 1 2 3 MEDIDA

MEDIA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

MÉTODO DE P R U E B A _________________________________ ALCANCE MEDIO

65

E

13 14 15 16 17 18 19 20 X DE CV

Formulario de introducción de datos para el experimento de evaluación de métodos. (Cortesía de Kristen Lambrecht.)

ejem p lo, la glucosa se debe estudiar en los hipoglucém icos ( - 5 0 mg/dl) e hiperglucém icos ( - 1 5 0 mg/dl). U na vez que se reúnen los datos de precisión, se calcula la m edia, la desviación estándar y el coeficiente de varia­ ción. E l error aleatorio, o im precisión, relacionado con el proced im iento de prueba se indica m ediante la desviación estándar y el coeficien te de variación. La im precisión den­ tro de la e jecu ció n se indica m ediante la desviación están­ dar de los controles analizados dentro de una ejecu ción . La im p recisión total se puede obtener de la desviación estándar de datos de con trol con uno o dos pu ntos de datos acum ulados por dia. Se puede usar una técnica es­ tadística, análisis de varianza, para analizar todos los datos de p recisión disponibles para proveer estim aciones de la

im precisión dentro de la ejecu ció n , entre ejecu cion es y total.25

M edición de la inexactitud Cuando se estim a y considera adecuada la im precisión de corto plazo del m étodo, pueden em pezar los experim entos de exactitu d.24 La exactitud se puede estim ar de tres m ane­ ras: recuperación, interferencia y estudios de com paración de m uestras de pacientes. E l fabricante debe llevar a cabo y docum entar los estudios de recuperación e interferencia. D ebido a que estos dos tipos de estudios pueden ser prohi­ bitivos en térm inos de esfuerzo y m ateriales, por lo general se realizan en laboratorios clínico s más grandes. Los expe­

66

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUIMICA CLÍNICA

rim entos de recuperación m ostrarán si un m étodo mide todo o sólo parte del analito. E n un experim ento de recu ­ p eración, se prepara una m uestra de prueba añadiendo una alícuota pequeña de analito concentrado en diluyente a la m uestra del paciente. Otra m uestra del paciente se dilu­ ye añadiendo el m ism o volum en de diluyente solam ente. Am bas m uestras diluidas se analizan entonces m ediante el m étodo de prueba. La cantidad recuperada es la dife­ rencia entre los dos valores m edidos. Se debe tener cu i­ dado de asegurar que las m uestras originales del paciente se diluyan no m ás de 10% ; de esta m anera, la m atriz de d isolu ción de las m uestras es afectada en form a m ínim a. E l m étodo com parativo se puede usar tam bién para m edir las m uestras diluidas24 y, por tanto, asegurar la preparación apropiada de la m uestra. En el cuadro 3 -5 se da u n ejem plo de un cálculo de recuperación para la m uestra; los resulta­ dos se expresan com o porcentaje recuperado. E l experim ento de interferencia se usa para m edir erro­ res sistem áticos debidos a sustancias distintas del analito. U n m aterial interferente puede causar varios errores siste­ m áticos en varias formas. E l interferente puede reaccionar con el reactivo analítico o puede m odificar la reacción entre el analito y los reactivos analíticos. La hem olisis y la turbidez pueden oscurecer la absorbancia del analito medido. E n el experim ento de interferen cia,26 el interferente p oten­ cial se agrega a la m uestra del paciente. E n el cuadro 3 -6 se m uestra un cálculo de interferencia. La concentración del m aterial en potencia interferente debe estar en el intervalo de máxima concentración. Si se observa un efecto, su concen­ tración se debe dism inuir para descubrir la concen tración a la que los resultados de prueba se invalidan prim ero. Los m ateriales por probar se deben seleccionar de revisiones de p u b licacio n es y referen cias recien tes esp ecíficas del

m étodo. Young17 y Siest y Galteau28 han publicado listados extensos de los efectos de fárm acos en pruebas de laborato­ rio. Las interferencias com unes (com o hem oglobina, lípidos, bilirrubina, anticoagulantes y conservadores) tam bién deben ser probados por el fabricante. G lick y Ryder2930 han presentado “interferogram as” para varios instrum en­ tos de quím ica, estas gráficas relacionan la concen tración medida del analito contra la con cen tració n interferente. E llos han dem ostrado que decenas de m iles de dólares de corrección del trabajo se pueden ahorrar m ediante la adqui­ sición de instrum entos que reducen al m ínim o la interfe­ rencia de hem oglobina, triglicérido y bilirrubina.31

Experim ento de com paración de m étodos E n un estudio de com paración de m étodos, las m uestras del paciente se analizan m ediante el m étodo que está siendo evaluado (m étodo de prueba) y uno com parativo. La cali­ dad del m étodo com parativo afectará la interpretación de los resultados experim entales. E l m ejor m étodo com parati­ vo es el método de referencia ; un m étodo con inexactitud insignificante en com paración con su im precisión. Los m étodos de referencia pueden ser laboriosos y tardados (com o el m étodo de referencia para colesterol). Debido a que la m ayor parte de los laboratorios carecen del personal y equipo para llevarlos a cabo, los resultados del método de prueba se com paran por lo general con los del m étodo de uso rutinario. El m étodo rutinario tendrá ciertas inexac­ titudes, tanto conocidas com o desconocidas, dependiendo de cuán b ien las haya estudiado el laboratorio o qué tan bien esté docum entado el m étodo en las publicaciones. Si el m étodo de prueba va a reemplazar al com parativo, se deben caracterizar bien las diferencias entre los dos métodos.

CUADRO 3-5. EJEM P LO DE UN ESTUD IO DE R ECU PERACIÓ N Preparación de la muestra Muestra 1: 2.0 ml de suero + 0.1 mi de H20 Muestra 2: 2.0 ml de suero + 0.1 ml de estándar de calcio de 20 mg/dl Muestra 3: 2.0 ml de suero + 0.1 ml de estándar de calcio de 50 mg/dl Concentración CALCIO

CALCIO

CALCIO

M EDIDO

A G R EG A D O

RECUPERADO

% RECUPERACIÓN

Muestra 1

7.50 mg/dl

Muestra 2

8.35 mg/dl

0.95 mg/dl

0.85 mg/dl

89

Muestra 3

9.79 mg/dl

2.38 mg/dl

2.29 mg/d!

96

Cálculo de recuperación ^

^

ml de estándar ml de estándar + ml de suero

Concentración recuperada = concentración (prueba diluida) - concentración (base) Recuperación =

concentración recuperada K

concentración añadida

X

100%

CAPÍTULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

67

CUADRO 3-6. EJEM PLO DE UN ESTUD IO D E IN TERFER EN CIA Preparación de la muestra M uestra 1: 1.0 ml de suero + 0.1 ml de H20 M uestra 2: 1.0 ml de suero + 0.1 ml de estándar de magnesio de 10 mg/dl M uestra 3: 1.0 ml de suero + 0.1 ml de estándar de magnesio de 20 mg/dl CALCIO M EDID O

M AGN ESIO A G R EG A D O

INTERFERENCIA

M uestra 1

9.80 mg/dl

M uestra 2

10.53 mg/dl

0.91 mg/dl

0.73 mg/dl

M uestra 3

11.48 mg/dl

1.81 mg/dl

1.68 mg/dl

Cálculo de interferencia ^ ^, . Concentración agregada = concentración del estándar x

ml de estándar ml de estándar + ml de suero

Interferencia = concentración (prueba diluida) - concentración (base)

W estgard y co l.24 y la N C C LS32 recom endaron que con am bos m étodos se ejecu ten entre 4 0 y 1 0 0 m uestras, pero se deberá abarcar el alcance clín ico y representar m uchas cond iciones patológicas diferentes. Se recom iend an análi­ sis por duplicado de cada m uestra con cada m étodo. Las m uestras duplicadas se analizarán en ejecu cion es distintas y en orden de análisis d istinto en las dos ejecu ciones. E l análisis m ediante am bos m étodos se debe efectuar el m is­ m o día, de preferencia dentro de 4 horas. Si n o se analizan los duplicados, la validez de los resul­ tados experim entales se debe com probar al com parar los resultados de los m étodos de prueba y com parativo después del análisis, identificando las m uestras con dife­ rencias grandes y, si es necesario, repitiendo el análisis. Si se com paran 4 0 m uestras, dos a cin co se deben analizar diario durante un m ínim o de 8 días. Si se com paran 100 m uestras, el estudio de com paración se debe llevar a cabo durante el estudio de rep licación de 2 0 días. U na gráfica de los datos del m étodo de prueba (graficados en el eje y ) contra los datos del m étodo com parativo (graficados en el eje x) ayuda a ver los datos de com pa­ ración de m étodos (fig. 3 -5 ). Los datos se deben graficar diario y adem ás en necesario insp eccionar la linealidad y los valores atípicos. De esta m anera, las m uestras origina­ les pueden estar disponibles para volver a analizarlas. La confirm ación visual de la linealidad suele ser adecuada; sin em bargo, tal vez en algunos casos sea necesario eva­ luar la linealidad de m anera más cu antitativa.33 M uchos analistas han em pleado la prueba F , la prueba t por pares y el coeficiente de correlación para la in terp retación de los datos experim entales. La prueba F se usa para com parar la m agnitud de la im precisión del m étodo com parativo. La prueba t por pares se em plea para com parar la m agnitud del sesgo (la diferencia entre las m edias de la prueba y la del m étodo com parativo) con la del error aleatorio. Tanto la prueba F com o la prueba t ind ican sólo si existe una diferencia estadística significativa entre las dos desviacio­ nes estándar o m edias, de m anera respectiva. Las pruebas

no proporcionan inform ación acerca de la m agnitud del error existen te en relación con los lím ites de error clín ica­ m ente perm isibles.6 A pesar de las advertencias regulares acerca del mal uso del coeficiente de correlación r, los laboratoristas lo siguen usando com o un indicad or de la aceptabilidad del m étodo de prueba. E l valor de r se puede increm en tar si aum enta el alcance de las m uestras de pacientes. La apli­ cación principal del coeficiente de correlación en estudios de evaluación de m étodos debe ser para determ inar el tipo de análisis de regresión que se usará. Si el coeficiente de correlación es 0 .9 9 o mayor, el alcance de m uestras de pacientes es adecuado para el análisis de regresión lineal estándar descrito en la secció n de estadísticas. Si r es m en or que 0 .9 9 , entonces se debe usar otro análisis de regresión.1'3435 E l análisis de regresión lineal es por m ucho m ás ú til que la prueba t o la prueba F para evaluar datos de com paración de m étod os.6 E l error sistem ático con s­ tante se puede estim ar a partir de la ordenada al origen y , el error sistem ático proporcional de la pend iente, y el error aleatorio del error sistem ático de la estim ación (sy/x) . Si hay una relación no lineal entre los valores de prueba y com parativo, entonces la relación lineal sólo se puede usar en el alcance lineal. D ebido a que los pu ntos atípicos son ajustados en gran medida en una regresión lineal, es im portante asegurar que estos puntos atípicos sean genuin os y no resultado de error de laboratorio. Cuando se calculan todas las estim acion es de im pre­ cisión e inexactitud , se com paran con lím ites predefini­ dos o error analítico m édicam ente p erm isib le.16 Si el error aleatorio y el error sistem ático son m ás pequeños que el error perm isible, el desem peño se considera aceptable. Si el error es más grande que el error perm isible, se deben reducir los errores o rechazar el m étodo. E l error analítico perm isible representa el error total e incluye com ponentes del error aleatorio y del sistem ático. Se han em pleado m uchos m étodos para estim ar el error m éd icam ente perm isible, in clu so usar m ú ltiplos del inter-

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUIMICA CLÍNICA

CUADRO 3-7. ESTÁNDARES DE DESEMPEÑO PARA ANALITOS DE QUÍMICA CLÍNICA COMUNES SEGÚN LA DEFINICIÓN CLIA41 Calcio, total

Objetivo ± 1.0 mg/dl

Cloruro

Objetivo ± 5%

Colesterol, total

Objetivo ± 10%

Colesterol, HDL

Objetivo ± 30%

Glucosa

Mayor que el objetivo ± 6 mg/dl o ± 10%

Potasio

Objetivo ± 0.5 mmol/L

Sodio

Objetivo ± 4 mmol/L

Proteínas totales

Objetivo ± 10%

Triglicéridos

Objetivo ± 25%

Nitrógeno ureico

Mayor que el objetivo ± 2 mg/dl o ± 9%

Ácido úrico

Objetivo ± 17%

valo de referencia,12 em plear op iniones de patólogos,38 y variación fisiológica.39,40 Bajo la ley federal, las enm iendas de 1 9 8 8 para el m ejoram iento del laboratorio clín ico ( C li­

nical L aboratory Improvement Amendments o f 1988, CLIA 8 8 ), la A dm inistración de financiam iento de aten ción de la salud ( H ealth Care Financing Administration, HCFA) ha publicado errores perm isibles para una serie amplia de pruebas de laboratorio clín ico .41 Aunque los lím ites de error perm isible CLIA se em plean para especificar el error m áxim o perm isible en pruebas de com petencia por orden federal, estos lím ites se utilizan ahora com o guías para determ inar la aceptabilidad de analizadores de quí­ m ica clín ica.42,43 E n el cuadro 3 -7 se m uestran los lím ites CLIA para pruebas de quím ica clín ica com unes. W estgard y co l36 han recom endado dos con ju n tos d istintos de cri­ terios para la evaluación del error: criterios de interva­ lo de confianza y de un solo valor. Com o resultado de la com plejidad de los criterios de intervalo de confianza, se refiere al lecto r a la d escripción original.44 Los criterios de un solo valor se encuentran en el cuadro 3 -8 . Al usar los criterios de u n solo valor, las estim acion es del error

CUADRO 3-8. CRITERIOS DE VALOR SIMPLE DE W ESTGARD Y COL58 ERROR AN ALÍTICO

CRITERIO

Error aleatorio (EA)

2.58 s < EAa

Error proporcional (EP)

I (Recuperación

Error constante (EC)

I Sesgo i < E a

-

100) x X Q/100)I

< ea

Error sistemático (ES) \ (y0 + m X ) - X 0\ < E a Error total

2.58 s + I (y0 + mXc) - X c \ < EA

(ET = EA + ES) Ea = error médicamente permisible. X . = concentración crítica.

aleatorio y el sistem ático se calculan y luego se com paran co n el perm isible. Las estim acion es del error dependen de la co n cen tració n m edida del analito y, por lo general, se calcu lan a con cen tracio n es críticas del analito. Al aplicar estos criterios de desem peño, los errores analítico y alea­ torio deben ser m enores que el perm isible para que un m étodo se ju zg u e com o aceptable. De lo contrario, se debe rechazar o m odificar el m étodo analítico para reducir el error. Com o u n últim o criterio, W estgard y col36 sugieren un criterio de error total, que com bina los com ponentes aleatorio y sistem ático del error, para estim ar la m agni­ tud del error que se puede esperar cuando se m ide una m uestra del paciente. E l uso de los criterios de un solo valor se ilustra en el cuadro 3 -9 , en el cual el potasio de sangre com pleta m edido m ediante u n m étodo de lugar de atención se com para con el potasio plasm ático del labo­ ratorio central. E l experim ento de evaluación de m étodos para esta com paración se gráfica en la figura 3 -5 . E l lím ite de error CLIA para el potasio es 0 .5 mmol/L. E n la actualidad, hay desacuerdo en relación co n la selección del m ultiplicador de la desviación estándar en el cálculo del error aleatorio. W estgard y col, sugirieron al principio 1 .9 6 , que perm ite que 5% de observaciones queden fuera de los lím ites de error perm isible. La elección de un m ultiplicador un poco m ás grande perm itiría con si­ derar pocos valores atípicos; por ejem plo, si el m u ltiplica­ dor fuera 2 .5 8 , no más de 1% de las observaciones podrían quedar fuera de los lím ites de error perm isible. Las regla­ m entaciones CLIA obligaron a los laboratoristas a revaluar la proporción de valores atípicos aceptables que ellos acep­ tarían, los cuales caen fuera de los lím ites CLIA. Los labo­ ratorios clínico s están en alto riesgo de no pasar la prueba de com petencia si em plean analizadores que producen 5% de resultados que se desvían en más que los lím ites CLIA. Se recom ienda a los laboratorios usar un m ultiplicador de por lo m enos 2 .5 8 para calcular el error aleatorio. Aunque algunos autores han propuesto m ultiplicadores tan altos com o 4 .0 , la m ayor parte de los instrum entos actuales no logran tal desem peño. Antes de que el uso de un m étodo se vuelva rutinario, es necesario validar o in clu so restablecer el intervalo de referencia del fabricante, escribir o actuali­ zar el procedim iento y capacitar al personal en el uso del m étodo. Se debe poner en práctica un program a de co n ­ trol de calidad para el procedim iento, usando los datos de control acum ulados para establecer lím ites de control de calidad. Podría ser necesario ajustar los lím ites de control una vez que el procedim iento está en servicio rutinario. Com o resultado de las restriccion es de personal, tiem ­ po y presupuesto, un laboratorio podría ser incapaz de llevar a cabo experim entos com pletos de com paración de m étodos en cada nuevo m étodo introducido. Com prender los principios de evaluación del m étodo y estar fam iliari­ zado con las pruebas estadísticas perm itirá al supervisor del laboratorio elegir u n m étodo que es probable que se aju staría a los criterios de desem peño del laboratorio.45 Se podría em prender entonces una serie de experim entos abreviados para estim ar la im precisión y la in exactitu d .3 E l N CC LS pu blicó en fechas recientes norm as para tal aplicación abreviada. E ste protocolo, D em ostración de

CAPÍTULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

CUADRO 3-9. EJEM PLO D E LA A PLIC A CIÓ N D E LOS CRITERIO S DE V A LO R SIM PLE D E W ESTG A R D Y CO L36 PARA DATOS DE EV A LU A CIÓ N D E POTASIO* ________________ ___ 1. Error aleatorio (EA) = 2.58 s. El error aleatorio se estima de analizar un producto de control una vez al día durante 20 días. X = 5.5 mmol/L, s = 0.07 mmol/L RE = 2.58 X s = 2.58 X 0.07 mmol/L = 0.18 Debido a que el EA < EA, el EA es aceptable. 2. Error proporcional (EP) = I (Recuperación - 100) x (Xc/100) I. El error proporcional se estima de una serie de experi­ mentos de recuperación, después de los cuales se calcula la recuperación promedio. Recuperación promedio de potasio = 99% EP = I ( 9 9 - 100) X (5.5/100) I = 0.05 mmol/L 3. Error constante (EC) = sesgo. El error constante se estima del sesgo I Y - X I, derivado del experimento de comparación de métodos. EC = I Y - X I = I 5.31 - 5.28 I = 0.03 mmol/L Debido a que EC < EA, EC es aceptable. 4. Error sistemático (ES) = I (Ya + mXc) - X c I. El error sistemático se estima de la ecuación anterior en la cual Y0 y m se derivan de experimentos de com­ paración de métodos (fig. 3-5). Y0 = ES = = =

-0.057, m = 1.02 I (-0.057 + 1.02 X 5.5) - 5.5) I I 5 .5 5 - 5 .5 I 0.05

Debido a que ES < EA, ES es aceptable. 5. Error total (ET) = EA + ES. El error total se estima a partir de la suma de EA y ES como se calculó antes. ET = 0.18 + 0.05 = 0.23 mmol/L Debido a que ET < EA, el método es aceptable. *EI error permisible (EA) para el potasio, definido según las reglamenta­ ciones CHA, es 0.5 mmol/L.

precisión y exactitu d para el usuario, se puede usar para dem ostrar que un laboratorio puede obtener desem peño de precisión y exactitu d coherente co n las afirm aciones del fabricante. Debido a que estos estudios de precisión y exactitu d se pueden com pletar en cin co días de trabajo, es probable que m u chos laboratorios u tilicen las norm as para preparar nuevos m étodos.

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A SEGU RAM IEN TO Y CONTROL DE LA CALIDAD E l sistem a d e control de calid ad es el sistem a de laboratorio para re co n o cer y red ucir al m ínim o errores a n a lítico s.46'47 E l co n tro l de calidad es un com p o n en te del sistem a de aseguram iento de la calidad, que ha sido definido com o las a ccio n es sistem áticas n ecesarias para proveer la co n fian ­ za adecuada de que los servicios de lab o rato rio satisfarán necesid ades m éd icas para la a ten ció n del p a cien te.48 E l sistem a de asegu ram iento de la calidad abarca factores p rean alítico s, an alítico s y p o san alíticos. Las m onografías L aboratory Quality M anagem ent (C e m b ro w sk iy C arey),49 C ost-E jfective Quality Control (W estgard y B a rry )50 y B asic QC Practices (W estg ard )1 p ro p orcion an in form a­ ció n detallada acerca de p rácticas de co n tro l de calidad y asegu ram iento de la calidad en el laboratorio de quím ica clín ica. Elay m u ch os factores p rean alítico s que pu ed en influ ir en los resultad os an alítico s, in clu so la p rep aración del p acien te, la re co lecció n de la m u estra, el m an ejo de ésta y el alm acen am ien to . Young p rop orciona las revisiones más com p letas de factores p rean alítico s en pru ebas de q u ím ica .27,51 Los factores p rean alítico s so n d ifíciles de m o n ito rear y co n tro lar debido a que la m ayor parte o cu ­ rren fuera del laboratorio. Los p rofesion ales de la aten­ ció n de la salud, en p articu lar m éd ico s y enferm eras, d eben volverse m ás co n scien tes de la im p ortan cia de la p rep aración del p acien te y cóm o ésta puede afectar las pruebas de laboratorio. E l laboratorio debe proveer in s­ tru ccio n es, en form a de u n m anu al de p ro ced im ien to ,52 para la p rep aración adecuada del p acien te y la ad qu isi­ ció n de la m uestra. Este m anu al de p ro ced im ien to debe en con trarse en todas las unidades de enferm ería y, por tanto, estar d isponible para todo el p erson al m éd ico. Adem ás, para los p acien tes extern o s d eben estar d isp o n i­ b les fo lletos fáciles de entender. Los proced im ientos de reco lecció n de m uestras deben seguir norm as específicas com o las que establece la N C C L S.53,56 Los equipos de reco lecció n de sangre deben ser instruidos de m anera periódica acerca de la norm as para la d uración de aplicación de torniqu etes y tipos de tubos de reco lecció n de m uestras y anticoagulantes que se em plearán. Los m étodos de transporte de m uestras, separación, preparación de alícuotas y alm acenam iento son m uy im portan tes.57,58 E l tiem po transcurrido entre la extracció n y la separación del suero o plasm a de las células puede ser u n factor en la prueba analítica. Por ejem plo, los leu cocitos y eritrocitos m etabolizan glucosa y causan una d ism in u ción estable en la con cen tració n de glucosa en sangre coagulada no centrifugada. La centrifu gación y la ad ición de alícuotas a recipientes secundarios podría ser m uy im portante.55-5S La contam in ación de la m uestra pue­ de ocu rrir en este punto, lo cual la hace subóptim a para prueba analítica. P or ejem plo, los recip ientes secundarios para m uestras enviados para análisis de plom o deben ser lim piados de form a escrupulosa debido a la presencia u b i­ cua del plom o y las bajas con cen tracio n es de este elem en­ to que se deben m edir con exactitud.

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUIMICA CÜNICA

E l alm acenam iento de la m uestra puede originar erro­ res en los resultados descritos. Para cada analito se deben establecer norm as sobre los requisitos para m uestras. Éstas podrían verse afectadas por la evaporación (p. ej., e lectró lito s), exp o sición a la luz (b ilirru b in a), refrigera­ ció n (lactato deshidrogenasa [L D ]) y congelam iento. Los errores de copiado podrían ocu rrir en cu alquier etapa del procesam iento de las m uestras. Aunque el uso de com ­ putadoras ha sim plificado las tareas adm inistrativas, una m uestra podría ser confundida por otra. Es obvio que tales errores se deben reducir al m ínim o. E l laboratorista puede al m enos controlar los factores analíticos, que en prim er lugar dependen de la in stru m en­ tación y los reactivos. U n program a de m antenim iento preventivo diario y m ensual es esencial para cada pieza de equipo. Las com probaciones de fun cionam ien to del in s­ trum ento efectuadas de m odo ru tinario deben ser detalla­ das en el m anual de procedim iento y se debe docum entar su desem peño. La N CC LS ha elaborado estándares para m onitorear variables com o la calidad del agua,59 la calibra­ ció n de balanzas analíticas, la calibración de m aterial de vidrio volu m étrico y pipetas, la estabilidad de la energía eléctrica,60 y la tem peratura de instrum entos controlados term ostáticam ente.61 Se debe anotar la fecha de cuándo se recib en los reactivos y cajas de accesorios, y tam bién cu án­ do fueron abiertos. Los lotes nuevos de reactivos deben ser probados ju n to con los lotes de reactivos viejos antes de ser usados para el análisis. Si los reactivos se van a usar com o estándares o cali­ bradores, es necesario em plear productos quím icos de la m ás alta pureza, grado reactivo o grado A m erican C hem ical Society (ACS). D iferentes tipos de estándares están dispo­ nibles. U n estándar prim ario es una sustancia no higros­ cóp ica de alta pureza que puede ser secada, de preferencia a 104° a 110°C sin un cam bio de com posición. Así, los estándares prim arios se pueden secar y después pesar para preparar soluciones de con cen tracio n es seleccionadas. Cuando se com pran, los estándares prim arios son sum i­ nistrados con u n registro de análisis para elem entos co n ­ tam inantes, que no deben exced er 5% en peso. Algunos estándares han sido certificados com o puros por varios cuerpos oficiales com o el N ational Institute f o r Standar­ dization and Technology (N IST ) y el C ollege o f A m erican Pathologists (C A P). U n estándar prim ario es la sustancia de m ás alta pure­ za disponible en la actualidad que puede ser pesada con exactitu d de m anera analítica. U n estándar secundario es aquél cuya con cen tració n suele determ inarse m ediante análisis por m edio de un m étodo de referencia aceptable que se calibra con un estándar prim ario. Su con cen tració n no se puede determ inar de m anera directa a partir del peso del soluto y el volu m en de la solución. Los calibradores se em plean en los procesos de calibración para establecer con cen tracio n es de m uestras de pacientes. Los m ateriales de calibración deben satisfacer los requisitos de identidad, etiquetado y desem peño de la norm a N C C LS Tentative

G uideline f o r Calibration M aterials in Clinical Chemistry ( C 2 2 ).62 Siem pre que sea posible, los calibradores deben tener sus con cen tracio n es asignadas por el uso de m éto­

dos de referencia u otros m uy específicos. La respuesta analítica com parativa del calibrador y las m uestras provee la base para calcular valores para m uestras de pacientes. El m ism o m aterial no debe servir com o calibrador y control. E l error de laboratorio se puede reducir al m ínim o si se presta atención a los procedim ientos y técn icas de labo­ ratorio adecuados. E l sistem a de con trol de calidad para m etodologías de prueba individuales se puede enfocar en el con trol de variables específicas de prueba. Los factores posanalíticos con sisten en el registro e inform e de datos del pacien te al m édico dentro del intervalo de tiem po apropiado. C on la autom atización e inform es de pacientes generados por com putadora, la incid en cia de errores en la fase posanalítica ha dism inuido en gran medida.

Control de calidad El propósito del sistem a de con trol de calidad es m o n ito ­ rear procesos analíticos, detectar errores an alíticos duran­ te el análisis y evitar inform ar valores in correcto s del paciente. Los m étodos analíticos se m onitorean de form a norm al al m edir m ateriales de con trol estables y com pa­ rar después los valores m edidos con su valor esperado. E l presupuesto de laboratorio debe reflejar la im portan­ cia del con trol de calidad. E l com prom iso m om entáneo es im portante a fin de asegurar u n sistem a adecuado para el m onitoreo y m ejoram iento del desem peño del labo­ ratorio. E l sistem a estadístico usado para interpretar las con cen tracio n es medidas de controles se llam a sistem a de control de calidad estadística. A principios del siglo pasado Shew hart63 estableció los principios de con trol de calidad estadísticos. E n 1 9 5 0 , Levey y je n n in g s 64 em plearon estos m ism os principios básicos cuando in trod u jeron el control de calidad estadístico al laboratorio clínico. Desde 1 9 5 0 , los sistem as de con trol de calidad estadístico en el labora­ torio h an experim entado m uchas m odificaciones. E l error analítico puede ser separado en com ponentes de error aleatorio y error sistem ático (fig. 3 -2 7 ). E l error aleatorio afecta la precisión y es la base para variar diferen­ cias entre m ediciones repetidas. Los increm entos de error aleatorio pueden ser causados por variaciones en la técnica. E l error sistem ático surge de factores que contribuyen a una diferencia constan te, ya sea positiva o negativa. E l error sistem ático puede ser causado por varios factores, incluso estándares o reactivos m al preparados, instrum entación defectuosa y procesos escritos de m anera deficiente. Los m ateriales de control d e calidad se deben com por­ tar com o m uestras reales, estar disponibles en cantidad suficiente para durar por lo m enos u n año, ser estables durante ese período, estar disponibles en volúm enes de viales convenientes y tener una variación m ínim a en co n ­ cen tración y com p osición de un vial a otro.65 E l m aterial de control debe parecerse m ucho a la m uestra que está sim ulando tanto en el aspecto físico com o quím ico. El m aterial de con trol se dehe probar de la m ism a m anera que las m uestras de pacientes. Los m ateriales de control deben abarcar el alcance clínicam ente im portante de las con cen tracio n es de analitos. Los niveles de con trol deben estar en los niveles de d ecisión apropiados; por ejem plo,

CAPÍTULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

Errores analíticos

FIGURA 3-17. Representación esquemática de distribuciones de datos de control. (A) Situación sin ningún error analítico; (B) error incrementado aleatorio; (C) desplazamiento sistemático.

para el sodio, podrían estar en 1 3 0 y 1 5 0 mmol/L, niveles que definen hiponatrem ia e hipernatrem ia. Para control de calidad de quím ica general, suelen em plearse dos nive­ les de control; para inm un oquím ica, tres. E l fabricante de controles puede evaluar sus controles con varios in stru ­ m entos y m etodologías; luego, elaborar alcances objetivo disponibles para sus productos de control. Si b ien estos controles “probados” son m ás caros, se pueden usar com o com probaciones externas para la exactitud. Casi todos los m ateriales de con trol preparados de for­ m a com ercial son liofilizados y requieren recon stitu ción antes de usarse. E n la reconstitu ción , el diluyente se debe agregar con cuidado y mezclar. E l m ezclado in com p le­ to produce una partición del líquido sobrenadante y el sedim ento subyacente, y dará com o resultado valores de con trol in correcto s. Con frecuencia, el m aterial recon sti­ tuido será m ás turbio que la m uestra real del paciente. Los controles congelados estabilizados no requieren recon sti­ tu ció n pero pueden com portarse de m anera diferente a las m uestras de pacientes en algunos sistem as analíticos. Es im portante evaluar con cuidado estos con troles estabiliza­ dos con cualquier sistem a de instrum entos nuevo. E n un tiem po, los laboratorios de quím ica preparaban sus m ateriales de con trol.66 Com parados con los controles

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com erciales, estos m ateriales de con trol “h ech os en casa” son m ás susceptibles a deterioro y con tam in ación . Es difí­ cil reducir el riesgo de enferm edad in feccio sa de esta cla­ se de m ateriales. De vez en cuando, es necesario preparar m ezclas de con trol para analitos seleccionados, com o por ejem plo fárm acos probados rara vez. Se deben seguir los procedim ientos adecuados,66 pero la tarea es m ás m aneja­ b le porque se requieren cantidades m u cho m ás pequeñas que para una m ezcla para todo el laboratorio. La m ayor parte de los m ateriales de con trol se producen a partir de suero. C on m ayor énfasis en la co n ­ ten ción de costos, m ás laboratorios están usando m ate­ riales de con trol de bovino, que cu estan m enos que los m ateriales de hum ano. La estabilidad de los m ateriales de control de bovino es sim ilar a la de los m ateriales de hum ano. Para la m ayor parte de los analitos, los m ateriales de bovino satisfacen los requisitos necesarios para m onitorear la im p recisión .67 D ebido a que las proteínas de bovi­ no difieren en gran medida de las proteínas hum anas, el m aterial de bovino es inapropiado para ensayos inm unoquím icos de proteínas específicas; tam bién es inapropia­ do para algunos procedim ientos de en lace con colorantes para albúm ina y ciertos m étodos de bilirrubina. E l m ate­ rial de bovino se puede usar com o un con trol en la elec­ troforesis, pero su patrón electroforético difiere del de un suero de con trol hum ano y se asem eja a una gam m apatía policlonal.

O peración general de un sistem a de control de calidad estadístico E l sistem a de con trol de calidad estadístico en el laborato­ rio clín ico se em plea para m onitorear y controlar las varia­ ciones analíticas que ocurren durante la prueba. E n ciertos casos, estas variaciones pueden ser sistem áticas y son cau­ sadas por errores de procedim iento debidos a la técnica, in stru m en tación o fallas de reactivos u otros m ateriales. E n otros casos, sin em bargo, podrían aparecer cada vez m ás variaciones aleatorias a pesar de m étodos analíticos b ien calibrados, controlados de m anera estricta. E l program a de con trol de calidad estadístico se puede consid erar com o u n proceso de tres etapas: 1. E stablecer lím ites estadísticos perm isibles de variación para cada m étodo analítico. 2. Usar estos lím ites com o criterios para evaluar los datos de con trol de calidad generados para cada prueba. 3. Tom ar la acción correctiva cuando sea indicado (com o hallar causas de errores, rectificarlos y reanalizar datos de con trol y del pacien te). Para establecer el con trol de calidad estadístico en un nuevo instrum ento o nuevos lotes de m aterial de control, los d istintos niveles de m aterial de con trol se deben ana­ lizar entre 5 y 2 0 días. Para ensayos que son m uy pre­ cisos (C V s l % ) com o los gases sanguíneos, 5 días son adecuados; para ensayos m enos precisos se n ecesitan 10 a 2 0 días. D espués, se calculan las m edias ( x ) y las des­ viaciones estándar (s) de estos datos de control. Debido al pequeño núm ero de observaciones y posibles valores

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

atípicos en los nuevos datos de control, estas estim acio­ nes iniciales podrían no ser del todo confiables y se deben revisar a medida que se tienen m ás datos. Al cam biar a u n nuevo lote de m aterial sim ilar, m u ch os laboratoristas utilizan la m edia recién obtenida com o el objetivo pero retienen la desviación estándar previa em pleada. Confor­ m e se obtienen m ás datos, todos se deben prom ediar para derivar las m ejores estim aciones de la m edia y la desvia­ ció n estándar.68 L os valores de con trol pueden ser com parados de form a nu m érica o visual con lím ites estadísticos en una gráfica de control. E sta gráfica es sim plem ente una exten sión de la curva de distribución gaussiana (fig. 3 -1 8 ), con el tiem ­ po expresada en el eje x. E l eje y por lo general se gradúa para proveer concentraciones h echas de x - 3s a x + 3s. Las líneas horizontales que correspond en a m últiplos de s se trazan alrededor del eje x. Las líneas 2s correspond en a los lím ites de 9 5 .5 % para el control. Si el p roceso analítico está b ajo con trol, casi 95% de los puntos estarán dentro de estos lím ites y alrededor de 5% de los pu ntos estarán fuera de estos lím ites. Los lím ites 3s corresponden a casi los lím ites de 9 9 .7% . Si el proceso está b ajo control, no m ás de 0.3 % de los puntos estarán fuera de los lím ites 3s. Se consid era que un m étodo analítico está b ajo co n ­ trol cuando hay distribución sim étrica de valores de control respecto de la m edia y hay pocos valores de control fuera de los lím ites de control 2s. Algunos laboratorios definen que un m étodo analítico está fuera de con trol si un valor de control cae fuera de sus lím ites 2s. O tros laboratorios h an em pleado los lím ites 2s com o lím ites de advertencia y los 3s com o lím ites de error. Para estos laboratorios, un valor de con trol entre 2s y 3s alertaría al tecnólogo de un posible problem a. U n punto fuera de los lím ites 3s reque­ riría a cció n correctiva. Se han em pleado criterios diferentes para ju z g a r si los resultados de con trol indican situaciones fuera de co n ­ trol. W estgard y G rothhave estudiaron las capacidades de d etección de errores de la m ayor parte de estos criterio s.69 E llos em plearon el térm ino regla de control para indicar el criterio para ju zg ar si el proceso analítico está fuera de control. Para sim plificar la com paración de los distintos valores de con trol, W estgard y asociados em plearon abre­ viaciones para las diferentes reglas de control. E n el cuadro

3 -1 0 se em plearon de m anera frecuente reglas de con trol y sus abreviaturas. Las abreviaturas tienen la form a A , don­ de A es un sím bolo para una estadística o es el núm ero de observaciones de con trol por e jecu ció n analítica y L es el lím ite de co n tro l.70 por ejem plo, una v iolación de regla l 2s indica la situ ación en la cual una observación de control está fuera de los lím ites x ± 2s. Una ejecución an alítica se define com o u n co n ju n to de m uestras de control, y del p aciente, probadas, evaluadas y descritas ju n tas. De m anera ideal, si un m étodo está b ajo control, n in ­ guna de las reglas de control debe ser violada y no debe haber rechazo de la ejecu ció n analítica. D esafortunada­ m ente, algunas ejecu cion es analíticas serán rechazadas com o fuera de con trol aun cuando no haya error analítico adicional. P or ejem plo, cuando se usa la regla de control l 2s co n un solo con trol que se analiza por e jecu ció n ana­ lítica, entonces 5% de las ejecu cion es estarán fuera de los lím ites 2s cuando sólo la variación analítica está presen­ te. Cuando m ás de un control es analizado por ejecu ció n analítica y no se presenta un error adicional, existe una probabilidad alta de que por lo m enos un control estará fuera de los lím ites 2s. Cuando se usan dos controles, hay casi una probabilidad de 10% de que por lo m enos u n co n ­ trol quede fuera de los lím ites 2s; cuando se usan cuatro controles, hay una probabilidad de 17% . Por esta razón, m u chos analistas no investigan el m étodo analítico si un solo con trol exced e los lím ites 2s cuando se usan dos o m ás controles. E llos sólo reanalizan los controles o toda la e jecu ció n analítica. D esafortunadam ente, este m étodo intuitivo para el con trol de calidad logra un nivel d esconocido de calidad. Lo que se necesita es un sistem a que señale de m anera confiable la presencia de error analítico significativo pero que responda a errores pequeños. D efinir tal sistem a de con trol requiere com prender la respuesta de las reglas de con trol al error analítico.

Respuesta de las reglas de control al error W estgard y asociados69 han estudiado la respuesta de la reglas de control, ya sea por separado o en grupos, a la pre­ sencia de error sistem ático o aleatorio. Los diferentes pro­ cedim ientos de con trol (grupos de reglas de con trol) tienen

FIGURA 3-18. Gráfica de control que muestra la relación de límites de control con la distribución gaussiana. Se grafi­ can los valores de control diarios, y muestran ejemplos de un desplazamiento, un cambio abrupto en el proceso analítico y una tendencia, un cambio gradual en el proceso analítico.

CAPÍTULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

73

CUADRO 3-10. R EG LA S D E CONTROL CO M U N ES Empléela como un rechazo o advertencia cuando una observación de control excede los límites de control x ± 2s; por lo regular se emplea como una advertencia

Se emplea en exceso. Sólo se debe usar con ensayos manuales con pocos analitos o materiales de control.

Rechace una ejecución cuando una observación de control excede los límites de control x ± 3s

Detecta el error aleatorio y errores sistemáticos grandes

Rechace una ejecución cuando dos observaciones de control consecutivas están del mismo lado de la media y exceden los límites de control x + 2s + x - 2s

Detecta error sistemático

Rechace una ejecución cuando cuatro observaciones de control consecutivas están del mismo lado de la media y exceden los límites de control x + 1s o x - 1s

Detecta error sistemático pequeño; muy pocas aplicaciones

10-

Rechace una ejecución cuando diez observaciones de control consecutivas están del mismo lado de la media

Detecta errores muy pequeños: no se use

R4S

Rechace una ejecución si el alcance o diferencia entre la observación de control máxima y mínima de entre las 4 a 6 observaciones de control excede 4s

Detecta errores aleatorios; empléela dentro de la ejecución

X0.01

Rechace una ejecución si la media de por lo menos N observaciones de control excede los límites de control que dan una frecuencia de 1 % de rechazo falso (Pfr = 0.01)

Subutilizada

R0.01

Rechace una ejecución si el rango de por lo menos N observaciones de control excede los límites de control que dan una frecuencia de 1 % de rechazo falso (Pfr = 0.01)

Subutilizada

2*

s, desviación estándar; x, media.

respuestas distintas, dependiendo de las reglas de control y el núm ero de observaciones de con trol (n ) empleadas. W estgard y G roth71 sim ularon el análisis de m ateriales de con trol m ediante instrum entos con d istintos niveles de error. Se realizaron un gran núm ero de sim ulaciones en cada nivel de error, con la proporción de situaciones fuera de con trol tabuladas y graficadas después contra el tamaño del error. Las gráficas resultantes, que ilu stran la probabi­ lidad de rechazo contra el tam año del error analítico, se llam an funciones exponenciales. De m anera ideal, una regla de control debe tener una probabilidad de 0% de detectar errores pequeños y una probabilidad de 100% de detec­ tar error significativo. E n la figura 3-19A se m uestra una gráfica de una fam ilia de fu nciones exponenciales para la d etección de error sistem ático m ediante la regla de control l 2s. La probabilidad de rechazo se gráfica contra el tam año del error sistem ático. E l tam año del error sistem ático varía de 0 a 5s, donde s es la desviación estándar. Las diferen­ tes líneas corresponden a d istintos núm eros de controles analizados. Cuando se em plea u n control y no hay error, la probabilidad de rechazo en ausencia de error es casi de 5%. La probabilidad de rechazo cuando no está presente n in ­ gún error se llam a probabilidad de rechazo falso (P ). La probabilidad de d etección de error (P d) es la probabilidad de rechazar una ejecu ció n analítica com o fuera de control cuando existe un error. La Ped se puede determ inar para cu alquier tam año de error al rechazar el tam año del error en un eje y erigir una línea vertical que interseca la curva de fu nción exponencial para la n deseada. De esta in tersec­ ción , se traza una línea horizontal hasta el eje y. E l valor de

la probabilidad en el eje y es la Ped. E n la figura 3-19A , Ped para la regla de con trol 1 y un error sistem ático de 2s es 0 .5 si se analiza un control. Las gráficas de fu nción expo­ n encial se pueden usar para determ inar la efectividad de varios proced im ientos de control en la d etección de errores analíticos. Se requieren dos con ju n tos de fu nciones expo­ nenciales, uno para el error sistem ático (desplazam iento de la m edia) y un o para el error aleatorio (in crem ento en la im precisión). En la figura 3 -1 9 B se m uestra una fam i­ lia de fu nciones exponenciales para la d etección de error aleatorio m ediante la regla de con trol l 2s. D ebido a que los procesos analíticos siem pre con tien en error aleatorio, el eje x se origina en ls . En la figura 3 -1 9 B , Ped para la regla de con trol 1 y una d uplicación del error aleatorio es 0 .3 si se analiza un control. E l m ejo r procedim iento de control es el que tiene la m en or Pfr y la m ayor Ped para detectar errores analíticos de un tam año que puede com prom eter la calidad de los resultados analíticos. E n la figura 3 -1 9 se m uestra la fu nción exponencial para proced im iento ideal. A unque la regla de control 1 , da com o resultado una alta d etección de errores sistem áticos de tam año m oderado, su Pfr es tan alta que resulta inaceptable. La figura 3-20A y B m uestra las fu nciones exponenciales para la regla de co n ­ trol 1 para error sistem ático y aleatorio, respectivam ente. La regla de con trol 13 da m enor respuesta a increm entos m oderados en el error sistem ático pero tiene una Pfr baja. W estgard y asociados han sugerido una aplicación m anual de una com binación de reglas de con trol con por lo m enos dos observaciones de con trol por ejecu ció n a n alítica.68 Además de usar la regla 1 com o una regla de

74

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUIMICA CLÍNICA

Regla de control 1

Regla de control 1

O

Q.

1

2 3 Error sistemático (S)

4

B

Error aleatorio (S)

Regla de control 13s

Regla de control 13s

O 0.

A

Error sistemático (S)

B

Error aleatorio (S)

FIGURA 3-19. Curvas de fundón exponencial para la regla de control 12s para el error sistemáti­ co (A) y error aleatorio (B). (Proporcionada por P. Douville.)

FIGURA 3-20. Curvas de función exponencial para la regla de control 13s para el error sistemáti­ co (A) y error aleatorio (B). (Proporcionada por P. Douville.)

75

CAPÍTULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

advertencia y la regla 1 para rechazo, este sistem a tam ­ b ién incluyó las reglas 2 2s, R4s, 4 y 10-. Las reglas de con teo (las reglas 2 2s, 4 ]s y 1 0 -) son efectivas en la d etección de error sistem ático. Como las reglas 4 1Sy 10 detectan cam bios

pequeños que suelen carecer de im portancia clínica, exhibi­ dos p or la m ayor p arte de los analizadores, no se recom ienda su uso. Las reglas R y 1 son efectivas en la d etección de error aleatorio. La regla 13 tam bién puede detectar error sistem ático. Los ejem plos de violaciones de las reglas ante­ riores se m uestran en la figura 3 -2 1 . Para aplicar de form a m anual el proced im iento de co n ­ trol m ultirreglas clásico de W estgard, se evalúan los nuevos resultados de con trol para asegurar que están dentro de sus lím ites ± 2 s . Si es así, no se requiere más insp ección. De lo

Violación 12S

Violación 1

3S

-+3s

* +3s

-+3S

-+3s

-+2s

-+2s

-+2s

-+ 2 s

-+ 1 s

-+1s

-+1s

-+ 1 s

- x

- x

-

-

- -1s

- -1s

- -1s

- -1s

- -2s

- -2s

- -2s

--2 s

— 38

- -3s

Violación 2?s

X

X

- -3s

Violación 4 1S -+3s

-+3s

-+3s

-+ 2s

-+2s

-+ 2s

-+1s

_+1s

-+1s

-+ 1s

- x

-

-

-

- -1s

--18

- -1s

- -1s

- -2s

--2 s

--2 s

—28

--3 s

- -3s

--3 s

- -3s

-+3s -+2s

X

Violación 10*

X

X

Violación R* -+3s

-+3s

-+3s

-+ 2s

-+2s

-+ 2s

-+1s

-+ 1s

-+1s

-+ 1s

-

- x

-

-

--18

- -1s

- -1s

-

- -2s

--2 s

- -2s

—2s

- -3 s

- -3s

--3 8

- -38

-+3s -+2s

FIGURA 3-21.

contrario, se aplican las otras reglas en este orden: 2 2s, 4ls, 1 0 - y R4¡_. La regla 2 2s se invoca siem pre que dos observa­ ciones de con trol consecutivas del m ism o lado de la media exced an los lím ites de control x + 2s o x - 2s. Esta regla responde en la m ayor parte de los casos a errores sistem á­ ticos. La regla 2 2s se aplica al in icio a las observaciones de control dentro de la ejecu ció n analítica más reciente (en los m ateriales y dentro de la eje cu ció n ). La regla se puede aplicar entonces a las dos últim as observaciones en el m is­ m o m aterial de con trol pero de ejecu cion es consecutivas (dentro de los m ateriales y en las ejecu cio n es) o se puede aplicar a las dos últim as observaciones consecutivas de los diferentes m ateriales de control (en los m ateriales y en las ejecu cio n es).

X

►

X

X

-18

Ejemplos de violaciones de las seis reglas que comprenden el procedimiento de control multirreglas de Westgard.

76

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

La regla 4 ls se viola cuando cuatro observaciones de con trol consecutivas del m ism o lado de la m edia exced en los lím ites de con trol x + ls o x - ls . Tiene un a m ayor res­ puesta a errores sistem áticos. Estas reglas se aplican den­ tro los m ateriales y las ejecu cion es, y en los m ateriales y las ejecu cion es. La regla 1 0- es sen sible a error sistem ático y se viola cuando 10 observaciones de con trol con secu ti­ vas caen en un lado de la m edia. E sta regla se aplica den­ tro de los m ateriales y en las ejecu cion es, así com o en los m ateriales y en las ejecuciones. La regla R4s se viola cuando el alcance o diferencia entre las observaciones de con trol superior e inferior dentro de la e jecu ció n pasa de 4 . Esta regla es m ás sen sible a error aleatorio o m ayor im precisión. La regla se invoca cuando una observación de control m aterial exced e un lím ite +2s y la otra observación excede un lím ite - 2 s . Las dos obser­ vaciones están fuera de los lím ites 2s pero en d irecciones opuestas, lo que da com o resultado un alcance que excede 4s. La regla del alcance está diseñada para uso dentro de una sola e jecu ció n con un m áxim o de cuatro a seis obser­ vaciones de control, no en las ejecu ciones. La com bin ació n de las reglas de con trol l v l 3s, 2 , 4 j , 1 0 - y R+s em pleadas ju n to co n una gráfica de control se co n o cen com o procedim iento multirreglas de Shewhart. Las fu nciones exponenciales para este proced im iento de varias reglas se m uestran en la figura 3 -2 2 . E ste proced i­ m ien to m ultirreglas produce m ayor d etección de errores sobre el uso de la regla l 3s solam ente. La in clu sió n de las reglas 1 y R4s m ejora la d etección del error aleatorio, y las reglas 2 2s, 4 ls y 1 0 - increm en tan la d etección de error sis­ Multirreglas (12s, 13s, 22s, 4 ls, 10-, R4s)

tem ático. Cuando se em plea co n sistem as im precisos, este proced im iento de m últiples reglas ofrece al laboratorio una m ejo r d etección de errores y m enor rechazo falso de ejecu cion es analíticas. Se adapta con facilidad a procedi­ m ientos de con trol existentes y se ha vuelto m uy popular desde su d escripción in icial en 1 9 8 1 . La aplicación del procedim iento m ultirreglas conlleva lo siguiente: 1. E l cálculo de las m edias y las desviaciones estándar de las diferentes concentraciones de m ateriales de control. 2. La con stru cción de gráficas de control, con líneas que indican los lím ites de desviación estándar 0 , ± 1 , 2 y 3. 3. A nálisis de diferentes niveles de m aterial de con trol en cada e jecu ció n analítica, con la graficación de los datos de con trol en la gráfica apropiada. 4 . A ceptar la e jecu ció n analítica si cada observación cae dentro de los lím ites 2s. 5. Com probar si se violan las reglas 1 , 2ls, R4s y 1 0 - cu an­ do uno de los m ateriales de con trol está fuera de sus lím ites 2s. Si no se viola ninguna de las reglas, se acepta la ejecu ción . Si ha ocurrido la violación de una regla, se rechaza la ejecu ció n , y se determ ina el tipo de error m ás probable (aleatorio contra sistem ático). U na vez que se identifica y corrige la con d ició n de error, se ana­ lizan de nuevo las m uestras de control y del paciente. E n la figura 3 -2 3 se m uestra el diagram a de con trol de dos niveles que sim plifica la aplicación de un proced im ien­ to m ultirreglas. Esta aplicación a un sistem a de con trol de dos niveles se ilustra en la figura 3 -2 4 . La interpretación

Multirreglas (12s, 13s, 22s, 4ls, 10-, R J

1.0,—

1

2 3 4 Error sistemático (S)

5

1

2

3 4 Error aleatorio (S)

1

FIGURA 3-22. Funciones exponenciales para el procedimiento de control multirreglas para error sistemático (A) y error aleatorio (B). (Proporcionada por P. Douville.)

IN S TR U M EN TO ^ ACA______ ANALITO: ____C 6 a £ _ _ 6 A ü £ g S g _ p r o d u c t o d e 00: Q u a n t im e ^ n ’x

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COMENTARIOS


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1 FIGURA 3-23.

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3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

1 1 1 1

CAPITULO

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NIVEL II . MEDIA NÚMERO DE LOTE * r S ° 9 2 DE + ”< Q LU

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CALIBRACIÓN

NIVEL I MEDIA 4 1 NUMERO DE LOTE A S 0 9 ¡ D E /O

ii

Gráfica de control de dos niveles para la ejecución de procedimientos multirreglas.

SJ NJ

78

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

Material de concentración alta

172

m

158

•

• •

•

•

•

• #

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•

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• I 2

3

4

5 6 7 8 9 10 IM 2 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 282930

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96

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•

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FIGURA 3-24. Datos de control para ¡lustrar el uso del procedimiento multirreglas. Las flechas corresponden al día en los que hay violaciones de por lo menos una regla.

de los datos de con trol se resum e en el cuadro 3 -1 1 . Cabe hacer notar que la regla R4s no se aplica en las ejecu cion es. E l lecto r sagaz notará que el proced im iento m utirreglas detectará las violaciones de la reglas 1 0- o 4 ls sólo si hay una violación de la regla 1 . A veces, las reglas 1 0 - y 4 ls pueden ser violadas sin la activación de la regla de adver­ tencia l 2s. Tales sucesos serán poco frecuentes e indica­ rían errores sistem áticos pequeños que en algún m om ento detectaría el procedim iento m ultirreglas. Las aplicaciones autom atizadas del proced im iento m u ti­ rreglas no deben usar la regla de selecció n 1 W estgard al

principio recom endó la regla de selecció n l 2s para reducir el núm ero de observaciones de con trol que el tecnólogo m éd ico tenía que evaluar con las otras reglas de control. Así, la regla de selecció n 1 redujo la labor del tecnólogo. E n la actualidad, el análisis de u n solo producto de co n ­ trol en u n analizador grande m u ltianalito producirá 2 0 a 3 0 diferentes resultados de control, uno para cada anali­ to. Inclu so en ausencia de error analítico in crem en tado, hay una probabilidad m ayor de 50 % de que por lo m enos uno de los analitos quede fuera de los lím ites +2s. Com o los instrum entos actuales son m ás precisos que aquéllos

94

I 2

3 4* 5

}

6 7

8 9 10 II 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

t

t

Material de concentración baja

CUADRO 3-11. INTERPRETACIÓN DE LA S G R Á FIC A S D E CO NTROL DE SHEW HART MULTIRREGLAS (FIG. 3-22) PARA M A TER IA LES DE CO N CEN TRACIÓ N ALTA Y B A JA _______________________________ M ATERIAL DE CONTROL

DÍA

Alta

Día 3

VIO LACIÓ N DE LA REG LA

Violación de la regla l2s, advertencia, acepte la ejecución

Baja

Día 4

Violación de la regla 13s, rechace la regla

Alta + baja

Día 7

Violación de la regla 4 1s, rechace la ejecución, en ejecuciones y materiales

Alta + baja

Día 10

Violación de la regla R4s, rechace la ejecución, dentro de la ejecución, en los materiales

Alta

Día 13

Violación de la regla 12s, precaución, acepte la ejecución

Baja

Día 17

Violación de la regla 12s, precaución, acepte la ejecución

Baja

Día 20

Violación de la regla 12s, precaución, acepte la ejecución

Alta

Día 22

Violación de la regla 10*, rechace la ejecución, dentro de los materiales, en las ejecuciones

Baja

Día 24

Violación de la regla 13s, rechace la ejecución

Alta

Día 25

Violación de la regla 12s, precaución, acepte la ejecución

Alta

Día 26

Violación de la regla 22s, rechace la corrida, dentro de los materiales, en las ejecuciones

CAPÍTULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

que se em pleaban cuando se describió prim ero el proce­ d im iento de con trol m ultirreglas, la violación de la regla l 2s debe ser ignorada, a m enos que se relacion e con una violación de regla 2ls o L . C on frecuencia la d etección del valor atípico l 2s se deduce al analizar de nuevo el analito fuera de control, un procedim iento dilatorio co n ningún valor agregado. Se recom ienda n o usar la regla 1 siem pre que los datos de con trol de calidad sean interpretados por un program a de com putadora. Las fu nciones exponenciales de la figura 3 -2 2 m uestran que cuando se em plea el proced im iento m ultirreglas con cuatro observaciones, detectará errores de tam año m ode­ rado (p. e j., u n cam bio 2 s o una duplicación del error alea­ torio) con una probabilidad de casi 50% . Los errores más pequeños no se pueden detectar de m anera confiable. Los p roced im ientos de control m ás sen sibles se requieren para ensayos en los que un desplazam iento 2s o una d uplicación de la desviación estándar causará clasificaciones erróneas del estado clínico . Por ejem plo, la d esviación estándar de m u chos análisis de calcio es 0 .1 5 mg/dl para un calcio de alcance norm al. U n desplazam iento positivo de 0 .3 0 mg/ di fácilm ente puede colocar a m u chos pacien tes norm ocalcém icos en la categoría hipercalcém ica. La sensibilidad del proced im iento m ultirreglas se puede in crem en tar para d etectar errores sistem áticos más pequeños al aum entar el núm ero de observaciones consideradas. Se pueden usar otros procedim ientos de control. E l procedim iento de con trol de m edia y alcan ce72 tiene una capacidad bastante m ayor para la d etección de error si cada m aterial de co n ­ trol se analiza por duplicado en cada e jecu ció n analítica. Prácticam ente, este procedim iento requiere la aplicación de com putadoras porque co n cada e jecu ció n analítica se n ecesitan la m edia y el alcance. La técnica de suma acum ulada (cusum) ha sido descrita para uso rutinario en el laboratorio;73 tam bién requiere la aplicación de com putadoras. E l procedim iento cusum es sensible a error sistem ático y se puede usar con la regla 1 . Cusum es sensible a cam bios persistentes pequeños que ocurren por lo general en el m oderno analizador de fre­ cuencias de calibración baja. Hay otros procedim ientos de control que em plean prom edios y desviaciones estándar ali­ sados de forma exponencial.71,74 Estos procedim ientos han sido puestos en práctica en sistem as de control de calidad de inform ación de laboratorio disponibles com ercialm ente. M u chos de los analizadores actuales logran exactitu d y p recisión m uy alta. La m agnitud de la desviación estándar analítica puede ser pequeña cuando se com para con la del error perm isible desde el punto de vista m édico (p. ej., la desviación estándar de la glucosa en ciertos analizado­ res se aproxim a a 1-2 mg/dl, que es m u ch o más pequeña que el error m édicam ente perm isible de 10 mg/dl). Sólo se requiere detectar errores m uy grandes cuando estos analizadores m iden analitos com o la glucosa. La sen sibi­ lidad del procedim iento de con trol se debe reducir en vez de increm entar. U na form a de hacer esto es m ediante la incorp o ración de pocas observaciones; por ejem plo, usar la regla de con trol l 3s o in clu so expandir los lím ites de control (p. e j., usar los lím ites de control ± 3 .5 s [es decir, la regla de con trol l 35s] ) .75 K och y co l m ostraron que la

79

aplicación de las prácticas de con trol de calidad optim iza­ das, específicas del analito, red ujeron la frecu encia de las ejecu cion es rechazadas falsam ente, los gastos de control de calidad, e increm en taron la eficiencia de su analizador quím ico de alto volu m en.76 Su program a de con trol de calidad actual, específico del analito, com prende la regla 13 5s para el sodio, potasio, glucosa y nitrógeno ureico san­ guíneo; la regla l 25s para albúm ina, cloruro y dióxido de carbono, y la regla l 23s para pruebas de calcio, que se e je ­ cu tan por duplicado y se prom edian. D istintos m étodos se pueden usar para deducir estas reglas de control (fig. 3 -2 5 ). U n programa de com putado­ ra disponible a nivel com ercial77 perm ite al laboratorista especificar un analito, su im precisión y el error perm isible m édicam ente (de ordinario los lím ites de prueba de com ­ petencia según lo especificado por CLIA 8 8 ). E l program a propone entonces procedim ientos de control de calidad óptim os para ese analito. E n la actualidad, la m ayor parte de los laboratorios em plean el m ism o su bcon ju nto de pro­ cedim iento de control multirreglas para todos sus analitos: la regla 1 para la d etección de error aleatorio y la regla 2 2s para la d etección de error sistem ático. Esta com binación de dos reglas es quizá el procedim iento de control más com ún empleado en los laboratorios clínicos de Estados Unidos.

Uso de datos del paciente para control de calidad Varios algoritm os han sido propuestos para m anejar datos del paciente a fin de determ inar si han ocurrido errores de proceso o preanalíticos. Esta sección se centra en dos proce­ dim ientos de control distintos que usan datos del paciente: el prom edio de datos del paciente y com probaciones delta. Otros procedim ientos de control de calidad que em plean datos del paciente incluyen la revisión de resultados lejanos individuales para identificar errores de copiado íntegros (lla­ mados a veces com probaciones límite ) y el análisis de rutina de m uestras duplicadas, com o se hace con frecuencia en estudios de endocrinología. Algunos laboratorios usan aná­ lisis por duplicado de otro tipo: com paraciones pacientem uestra. Estas com paraciones requieren el análisis regular de m uestras divididas en instrum entos que m iden el m ism o analito. Las diferencias entre instrum entos que exceden los lím ites predeterm inados se investigan y corrigen. H offm an y W aid, en 1 9 6 5 , d escribieron el uso de pro­ m edios de datos del p acien te.78 E n su m étodo “prom edio de n orm ales”, se señaló una con d ición de error cuando el prom edio de datos consecutivos del pacien te, con distri­ b u ció n central, estaba más allá de los lím ites de control establecidos para el prom edio de los datos del paciente. La hipótesis que sustenta el prom edio de norm ales es que la po blació n de pacien tes es estable. Cualquier cam bio sería, por consiguiente, secundario a un error analítico sistem ático. Cem brow ski, C handler y W estgard estudia­ ro n el uso del prom edio de pacien tes con sim ulaciones de com putadora y encontraron que sus capacidades de d etec­ ción de errores dependían de varios factores.79 Los más im portantes fueron el núm ero de resultados del paciente prom ediados y la relación entre la desviación estándar de la población de pacientes (sp) y la desviación estándar del

80

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

Cuadrícula de selección de CC multirreglas de Westgard

<2.0s

Estabilidad de proceso (frecuencia de errores, f )

> 10%

FIGURA 3-25.

<2% 13S / 22S / R4S / 4 i s

N=6

1 3 S /2 2 S / R4 S / 4 1 S / 8 X N =4

>3.0s

2 % - 10 %

13S/22S/R4S/41S

N =2

N =4

13S/22S/ R4S/41S

Ns 2

13S/22S/R4S/(41SW)

N =2

N =2

13S/22S/R4S/(41SW) N=2

13 s / (4 i s W )

N =2

Cuadrícula de selección de CC para el algoritmo multirreglas de Westgard. (Reproducida con autorización de J.O. Westgard.)

m étodo analítico (s ). O tros factores im portantes inclu ye­ ron los lím ites para evaluar la m edia (lím ites de co n tro l), los lím ites para d eterm inar qué datos del paciente se pro­ m ediaban (lím ites de tru n cam ien to) y la m agnitud de la población que yace fuera de los lím ites de truncam iento. Cem brow ski y col recom endaron que las ejecu cion es de com putadora de la técnica se em plearan para com ple­ m entar el con trol de calidad de la m uestra de referencia y la aplicación de com putadora recom endada. D ouville, C em brow ski y Strauss evaluaron los prom edios de datos end ocrinos del pacien te y d em ostraron capacidades altas de d etección de errores para la prueba del tiroides.80 Cem brow ski y col investigaron el uso del intervalo am ónico para control de calidad y encontraron que la prác­ tica de reanalizar especies sim ples con intervalos am ónicos anorm alm ente altos o bajos daban com o resultado la repe­ tició n innecesaria de analizar m uestras de pacientes.81 Con frecuencia, estas m uestras sim ples tenían intervalos am ó­ nicos anorm ales. U n procedim iento de control m ejorado consiste en prom ediar ocho intervalos am ónicos de pacien­ te consecutivos y com parar el prom edio con los lím ites de control para el prom edio de intervalos am ón icos.82 E n otro m étodo de control de calidad se em plean datos del paciente, la comprobación delta, en el que el resultado más reciente de un paciente se com para con el valor previo. La diferencia entre datos de laboratorio consecutivos (del­ tas) se calcula y se com para con los lím ites establecidos de m anera anticipada.83,84 Se investiga una diferencia que exce­ de estos lím ites; esta diferencia es el resultado de m ezclar la m uestra o de cam bios reales en los resultados de prueba del paciente. La diferencia se calcula por lo com ún de dos m aneras: com o una diferencia num érica (valor actual m enos el últim o valor) y com o una diferencia porcentual (diferencia num érica por 100 dividida entre el valor actual). W heeler y Sheiner evaluaron el desempeño de varios m étodos de com ­ probación delta y clasificaron a cada com probación inves­ tigada com o un positivo verdadero o falso.83 E ncontraron que el porcentaje de positivos verdaderos iba de 5 a 29% , y concluyeron que los m étodos de com probación delta podían detectar errores que de otro m odo se om itían, pero a costa de investigar m uchos falsos positivos. E n su pobla­ ción de hospital de atención terciaria, hubo m uchos falsos

positivos a causa de desviaciones grandes en los valores de laboratorio secundarias a enfermedad o terapia.

Control de calidad externo Los programas de prueba de com petencia proveen de forma periódica muestras de concentraciones desconocidas de ana­ litos a laboratorios participantes. La participación en estos programas es por orden del gobierno de EUA bajo CLIA 8 8 . E l CAP y la American Association o f Bioanalysts son los dos proveedores más grandes de programas de prueba de com petencia en Estados Unidos. Proporcionan m uestras para las principales áreas de quím ica cualitativa y cuantita­ tiva, incluso quím ica general, quím ica de proteínas, análisis de orina, toxicología y endocrinología. Las m uestras para análisis cuantitativo contienen m últiples analitos y suelen proporcionarse com o m ateriales liofilizados. Una vez que el laboratorio recibe sus muestras, debe analizar y devolver sus resultados dentro de u n tiem po específico a un centro de com putadoras para recopilación y com paración con los resultados de otros laboratorios participantes. E l centro de com putadoras establece valores objetivo y alcances de resultados aceptables con base en el prom edio de valores de participantes o valores de laboratorios de referencia. Para el program a de com petencia del CAP, se calcu ­ lan las medias y desviaciones estándar de los resultados de laboratorios sem ejantes (instru m entos y m etodologías sim ilares). E n ton ces se descartan los valores más allá de tres desviaciones estándar de la m edia, y se calcu lan de nuevo la m edia y la desviación estándar. U n resultado par­ ticipante se clasifica com o aceptable si la diferencia entre el resultado y la respuesta objetivo (norm alm ente la m edia sem ejan te) es m enor que el error perm isible. CLIA 8 8 ha definido errores perm isibles para u n gran núm ero de de analitos regulados;41 algunos se m uestran en el cuadro 3-7. E stos errores perm isibles se den om inan a veces “lím ites fijo s” y se expresan en unidades de m ed ición del analito (co m o ± 0 .5 mmol/L de la m edia para el potasio) o com o p orcen tajes (com o ± 1 0 % para colesterol total). Para un núm ero m u cho más pequeño de analitos (com o la horm ona estim uladora de la tiroid es), CLIA 8 8 tiene lím ites definidos de form a estadística para la aceptabili­

CAPÍTULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

dad. Para estos analitos, el resultado participante es acep­ table si cae dentro de ± 3 índ ices de desviación estándar (ID E ) de la m edia del grupo. La com paración con los lím i­ tes estadísticos requiere el cálcu lo de la desviación de los resultados de estudio respecto de la m edia, que se expresa en núm eros de ID E arriba o abajo de la m edia. E l ID E es la diferencia num érica entre los resultados de un laborato­ rio y la m edia, dividida entre la d esviación estándar. Una desviación fuera de ± 3 ID E suele considerarse inaceptable porque tales desviaciones ocu rrirán sólo 0 .3 % de las veces com o resultado de la probabilidad. E n com paración con los lím ites estadísticos, las violacio­ nes de los criterios de lím ites fijos con frecuencia dem ostra­ rán la necesidad de reem plazar instrum entación anticuada o poco confiable. Ehrm eyer y Laessig han em pleado sim u­ lación con com putadora con el fin de evaluar la capacidad de diferentes esquem as de prueba de com petencia para detectar laboratorios cuyo desem peño es deficiente. El desem peño de todos estos esquem as es im perfecto, y algu­ nos buenos laboratorios son juzgados deficientes, y ciertos m alos laboratorios escapan a la d etección.86,87 C em brow ski y col y Cem brow ski, H ackney y Carey han propuesto u n sistem a m ultirreglas para evaluar el resulta­ do de la prueba de com petencia ordenada por H CFA.88'90 E l sistem a se ilustra en la figura 3 -2 6 . Cuando se d etec­ tan desviaciones im portantes en un con ju n to de de cin co resultados de estudio (una o m ás observaciones que ex ce ­ den ± 3 ID E, el alcance de las observaciones que exced en 4 ID E o la m edia de los 5 resultados que exced en ± 1 .5 ID E ), los registros de laboratorio, in clu so los resultados de

FIGURA 3-26.

Resultados de PC de selección. Diagrama de flujo para Investigar grupos de cinco resultados de competencia para error sistemático y aleatorio significativo.

81

con trol de calidad internos, se deben revisar. Las m ezclas de m uestras de com petencia o de m uestras de com peten­ cia y clínicas se deben descartar. Siem pre que sea posible, las alícuotas de m uestras de estudio se deben congelar y guardar. Si los resultados del estudio difieren de form a im portante de instrum entos sem ejantes, estas alícuotas se deben volver a analizar. Los resultados que aún se desvían significativam ente después de repetir el análisis indican un sesgo de largo plazo. Si las desviaciones son variables en m agnitud y dirección, puede haber un problem a con la im precisión (error aleatorio). E n el caso de que el análisis repetido produzca resultados satisfactorios, el error quizá represente un error aleatorio o sesgo tran sitorio en con ­ trado durante el periodo de prueba. E n la figura 3 -2 7 se m uestra una form a de estudio que el tecnólogo quím ico puede usar para revisar estudios de com petencia. La prueba de com petencia externa se em plea tam bién para d eterm inar estim aciones del estado presente del de­ sem peño entre laboratorios. E l CAP pu blica de m anera regular resúm enes de sus com paraciones entre laborato­ rios en los Archives o f Pathology and Laboratory Medicine.

Prueba en el lugar de la atención: la dificultad m ás reciente La prueba en el lugar de la atención (PLDA ) se define com o la prueba analítica llevada a cabo fuera de los confines del laboratorio central, por lo com ún por personal ajeno al laboratorio (p. ej., enferm eras, terapeutas respiratorios). Los sinónim os de la PLDA son prueba cerca del pacien­ te, prueba descentralizada, exploración al lado de cam a y exam en de sitio alterno. La PLDA m ás com ún conlleva el uso de m edidores portátiles de glucosa sanguínea com pleta para el m anejo de pacientes con d iabetes.19 M uchos analitos distintos se pueden m edir en la actualidad con exactitud y rapidez cerca del paciente, ya sea que el paciente esté en u n hospital, una am bulancia o inclu so en un avión. Parte del éxito de la PLDA surge de la incapacidad del laborato­ rio clín ico centralizado para responder a las dem andas del especialista clín ico en relación con tiem pos de respuesta m ás rápidos (T R ).92,93 La rápida disponibilidad de resulta­ dos de prueba puede increm entar la salida de pacientes de áreas consideradas cuello de botella, com o los departam en­ tos de urgencia, y podría incluso dism inuir la estancia del paciente y reducir el costo total de la aten ción .94 U n program a exitoso de PLDA requiere planeación cuidadosa, e jecu ció n y evaluación continu a del equipo, edu cación y con trol de calidad. E l prim er paso para poner en práctica un program a de PLDA es form ar un com ité directivo de PLDA. E l com ité debe in clu ir al d irector de m edicina del laboratorio (presid ente); al coordinador de la PLDA (por lo regular un tecnólogo de laboratorio), y al m édico, enferm era y representantes de atención respirato­ ria. Si es posible, los sistem as de inform ación y personal de finanzas tam bién deben asistir. La asistencia a la reunión dependerá de los puntos de la agenda. Esta colabo ración establece la etapa para com u nicación y resolu ción de pro­ blem as de PLDA. A ntes de que el com ité directivo pueda recom endar cualquier dispositivo de PLDA, debe evaluar los sistem as disponibles y elegir después el que m ejo r se

REVISIÓN DE RESULTADOS DE COMPETENCIA

Analito

1-2 muestras/analito

3-5 muestras/analito

Media

Reqla violada

Reqla violada

(IDE)

□ 1 >2.5 IDE □ X >1.5 IDE □ 2 consecutivas >2 IDE

□ 1 >2.5 IDE □ X >1.5 IDE □ 2 consecutivas >2 IDE □ 1 >2.5 IDE □ X >1.5 IDE

□ 1 >2.5 IDE □ X >1.5 IDE □ 2 consecutivas >2 IDE

□ X >1.5 IDE □ 2 consecutivas >2 IDE

□ Regla de selección: 2/5>±1.0 DE Error sistemático: □ Media >1.5 IDE Error aleatorio: □ 1-3 IDE □ R-4 IDE

□ □ □ □ □ □

□ Regla de selección: 2/5 > ±1.0 DE Error sistemático: □ Media >1.5 IDE Error aleatorio: □ 1-3 IDE □ R-4 IDE □ Regla de selección: 2/5 > ±1.0 DE Error sistemático: □ Media >1.5 IDE Error aleatorio: □ 1-3 IDE □ R-4 IDE □ Regla de selección: 2/5 > ±1.0 DE Error sistemático: □Media >1.5 IDE Error aleatorio: □ 1-3 IDE □ R-4 IDE □ Regla de selección: 2/5 > ±1.0 DE Error sistemático: □ Media >1.5 IDE Error aleatorio: □ 1-3 IDE □ R-4 IDE

□ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □

Comentarios y acción correctiva

Comentarios del cuerpo administrativo superior

Deriva de calibración Sesgo del método Descripción del error de alcance Inestabilidad Suceso aleatorio Otro Deriva de calibración Sesgo del método Descripción del error de alcance Inestabilidad Suceso aleatorio Otro Deriva de calibración Sesgo del método Descripción del error de alcance Inestabilidad Suceso aleatorio Otro Deriva de calibración Sesgo del método Descripción del error de alcance Inestabilidad Suceso aleatorio Otro

CLÍNICA

□ 1 >2.5 IDE

Investigación Fuentes de errores Deriva de calibración Sesgo del método Descripción del error de alcance Inestabilidad Suceso aleatorio Otro

DE LA QUÍMICA

□ 2 consecutivas >2 IDE

Fecha de análisis:_____ No. de ID de la muestra: Núm. acred. lab.:______

Deriva de calibración: error sistemático significativo, la recalibración resuelve el error Sesgo del método: error sistemático significativo, sesgo inherente del método identificado Descripción del error de alcance: sesgo analítico significativo cerca de los límites de alcance declarable para el método, no lineal Inestabilidad: error aleatorio, un componente (es decir, sonda muestral, células, reactivos) no se desempeña de manera óptima, aceptable en la repetición Suceso aleatorio: no se puede reproducir el error o identificar posibles fuentes

Revisó: Firma

Fecha

Firma

Fecha

Dr. C.P Dr. D.L Dr. F.B

Central: Tox.: HDIP: Muestra inv.:

Revisado por el director del laboratorio: Dr. G. C ___________________ F e c h a _______________ Revisado: 2 de mayo de 2001 por T h

FIGURA 3-27.

Forma para revisar resultados de estudio de competencia.

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

Lab: □ central □ Muestra ¡nv. □ HDIP rtTox. Nombre de la muestra de competencia:__________________________ C iclo __________ M u estra _________________

CAPÍTULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

CUADRO 3-12. REQ UISITO S D E C A LID A D D E A N A LIZ A D O R ES EM P LEA D O S EN E L LU G A R DE ATENCIÓN _____________________________________ Velocidad (las pruebas se deben completar dentro de minutos de introducción de la muestra) La exactitud y la precisión se aproximan a la del analiza­ dor del laboratorio central Equipo pequeño y portátil Capacidad para analizar una "muestra no preparada" (como sangre completa) Tamaño de muestra pequeño Menú de prueba flexible Alcance dinámico amplio para reducir al mínimo las repeticiones, diluciones y pruebas confirmatorias Facilidad de uso para el personal que no es del laboratorio Capacidad de bloqueo Para evitar que personas no autorizadas realicen la prueba

83

tivam ente sim ple de operar y controlar. Es casi im posible ajustar program as extensos de capacitación para PLDA en program as ya ajetreados de especialistas clín ico s. Tam bién se deben consid erar las capacidades de m anejo de datos. La con ex ió n de analizadores de PLDA con el sistem a de inform ación del laboratorio puede proveer acceso a los datos del pacien te a toda la institu ción . E l costo total de la PLDA depende del volu m en de m uestras y del personal que lleva a cabo la prueba (enfer­ m era contra té cn ico ).95 Al calcular el costo por prueba en el lugar de atención o el laboratorio central, es im portante in clu ir costos de m ano de obra, de instrum entación, sum i­ nistros, capacitación y de dep reciación e indirectos (es decir, costos de inform e o gastos generales de hospital). E n la m ayor parte de los casos, la prueba del laboratorio central será la m enos cara en una base de costo por prue­ ba que la prueba de sitio alterno. Aunque podría parecer m enos caro llevar a cabo el análisis en el laboratorio cen ­ tral, se debe consid erar el im pacto de los T R en la eficien­ cia de pacientes atendidos y el tiem po de estancia. E l uso selectivo de la PLDA en áreas de aten ción críticas puede producir ahorros de costos de largo plazo para el centro de atención de la salud.

Cuando no se introduce la identificación del paciente Cuando no se introduce el control de calidad El costo por prueba se aproxima al que proporciona el laboratorio principal Desembolso bajo de capital para equipo Lectura cuantitativa (ninguna subjetividad de parte del observador) Calibración automática Interpretación de control de calidad autom atizada Interfase hom ogénea con el sistema de información del laboratorio u hospital (comunicación por sistema ina­ lámbrico; infrarrojo o radiofrecuencia) Poco m antenimiento Requisitos mínimos de solución de problemas Confiabilidad alta con tiem po muerto mínimo Capacidad de respaldo Capacidades de lectura de código de barras Uso de ningún reactivo o reactivos listos para usarse Producción de desechos mínima Desechables mínimos y reciclables Fuente: Cembrowski GS, Kiechle FL. Point-of-care testing: Critical analysis and practical application. Adv Pathol Lab Med 1994;7:3-26.

aju ste a las necesidades del área solicitante. Los requisi­ tos de calidad de los analizadores de PLDA se resum en en el cuadro 3 -1 2 . Se deben consid erar m u chos criterios antes de poder aprobar un program a de PLDA, inclu so la necesidad percibida para PLDA; potencial para m ejoras en el resultado del paciente; asi com o frecu encia de pruebas, confiabilidad del m étodo y requisitos de capacitación y personal. Es im portante elegir un analizador que sea rela­

Hacia la atención de calidad del paciente G ran parte de este capítulo se ha centrado en la entrega de resultados de prueba de laboratorio exactos. La exacti­ tud en análisis de laboratorio es sólo una característica de calidad que se requiere del laboratorio de quím ica clín i­ ca.49 O tras características de calidad igual de im portantes inclu y en form as efectivas de p etición de prueba; in stru c­ ciones claras para la preparación del pacien te y m anejo de la m uestra; tiem pos de respuesta apropiados para el pro­ cesam iento de la m uestra, análisis e inform e de resultados; alcances de referencia apropiados, e inform es de resultados com prensibles. La m ayor parte de los laboratorios clínico s proveen análisis de laboratorio exacto. Apenas se com ien ­ za a apreciar que la m ayor parte de fallas de laboratorio ocu rren en el d om inio preanalítico o posanalítico. Por ejem plo, Ross y B oone revisaron 3 6 3 incid entes que ocu rrieron en un gran hospital de atención terciaria en 1 9 8 7 .96 E n los 3 3 6 registros m édicos investigados, se encontró que los errores pre y posanalíticos daban cuenta de 4 6 y 47% de los incidentes totales, respectivam ente. Los errores preanalíticos inclu yeron órdenes de labora­ torio extraviadas o m al interpretadas, preparación inade­ cuada e id entificación incorrecta del paciente, recip iente de m uestra equivocado y m uestra m al etiquetada o mal m anejada. Los errores posanalíticos in clu yeron resultados retrasados, n o disponibles o incom pletos. E l personal aje­ no al laboratorio fue responsable de 29% de los errores. La m ayor parte de estos errores fueron interdeparta­ m entales; la prevención de esta clase de errores requiere u n enfoque de grupo coordinado, interdepartam ental. La representación com prom etida de los participantes im por­ tantes es un prerrequisito para el éxito, ya sea el m édico, la enferm era, el adm inistrativo de la sala del hospital, el flebotom ista o el analista. E stos individuos pueden for­ m ar u n equipo de calidad o equipo de m ejoram iento que se

84

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

reuniría de m anera regular para definir el problem a y, con el tiem po, h acer recom end aciones para su solución. El grupo debe usar varias técnicas estadísticas y de grupo. Para que estos procesos de grupo tengan éxito, debe haber u n com prom iso total de la ad m inistración. La adm inistra­ ció n se debe capacitar en este “proceso de m ejoram iento

P R O B L E M A S P ro b le m a 3-1: c á lc u lo d e la s e n sib ilid a d y e sp e c ific id a d Los obstetras em plean concentracio nes de fetoproteína alfa (A FP) para ayudar a diagnosticar defectos del tubo neural (D TN ) al in icio del em barazo. Para los siguientes datos, calcule la sensibilidad, especificidad y eficiencia de la A FP para detectar D TN , así com o el valor predictivo de una AFP positiva. NÚMERO DE INTERPRETACIÓN DE EMBARAZOS DE HALLAZGOS DE AFP RESULTADO DEL EMBARAZO

POSITIVO (DTN)

NEGATIVO (NINGÚN DTN)

TOTAL

DTN

5

3

8

Ningún DTN

4

843

847

Total

9

846

855

P ro b le m a 3-2: d e c isió n a d m in is tra tiv a en co n tro l d e c a lid a d U sted está a cargo del laboratorio clín ico cuando un tec­ nólogo se presenta con la h o ja de trabajo. Ha ocurrido una v iolación de la regla 2 2s en las ejecu cion es y dentro de los m ateriales en el m aterial de alta con cen tració n . U sted pide ver los datos del paciente y los datos de con trol previos, que so n los siguientes:

de la calidad”97,98 y debe soportar su crecim iento en la in s­ titución. E sta clase de m étodos han sido transferidos con éxito a negocios estadounidenses e inclu so al am biente clín ico y del h osp ital.99 100 Es sólo a través de tales esfuer­ zos de m ejoram iento de la calidad que se puede m ejorar de m anera im portante la aten ción total del paciente.

DE

P R Á C T I C A

P ro b le m a 3-3: c o m u n ic a c ió n in te rd e p a rta m e n ta l Se tiene u n problem a con la unidad m édica de cuidado intensivo (U M C I) y las m uestras de gas sanguíneo arterial que enviaron al laboratorio. E n las últim as tres sem anas, no se ha querido llevar a cabo un análisis de gases san­ guíneos en seis m uestras diferentes de la U M C I debido a pequeños coágulos encontrados en las m uestras. E l per­ sonal de la U M C I está furioso con la p o lítica de recha­ zo, pero se cree que los análisis serían in correcto s si se em plean estas m uestras. 1. D escriba dónde radica el problem a. 2. ¿Q ué se puede hacer para rem ediar este problem a? 3. ¿Por qué el presente sistem a de con trol de calidad no detecta esta clase de error? Los siguientes problem as representan los pasos en un estud io de evalu ación del m étodo. Se em plea u n c o n ju n ­ to de datos abreviado para m otivar al alum no a h acer los cálculos a m ano. Lleve a cabo los cálculos para los sigu ien­ tes datos experim entales, que se obtuvieron de un estudio de glucosa. E ste m étodo de prueba es u n procedim iento

ALTO

ENERO 2 2 6 ___________________________________________________ x + 3, 222 ___________________________________________________

HOJA DE TRABAJO PARA LA GLUCOSA, ENERO 8

2 1 8 ___________________________________________________

VALORES DE CONTROL DE GLUCOSA DE ENERO FECHA

BAJO

ALTO

2 1 4 ___________________________________________________ x

224

1/1

86

215

2 1 0 ___________________________________________________

117

1/2

82

212

206 ___________________________________________________

Paciente

85

1/3

83

218

Paciente

98

1/4

87

214

202 ___________________________________________________ x - 3S 1 2 3 4 5 6 7 8

Paciente

74

1/5

85

220

Paciente

110

1/6

81

217

83

1/7

88

223

Paciente

112

1/8

83

224

Paciente

120

89 ___________________________________________________

Paciente

97

87 ___________________________________________________

Paciente

105

MUESTRAS

RESULTADOS

Control -alto Paciente

Control -bajo

1. 2. 3. 4.

Grafique estos datos de control. ¿Q ué observa acerca de estos datos de control? ¿C uál podría ser u n problem a potencial? ¿D ebe inform ar los datos del pacien te para hoy? ¿Por qué sí o por que no? V éase la figura 3 -2 8 .

BAJO 91 ___________________________________________________ x + 3,

85 ___________________________________________________ x 83 ___________________________________________________ 81 ___________________________________________________ 79

________________________________________________ 1 2 3 4 5 6 7 8 x-3s

FIGURA 3-28. práctica 3-2.

Gráfica de control en blanco para el problema de

CAPITULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADISTICA

de oxidasa de glucosa acoplada. E l m étodo com parativo es el m étodo de hexocinasa actualm ente en uso.

85

Problema 3-7: regresión lineal Se obtuvieron los siguientes datos de com paración de m étodos (mg/dl):

Problema 3-4: precisión (replicación) Para los siguientes datos de precisión, calcule la m edia, la desviación estándar y el coeficiente de variación para cada una de las dos soluciones de con trol A y B. Estas solu cio­ nes de control se eligieron debido a que sus con cen tracio­ nes fueron cercanas a niveles de d ecisión m édicos ( X ) para la glucosa: 120 mg/dl para la solu ción de control A y 3 0 0 mg/dl para la solu ción de con trol B. La solución de control A se analizó diario, y se obtuvieron los siguientes valores: 118, 120, 121, 119, 125, 1 1 8 , 1 2 2 , 1 1 6 , 1 2 4 , 1 2 3, 117, 117, 121, 1 2 0 , 120, 1 1 9 ,1 2 1 , 1 2 3 , 1 2 0 y 1 2 2 mg/dl La solu ción de control B se analizó diario y dio los siguientes resultados: 295, 308, 296, 298, 304, 294, 308, 310, 296, 300, 295, 3 0 3 , 3 0 5 , 3 0 0 , 3 0 8 , 2 9 7 , 2 9 7 , 3 0 5 , 2 9 2 y 3 0 0 mg/dl

Problema 3-5: recuperación Para los datos de recup eración siguientes, calcule la recu ­ p eración porcentual para cada un o de los experim entos y el prom edio de los experim entos de recuperación. Los experim entos se efectuaron añadiendo dos niveles de estándar a cada una de cinco m uestras del pacien te (A a la E ) con los siguientes resultados: 0.9 ml DE SUERO MUESTRA + 0.1 ml DE AGUA

0.9 ml DE SUERO+0.1 m DE EST. DE500 mg/dl

0.9 ml SERUM + 0.1 ml DE EST. DE 1000 mg/dl

MUESTRA

POR HEXOCINASA (mg/dl)

POR OXIDASA DE GLUCOSA ACOPLADA (mg/dl)

1

191

192

2

97

96

3

83

85

4

71

72

295

299

5 6

63

61

7

127

131

8

110

114

9

320

316

10

146

141

1. G rafique estos resultados. De la in sp ección de la gráfi­ ca, determ ine su error constan te o proporcional signifi­ cativo. 2. C alcule las estadísticas de regresión lineal com o sigue: a) Prepare una tabla con los siguientes encabezados de colum na: x v y v x2i, y 2i, x y ., Y.

b ) Introduzca los datos x. y y en la tabla (recuerde que x es el m étodo com parativo y y el m étodo de prueba) y calcule 2 x , 2y ., 2 x 2i, 2 y 2i y Y xy.. Introduzca estos datos en la tabla.

A

59

110

156

B

63

112

160

c) De las sum as en (b ), calcule x y y . Em plee las ecu a­ cion es 3 -8 y 3 -9 para calcular la pendiente m y la ordenada al origen (y ), respectivam ente.

C

76

126

175

d) C on la ecu ación de regresión Y = mx + y

D

90

138

186

E

225

270

320

¿Q ué ind ican los resultados de este estudio?

calcule y. para cada x , introduzca los valores de Y. en la colum na Y., y luego calcule: (y. - Y.), (y. - Y.)2 y 2 (y . - Y.)2

Introduzca estos datos en la tabla. e) De la sum a en (d) y la ecu ación 3 -1 0 , calcule s /x.

j ) De las sum as en (b) y la ecuación 3 -1 1 , calcule r.

Problema 3-6: interferencia Para los datos de interferencia que siguen, calcule la co n ­ cen tración de ácido ascórbico agregado, la interferencia para cada una de las m uestras y la interferencia prom edio para el grupo de m uestras del paciente. Los experim entos se llevaron a cabo añadiendo 0 .1 m l de un estándar de áci­ do ascórbico de 150 mg/dl a 0 .9 m l de cin co m uestras dis­ tintas del pacien te (A a E ). Se preparó una d ilu ción sim ilar para cada m uestra de pacien te con agua com o diluyente. Los resultados son los siguientes: MUESTRA

A

0.9 ml DE SUERO + 0.1 ml DE AGUA

54

0.9 ml DE SUERO + 0.1 ml DE EST. DE 150 mg/dl

46

B

99

91

C

122

112

D

162

152

E

297

286

¿Q ué ind ican los resultados de este estudio?

3. Inform e las siguientes estadísticas para el experim ento de com paración de m étodos: m, y 0, s /x y r.

Problema 3-8: interpretación U se las estadísticas calculadas en el problem a 3 -7 para contestar las siguientes preguntas. E xpliqu e sus respues­ tas en relación con el valor estadístico que usó para llegar a su respuesta. Cuando sea apropiado, calcule los errores en los dos niveles de d ecisión m édica X cl = 1 2 0 mg/dl y X c7 = 3 0 0 mg/dl. 1. ¿Cuál es el error aleatorio (EA ) de este m étodo? ¿Cuál es la m agnitud de la estadística que cuantifica el EA entre estos m étodos? 2. ¿C uáles son el error constan te (E C ) y el error propor­ cional (E P )? 3 . C alcu le el error sistem ático (E S ) en am bas Xc. ¿C uál es la natu raleza p red om inante del ES (refiérase al nú m ero 2 )?

86

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

4. ¿C uál es el error total (E T = EA + E S) del m étodo? Nota: las estadísticas de regresión lineal se deben usar para estim aciones de error sólo dentro del intervalo de con cen tració n estudiado; se deben haber reunido datos hasta 3 0 0 mg/dl en el experim ento de m étodos de co m ­ paración. 5. a) ¿Cuál es la estadística que cu antifica al error aleato­ rio entre m étodos? b) ¿Q ué valor calculó para esta estadística? 6. Ju zgu e la aceptabilidad del desem peño del m étodo de prueba. Para llegar al ju ic io , aplique los siguientes cri­ terios: a) Para que el m étodo sea aceptado, todos los errores deben ser m enores que el error perm isible (E a) para u n a X C dada. b ) Los siguientes son los errores E a para la glucosa: X cl = 1 2 0 mg/dl E al = 10 mg/dl X c2 = 3 0 0 mg/dl E a2 = 2 5 mg/dl

Problema 3-9: prueba en el lugar de atención 1. Se com isiona a una persona com o laboratorista clínico para un equipo de trabajo en el lugar de atención (LDA). ¿Q ué otra persona podría servir en este equipo? 2. ¿Q ué debe existir antes de poner en práctica un pro­ to colo de prueba en el lugar de aten ción para asegurar resultados exactos y precisos del paciente? 3. Una vez que se decide proveer a los m édicos y pacien ­ tes con la prueba en el LDA, ¿cuáles son características o requ isitos im portantes de los analizadores LDA?

P R E G U N T A S 1. Una d istribución gaussiana suele ser a) Rectangular. b ) En form a de campana. c) U niform e. d) Sesgada.

Problema 3-11: programa para examen de PLDA Su laboratorio está a cargo de supervisar el program a de CC para los glucóm etros (PLDA) en uso en su hospital. U sted observa que el personal de la sala del hospital no está siguiendo el procedim iento adecuado para ejecutar el CC. P or ejem plo, en este caso, el CC del glucóm etro se ejecu tó tres veces seguidas en un esfuerzo por tener los resultados b a jo control. Las dos prim eras ejecu ciones fueron l 3s. La últim a ejecu ció n volvió a m enos de 3 DE. E xpliqu e el proced im iento correcto de seguim iento para tratar con los resultados fuera de control.

Problema 3-12: interpretación de la regla de CC E xpliqu e la regla R4s, inclu so qué tipo de error detecta.

DE

R E P A S O ¿Cuál es la m ediana? e) 105. f i 108. g) 109. h ) 107.

2. Los siguientes resultados de cloruro (mmol/ml) se obtuvieron por m edio de un analizador de lugar de atención en el departam ento de urgencias: 106

111

104

106

112

110

115

127

85

110

108

109

83

119

105

106

1 08

1 14

120

100

107

1 10

1 09

1 02

¿C uál es la media? a) 105. b) 108. c) 109. d) 107.

Problema 3-10: etiquetado de muestras Se recibe una m uestra de orina en el laboratorio con una solicitu d de análisis de orina com pleto. Se etiqueta el reci­ p iente y se da in icio al análisis. Al term inar el análisis se envía un inform e de los resultados a la sala del hospital. Varios m inutos después, se recibe una llam ada telefóni­ ca de la sala con la n oticia de que el análisis de orina no corresponde al paciente. Lo que sucedió es que el reci­ p iente fue m arcado de m anera in correcta antes de ser lle­ vado al laboratorio. 1. ¿C uál es el problem a en este caso y dónde ocurrió? 2. ¿El sistem a de con trol de calidad (C C ) del laboratorio podría detectar o evitar este tipo de problem a?

3 . E l coeficiente de correlación se debe usar a) Para d eterm inar la aceptabilidad del m étodo. b) Para determ inar el tipo de regresión usado para derivar la pendiente y la ordenada al origen y. c) Expresado siem pre com o R2. d ) Para expresar la im precisión del m étodo. 4 . Al hacer un estudio de correlación, el m étodo de pru e­ ba y el de referencia generan puntos de datos iguales. Cuando se grafican, la pendiente es igual a y la ordenada al origen y es igual a . a) 0 .0 , 1.0 b) 1.0, 1.0 c) 1 .0 , 0 .0 d) 0 .0 , 0 .0

CAPÍTULO 3 ■ CONTROL DE CALIDAD Y ESTADÍSTICA

5. C on la siguiente curva CO R, ¿cuál es la m ejo r prue­ ba? a) Prueba A. b) Prueba B. c) Prueba C. d) Prueba D. 6. Los estudios de interferencia suelen u s a r interferente. a) E ritrocitos bem olizados. b ) Intralípido. c) M uestras m uy ictéricas. d) Todo lo anterior.

com o un

7. ¿Cuál regla de W estgard detecta el error aleatorio? a)

l 3s.

» V

o 22s. d) 100. 8. ¿C u ál(es) de las siguientes reglas es probable que detecten errores sistem áticos pequeños y d ifícilm ente se d eb e(n ) usar? a) R 4s.

b)

10

.

c) 2’2s> ^ 4 ls d) 1

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87

9. ¿Cuáles reglas se pueden usar para evaluar con ju n tos de cin co resultados de prueba de com petencia? a ) M edia > 1 .0 IDE. b ) 1 resultado > 2 ID E. c) 5/5 resultados > ± 1 . 0 ID E y m edia > 1 .5 ID E. d) 1 resultado > 3 ID E. 10. La razón principal para poner en práctica la PLDA es a) E l costo de prueba reducido. b) Resultados m ejorados de atención del paciente. c) D ism in u ir la carga de trab ajo del laboratorio central. d) E m plear a no laboratoristas com o analistas. 11. Verdadero o falso (si la respuesta es falsa, explique por qué) a) U na tend encia ocurre cu anto los resultados de CC caen en un lado de la m edia o el otro en un período de 6 a 7 días consecutivos. b) La sensibilidad diagnóstica se refiere a la proba­ bilidad de que sólo las personas que no tienen la enferm edad den un resultado de prueba negativo para la enfermedad. c) E l error aleatorio se relaciona con la precisión del m étodo y el error sistem ático con la exactitud del m étodo.

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4

C A P Í T U L O

Técnicas analíticas e instrumentación Alan H. B. Wu

C O N T E N I D O ESPECTROFOTOMETRÍA Y FOTOMETRÍA Ley de Beer Instrumentos espectrofotométricos Elem entos de un espectrofotómetro Aseguramiento de la calidad del espectrofotómetro Espectrofotómetro de absorción atómica Fotometría de flama Fluorometría Quimioluminiscencia Turbidez y nefelometría Aplicaciones láser ELECTROQUÍMICA Celdas galvánicas y electrolíticas Semiceldas Electrodos selectivos de iones (ESI) Electrodos de PH Electrodos detectores de gas Electrodos de enzimas Cloridómetros coulométricos y voltametría de separación anódica ELECTROFORESIS Procedimiento Materiales de soporte

D E L

■

■

■ ■ ■ ■ ■

C A P Í T U L O Tratamiento y aplicación de la muestra Detección y cuantificación Electroendosmosis Enfoque isoeléctrico Electroforesis capilar CROMATOGRAFÍA Modos de separación Procedimientos cromatográficos Cromatografía líquida de alta presión (CLAP) Crom atografía de gases INSTRUMENTACIÓN PARA PROTEÓMICA Electroforesis bidimensional Espectrometría de masas MADI-TOF y SELDI-TOF OSMOMETRÍA Osmómetro de punto de congelamiento TÉCNICAS ANALÍTICAS PARA PRUEBAS EN EL LUGAR DE LA ATENCIÓN (PLDA) RESUMEN PREGUNTAS DE REPASO REFERENCIAS

O B J E T I V O S Al term inar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Explicar los principios generales de cada método analítico. • Analizar la limitaciones de cada técnica analítica. • Com parar y contrastar las distintas técnicas an alí­ ticas. • A nalizar las aplicaciones clínicas existentes para cada técnica analítica. • Explicar la operación y los elem entos de los ins­ trum entos siguientes: espectrofotóm etro, espec­

90

trómetros de absorción atómica, fluorómetro, cromatógrafo de gases, osmómetro, electrodo selectivo de iones y electrodo para pH. • Resumir los procedimientos de aseguram iento de calidad y m antenim iento preventivo que se rela­ cionan con los instrumentos siguientes: espectrofotóm etro, espectrómetro de absorción atómica, fluorómetro, cromatógrafo de gases, osmómetro, electrodo selectivo de iones y electrodo para pH.

CAPÍTULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

T É R M I N O S Absorción atómica Crom atografía de gases Crom atografía de líquidos

Electrodos selectivos de iones Electroforesis

Las técnicas analíticas y la in stru m entación representan las bases de todas las m ediciones hechas en un laboratorio m oderno de quím ica clínica. La m ayor parte de las téc­ n icas se u b ican en una de las cuatro disciplinas básicas del cam po de la quím ica analítica: espectrom etría (com o esp ectrofotom etría, absorción atóm ica y espectrofotom e­ tría de m asa), lum iniscencia (entre las que están fluores­ cencia, quim iolu m iniscen cia y n efelo m etría); m étodos electroanallticos (com o electroforesis, poten ciom etría y am perom etría) y crom atografía (de gases, de líquidos y de capa fina). D ebido a los adelantos en óptica, electró n ica y en la fabricación de com putadoras, los instrum entos ya se producen en m iniatura. Esta m iniaturización ha p erm iti­ do la p rod u cción de dispositivos para efectuar pruebas en el lugar de atención, los cuales proporcionan resultados tan seguros com o los instrum entos que se encuentran en un gran laboratorio.

ESPECTROFO TO M ETRÍA Y FOTOM ETRÍA Los instrum entos para m edir la rad iación electrom agné­ tica com parten varios con cep tos y partes en com ún. Los com ponentes com unes de los instrum entos se tratan con m ayor profundidad en una secció n posterior. Los in stru ­ m entos fotom étricos m iden la alta intensidad sin consid e­ rar la longitud de onda. En la actualidad, la m ayor parte de instrum entos contienen filtros (fotóm etros), prism as, o rejillas (espectróm etros) para seleccion ar (aislar) pocos valores de la longitud de onda incid ente. De la energía radiante que pasa a través de u n ob jeto, una parte se refle­ ja rá , se absorberá y se transm itirá. La rad iación electrom agnética se describe com o foto­ nes de energía que viajan en ondas. La relación entre lo n ­ gitud de onda y energía E se expresa m ediante la fórm ula de Planck: E = hv

91

C L A V E ___________________________________________ Electroquímica Espectrofotometría Fluorometría

Pruebas en el lugar de atención (PLDA) Quimiluminiscencia

Los instrum entos que se estudian en esta secció n m iden la absorción o la em isión de la energía radiante para deter­ m inar la con cen tració n de átom os o m oléculas. E stos dos fenóm enos, la absorción y la em isión, guardan una rela­ ción m uy estrecha. Para que un rayo de rad iación electro­ m agnética sea absorbido debe tener la m ism a frecuencia que una rotacional o vibratoria del átom o o m olécula co n ­ tra la que choca. Los niveles de energía que son absorbidos se desplazan en etapas discretas, y cu alquier tipo particu­ lar de m olécula o átom o absorberá sólo ciertas energías y no otras. Cuando la energía es absorbida, los electrones de valencia se desplazan hacia un orbital de m ayor nivel. D espués de la absorción de energía, los electrones excita­ dos regresan a su estado basal m ediante la em isión de una cantidad discreta de energía en la form a de un a longitud de onda característica de energía radiante. La absorción o la em isión de energía por parte de los átom os dan com o resultado un espectro de líneas. Debido a la com plejidad relativa de las m oléculas, éstas absorben o em iten una cantidad de energía com prendida en una gran región. La luz que em iten los sólidos incand escentes (tu ngsteno o d euterio) es u n contin u o. Los tres tipos de espectros se m uestran en la figura 4 - 2 .1-3

Ley de Beer Beer y co l d escribieron la relación que hay entre la luz que absorbe una disolu ción y la co n cen tració n de esa m ism a disolución. La ley de Beer establece que la con cen tració n de una sustancia es directam ente proporcional a la cantidad

(Ec. 4-1)

donde h = una constante (6 .6 2 X 10-27 erg s), conocid a com o constan te de P lanck v = frecuencia C om o la frecuencia de una onda es inversam ente pro­ porcional a la longitud de onda, en ton ces la energía de la rad iación electrom agnética es inversam ente proporcional a la longitud de onda. E n la figura 4 -1 se ilustra dicha relación. E n la radiación electrom agnética está contenido u n espectro de energía de longitud de onda corta, rayos energéticos gam m a y X a la izquierda de la figura 4 - IB hasta frecuencias de radio de longitud de onda larga a la derecha. La luz visible queda entre la longitud de onda del color violeta a 4 0 0 nm y el ro jo a 7 0 0 nm , que son casi los lím ites del espectro visible.

Espectro electromagnético Energía en electrón-voltios 108 107 10s 10s 104 103 102 10 1 1 1 1 1 i 1 1 Cósmica

Rayos gamma

10-‘ 10 210 310— 10 S i i i i i

Microondas Ultra­ Infrarrojo (radio, tv, radar) violeta Vis i ole 500f. 0.01|i 0.4J 0.7(i

Rayos X

0.01 A 1A Longitud de onda

Violeta

Azul

Verde

Amarillo Naranja

Rojo

B FIGURA 4-1. Radiación electromagnética -relación de la energía y la longitud de onda.

92

PARTE i ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

FIGURA 4-2. Espectros característicos de absorción y emisión. (Tomado de Coiner D. Basic Concepts in Laboratory Instrumentation. Bethesda, MD: ASMT Education and Research Fund, 1975-1979.) de luz absorbid a o inversam ente p ro p orcion al al lo g a rit­ m o de la luz transm itida. E l porcen taje de transm itancia (% T) y absorbancia (A) son térm inos fotom étricos rela­ cionados que se estudian en esta sección . E n la figura 4-3A se ilustra un rayo de luz m onocrom ática que penetra en una disolución. Una parte de la luz es absor­ bida. E l resto sigue su curso, choca con un detector de luz y es convertida en una señal eléctrica. E l porcentaje de transm itancia es la relación de la energía radiante transm itida (T) dividida entre la energía radiante que incide en la muestra (I). Si toda la luz es absorbida o bloqueada el resultado es 0% T. U n nivel de 100% T se obtiene si nada de la luz se absorbe. E n la práctica, el disolvente sin el constituyente de interés se coloca en la trayectoria de la luz, com o se muestra en la figura 4-3B . La m ayor parte de la luz se transm ite, pero el disolvente o el recipiente absorben una pequeña cantidad o se refleja lejos del detector. El dispositivo eléctrico de lec­ tura del instrum ento se fija en forma arbitraria en una transm itancia de 100% , m ientras la luz pasa a través de un medio de referencia o blanco. La m uestra que contiene moléculas absorbentes que se desea m edir se coloca en la trayectoria de la luz. La diferencia en cantidad de luz transm itida por el

blanco y la que transm ite la m uestra se debe sólo a la pre­ sencia del com puesto que se está m idiendo. El porcentaje de transm itancia que m iden los espectrofotóm etros com ercia­ les es la relación del rayo que transm ite la m uestra dividido entre el rayo que transm ite el medio de referencia. Espesores iguales de un m aterial absorbente absorbe­ rán una fracción constan te de la energía que incid e en las capas. Por ejem plo, en un cond u cto que contiene capas de disolu ción (fig. 4 -4 A ), la prim era capa transm ite 70% de la luz que incid e en ella. A su vez, la segunda capa trans­ m itirá 70% de la luz que incide en ella. P or consiguiente, la segunda capa tran sm ite 70% del 70% (4 9 % ). La tercera capa transm ite 70% del 49% , es decir, 34 % de la luz ori­ ginal. Si se con tin ú a de esta m anera, las capas sucesivas tran sm iten 2 4 y 17% , respectivam ente. Los valores de % T, al ser graficados en papel para gráficas lineales, generan la curva que se presenta en la figura 4 -4 B . Si se consid e­ ra que cada capa igual es com o si fueran m uchas capas m onom oleculares, se puede traducir capas de m aterial en con cen tració n . Si se usa papel sem ilogarítm ico para grad­ ear los m ism os valores, se obtiene una recta (fig. 4 -4 C ), lo cual indica que a m edida que la con cen tració n aum enta, dism inuye el % T en form a logarítm ica. La absorbancia A es la cantidad de luz que se absorbe. U n espectrofotóm etro no la puede m edir en form a directa, sino que se deriva en form a m atem ática a partir de % T com o se indica a continu ación:

%T = — x 100 In donde IQ= luz incid ente I luz transm itida La absorbancia se define com o

A = -log(JZT0) = log (1 0 0 % ) - l o g 1 T = 2 - ■log % T (Ec. 4-3)

De acuerdo con la ley de Beer, la absorban cia es directa­ m ente proporcional a la con cen tració n (fig. 4 -4 D ): A=e X b X c

A

i

(Ec. 4-4)

donde e = absortividad molar, la fracción de un a longitud de onda específica de luz absorbida por u n tipo dado de m olécula b = longitud de la trayectoria de la luz a través de la d isolu ción c = con cen tració n de las m oléculas absorbentes

=>

% de transmitancia = —— x 100

■Se define como 100% T

Blanco

Señal del haz de la muestra Señal dei haz del blanco Muestra

FIGURA 4-3.

(Ec. 4-2)

Porcentaje de transmitancia (% T).

x 100

La absortividad depende de la estructura m olecular y de la m anera en que las m oléculas absorbentes reaccionan con energías diferentes. Para cualquier tipo de m olécula parti­ cular, la absortividad cambia cuando la longitud de onda de la radiación así lo hace. La cantidad de la luz que es absorbida a una longitud de onda particular depende de los tipos de m oléculas y de iones que estén presentes y podría variar con la con centración, el pH o la tem peratura. D ebido a que la longitud de la trayectoria y la absortivi­ dad m olar son con stan tes para una determ inada longitud de onda, A oc C (Ec. 4-5)

CAPÍTULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

93

A

Luz incidente

70

49

34

1 2 0

1 2 3 4 Capas o concentración

5

24

17

3

4

% transmitido

Concentración

Concentración

FIGURA 4-4. (A) Porcentaje de la luz incidente original transmitida por capas ¡guales de la disolución que absorbe luz; (B) porcentaje de transmitancia en fundón de la concentración en papel para gráficas lineales; (C) % T en fundón de la concentración en papel semilogarítmico; (D) A en función de la concentración en papel para gráficas lineales.

Las concentracio n es d esconocidas se determ inan a par­ tir de una curva de calibración en la que se gráfica absorb ancia a una longitud de onda específica en fu nción de la con cen tració n para estándares de con cen tració n conocida. P or lo que se refiere a las curvas de calibración que son lineales y tienen una ordenada al origen y igual a cero, las con cen tracio n es desconocidas se determ inan a partir de un calibrador. Por otro lado, n o todas las curvas de cali­ b ració n son lineales. Las desviaciones de la linealidad se observan casi siem pre a absorbancias altas. La luz parásita dentro de un instrum ento lim itará en últim a instancia la absorbancia m áxim a que puede alcanzar un espectrofotóm etro; en general, 2 .0 unidades de absorbancia.

Instrum entos espectrofotom étricos C on un espectrofotóm etro se m ide la luz transm itida por una disolu ción para determ inar la con cen tració n de la sus­ tancia que absorbe luz y que está dentro de la disolución. Los com ponentes básicos de un espectrofotóm etro de haz ú n ico se presentan en la figura 4 -5 , y se d escriben en las seccion es siguientes. Ranura de entrada

Fuente luminosa

Ranura de salida

Cubeta para la muestra

Elem entos de un espectrofotóm etro F u e n te d e luz La fuente de luz m ás com ún para trabajar en la región visi­ b le y en la cercana al infrarrojo es la lám para de tungsteno o de yoduro de tungsteno. Sólo alrededor de 15% de ener­ gía radiante em itida cae en la región visible; la m ayor parte de la em isión es cercana al in fra rro jo .1"3 C on frecu encia se inserta un filtro que absorbe calor entre la lám para y la m uestra para absorber la rad iación infrarroja. Las lám paras que se utilizan más para trabajar con la luz ultravioleta son las de descarga de deuterio o la lám pa­ ra de arco de m ercurio. E l deuterio proporciona una em i­ sión continu a abajo de 165 nm . Las lám paras de m ercurio de b aja presión em iten un espectro de líneas nítidas, tan­ to con líneas ultravioleta com o visibles. Las lám paras de m ercurio de presión media y alta em iten un con tin u o des­ de la región ultravioleta hasta la m edia visible. Los factores más im portantes en lo que se refiere a la fuente de luz son el alcance, la distribución espectral dentro del alcance, la fuente de produ cción radiante, la estabilidad de la energía radiante y la tem peratura. FIGURA 4-5.

Tubo FM

Monocromador A/D

Pantalla

Espectrofotómetro de haz único.

94

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUIMICA CLÍNICA

M o n o cro m a d o res E l aislam iento de longitudes particulares de onda de luz es una fu n ció n im portante y necesaria de un m onocrom ador. E l grado de aislam iento de la longitud de onda es una fun­ ció n del tipo de dispositivo y el ancho de las rend ijas de entrada y salida. E l paso de banda de un m onocrom ador define la am plitud de las longitudes de onda transm itidas y se calcula com o ancho a m ás de la m itad de la transm itancia m áxim a (fig. 4 -6 ). Se utilizan num erosos dispositivos para obtener luz m onocrom ática. Los m enos caros son los filtros de vidrio de color. Por lo regular, estos filtros d ejan pasar una banda am plia de energía radiante y es baja su transm itancia de la longitud de onda seleccionada. A pesar de no ser precisos, son sen cillo s, baratos y útiles. Los filtros de interferencia producen luz m onocrom áti­ ca con base en el principio de interferencia constructiva de ondas. Dos piezas de vidrio, cada una con un espejo por u n lado, están separadas por un separador transparente que es precisam ente de la m itad de la longitud de onda deseada. Las ondas de luz entran por un lado del filtro y se reflejan en la segunda superficie. Las longitudes de onda que son del doble del espacio entre las dos superficies de vidrio se reflejarán de un lado al otro, reforzando a otras de las m ism as longitudes de onda y, para finalizar, co n ti­ nuar su paso. O tras longitudes de onda se anularán entre sí debido a las diferencias de fase (interferen cia destructiva). Puesto que los filtros de interferencia transm iten tam bién m últiplos de las longitudes de onda deseadas, requieren filtros accesorios para elim inar estas longitudes de onda arm ónicas. Los filtros de interferen cia se construyen para que pasen en form a efectiva unas longitudes de onda de u n m argen estrecho de valores. E l prism a es otro tipo de m onocrom ador. U n haz angos­ to de luz enfocado sobre un prism a se refracta a medida que entra al vidrio más denso. Las longitudes de onda cor­ tas se refractan m ás que las longitudes de onda largas, lo que ocasiona dispersión de la luz blanca en un espectro con tin u o. E l prism a se puede h acer girar, lo que perm ite

Longitud de onda nominal de 550 nm para ambos filtros

e O) £ (0

que sólo pase la longitud de onda deseada a través de la ranura de salida. Se usan m ás las rejillas de difracción que los m o n o­ crom adores. U na rejilla de d ifracción consta de gran can ­ tidad de surcos paralelos ( 1 5 0 0 0 o 3 0 0 0 0 por pulgada) grabadas m ediante un ácido sobre una superficie pulida. La d ifracción, que es la descom posición de la luz en sus longitudes de onda constitu yentes, se basa en el principio que establece que las longitudes de onda se curvan cu an ­ do pasan por una esquina puntiaguda. E l grado de flexión depende de la longitud de onda. Cuando las longitudes de onda pasan por las salientes, se form an los frentes de onda. Los que están en fase se refuerzan entre sí, y los que no están en fase se anulan y desaparecen. Esto da com o resultado un espectro com pleto. Las rejillas con un rayado m uy fino generan un espectro de dispersión amplia. O ca­ sionan espectros lineales, que se den om inan órdenes, en am bas d irecciones desde la ranura de entrada. Com o los espectros m últiples tien en una tend encia a causar proble­ mas de luz parásita, se usan filtros accesorios.

C e ld a d e la m u estra E l siguiente elem ento del espectrofotóm etro básico es la celda de la m uestra o cubeta, la cual puede ser redonda o cuadrada. Se debe conservar constan te la trayectoria de la luz con el ob jeto de que la absorbancia sea proporcional a la concen tración. Lo anterior se verifica con facilidad m ediante la preparación de una disolu ción de color para leer la escala m edia cuando se usa la longitud de onda de m áxim a absorción. Se tiene que llenar cada cubeta que se som eterá a prueba, se toma la lectura y se conservan las que se m antienen dentro de una tolerancia aceptable (p. ej., ± 0 .2 5 % T ). Com o es difícil fabricar tubos red on­ dos de diám etro u niform e, se tien en que m arcar co n ácido para indicar la po sició n de uso. Las cubetas se venden por ju eg os. Las cubetas cuadradas tien en superficies ópticas en planos paralelos y una trayectoria de luz constante. E n com paración con las cubetas redondas, las cuadradas tie­ nen a su favor que hay m enos error por el efecto de las lentes, la orien tación en el espectrofotóm etro y la refrac­ ción. Las cubetas con superficies ópticas rayadas dispersan la luz y se deben desechar. Las cubetas de vidrio baratas se pueden usar en aplicaciones en la región visible, pero absorben luz en la región ultravioleta. P or tanto, se deben usar cubetas de cuarzo en el caso de que se requiera u tili­ zar rad iación ultravioleta.

Fotodetectores - Filtro núm 2, transmisión máxima

Filtro núm 1 (mitad de la altura) Filtro núm 2 (mitad de la altura)

500

525

550 575 Longitud de onda

600

nm

FIGURA 4-6. Transmitancia espectral de dos monocromadores con paso de banda a la mitad de la altura de 5 y 20 nm.

E l objetivo de los detectores es transform ar la energía radiante transm itida en una cantidad equivalente de ener­ gía eléctrica. E l dispositivo m enos caro se conoce com o cel­ da de capa-barrera o fotocelda. Ésta está com puesta de una película de m aterial sensible a la luz, casi siem pre selenio, sobre una placa de hierro. Sobre el m aterial sen sible a la luz está una capa fina y transparente de plata. Cuando se expone a la luz, los electrones del m aterial sensible a la luz se excitan y se liberan para fluir hacia la plata altam ente conductora. E n com paración con la plata, una resistencia moderada se opone al flujo de electrones hacia el hierro, lo

CAPÍTULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

que form a una barrera hipotética al flujo en esa dirección. P or consiguiente, esta celda genera su propia fuerza elec­ trom otriz, la cual se puede medir. La corriente producida es proporcional a la radiación incidente. Las fotoceldas no requieren un voltaje externo, sino que se apoyan en la trans­ ferencia interna de electrones para producir una corriente en un circuito externo. D ebido a su resistencia interna baja, la salida de energía eléctrica no se am plifica con facilidad. Por tanto, este tipo de detectores se usa principalm ente en los fotóm etros para filtros, con paso de banda am plio, lo que produce un nivel alto de ilum inación, de m odo que no hay necesidad de am plificar la señal. La fotocelda es barata y durable, pero es sensible a la tem peratura y no lineal a niveles de ilu m inación m uy bajos o m uy altos. U n fototu bo (fig. 4 -7 ) es sim ilar a una celda de capa barrera, ya que tiene m aterial fotosensible que em ite elec­ trones cuando lo golpea la energía lum inosa. La diferencia es que se requiere un voltaje extern o para su operación. Los fototu bos constan de un cátodo con carga negativa y u n ánodo con carga positiva acom odados en un recipiente de vidrio. E l cátodo está com puesto de un m aterial (com o rubidio o litio) que actúa com o una resistencia en la oscu­ ridad, pero em ite electrones cuando está expuesto a la luz. Los electrones liberados saltan al ánodo con carga p ositi­ va, donde se agrupan y retornan por un circuito externo y m ensurable. P or lo com ún, el cátodo posee una gran área superficial. Si varía el m aterial del cátodo cam bia la longi­ tud de onda a la cual el fototu bo proporciona su respuesta m ás alta. La fotocorriente es lineal con la intensidad de la luz que ch oca con el cátodo, siem pre que el voltaje entre el cátodo y el ánodo perm anezca constan te. La d ispersión de los fotoelectrones por los choqu es con las m oléculas de gas se evita co n un vacío dentro de los tubos. El tercero de los principales tipos de detectores de luz es el tubo fotom u ltiplicador (F M ), el cual detecta y am plifi­ ca la energía radiante. Com o se ilustra en la figura 4 -8 , la luz in cid ente choca con el cátodo revestido, lo cual genera la em isión de electrones. U na serie de ánodos, conocida com o dínodos, atraen a los electrones; cada dínodo tiene un voltaje sucesivam ente m ás alto. Estos dínodos son de

95

Luz incidente

Fotocátodo

FIGURA 4-8.

Cadena de dínodos en un tubo fotomultiplicador.

un m aterial que em ite m u chos electrones secundarios cuando electrones solos ch ocan con tra él. La em isión in i­ cial de electrones en el cátodo desencadena una cascada de electrones dentro del tubo fotom ultiplicador. A causa de esta am plificación, el tubo FM es 2 0 0 veces más sensible que el fototubo. Los tubos FM form an parte de instrum en­ tos cuyo diseño los hace en extrem o sensibles a niveles de luz m uy bajos y destellos de luz de m uy corta duración. La acu m ulación de electrones que golpean el ánodo gene­ ra una señal de corriente, que se m ide en am peres, que es proporcional a la intensidad in icial de la luz. La señal analógica se convierte prim ero en un voltaje y luego en una señal digital por m edio de u n convertidor analógicoa-digital (A/D). Las señales digitales se p rocesan en form a electrónica para producir lectu ra de absorbancia. E n un fotod iod o, la absorción de energía radiante por m edio de un diodo polarizado inversam ente de u n ió n positiva-negativa genera una fotocorriente que es proporcional a la potencia radiante incidente. Aunque los fotodiodos no son tan sensibles com o los tubos FM debido a la falta de am plificación interna, su excelen te linealidad (6 a 7 déca­ das de potencia rad iante), velocidad y pequeñas d im en­ siones los h acen útiles en aplicaciones donde los niveles de luz son adecuados.4 Está disponible u n conjunto de fo to diodos (C F D ) en circuitos integrados que con tien en 2 5 6 a 2 0 4 8 fotodiodos en una d isposición lineal. U n acom odo lineal se m uestra en la figura 4 -9 . Cada fotodiodo respon­ de a una longitud de onda específica, y, com o resultado, se obtiene u n espectro com pleto UV/visible en m enos de un segundo. La resolu ción es 1 a 2 nm y depende de la canti­ dad de elem entos discretos. E n los esp ectrofotóm etros que con tien en detectores CFD , la rejilla se coloca después de la cubeta para la m uestra y dispersa la rad iación transmitida sobre el detector C FD (fig. 4 -9 ). E n el caso de los espectrofotóm etros de haz ú n ico , la lectura de absorbancia de la m uestra se debe efectuar por m edio de u n b lanco, usando una disolu ción de referencia apropiada que no contenga el com puesto de interés. Los espectrofotóm etros de doble haz perm iten la correcció n autom ática de la absorbancia de la m uestra y de la diso­ lu ción de referencia, com o se m uestra en la figura 4 -1 0 .

96

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

FIGURA 4-9. Espectrofotómetro de conjunto de fotodiodos, se ¡lustra la ubicación de la cubeta de la muestra ante el monocromador.

Puesto que las intensidades de las fuentes de luz varían en fu n ció n de la longitud de onda, los espectrofotóm etros de doble haz son necesarios cuando se debe obten er el esp ec­ tro de absorción de una m uestra. Los espectrofotóm etros de haz ú n ico , por com putadora y de puesta en ceros en form a continu a han reem plazado a la m ayor parte de los esp ectrofotóm etros de haz doble.

A seg uram iento de la calidad del espectrofotóm etro Al ejecu tar por lo m enos las siguientes com probaciones valida la fu n ció n del instrum ento: exactitu d de la long i­ tud de onda, luz parásita y linealidad. Exactitud de la lon­ gitud de onda quiere decir que la longitud de onda que está indicada en la carátula es la longitud de onda real de la luz que pasa por el m onocrom ador. P or lo com ú n se com prueba usando d isolu cion es absorbentes norm ales o filtros con absorbancia m áxim a de longitud de onda co n o ­ cida. E l didim io u óxido de holm io en vidrio es estable y, a m enudo, se usa com o filtro. E l filtro se ubica en la tra­ yectoria de la luz y el con trol de la longitud de onda se fija FIGURA 4-10. doble haz.

Espectrofotómetro de

Ranura de entrada

Fuente luminosa

en la longitud de onda a la cual se espera la absorbancia m áxim a. E l con trol de la longitud de onda se hace girar en una d irección u otra para localizar la longitud de onda real que tiene la absorbancia m áxim a. Si estas dos longitudes de onda no concuerdan, se debe ajustar el sistem a óptico para calibrar correctam ente el m onocrom ador. Algunos instrum entos con paso de banda angosto tie­ nen una lámpara de vapor de m ercurio para com probar la exactitud de la longitud de onda. La fuente de luz com ún se sustituye por la lámpara de m ercurio, y el espectro se barre para localizar las líneas de em isión de m ercurio. La longitud de onda indicada en el control se com para contra los picos de la em isión de m ercurio conocidos para determ inar la exactitud del control del indicador de la longitud de onda. La luz parásita se refiere a cualquier longitud de onda fuera de la banda que transm ite el m onocrom ador. Las cau­ sas m ás com unes de luz parásita son la luz que se refleja en rayaduras en las superficies ópticas o en las partículas de polvo que se encuentren en la trayectoria de la luz y a espec­ tros de orden superior producidos por rejillas de difracción. El principal efecto es el error de absorbancia, sobre todo en el intervalo de alta absorbancia. La luz parásita se detecta usando filtros de corte, que elim inan toda la radiación a longitudes de onda más allá de la de interés. Para com pro­ bar si hay luz parásita en la región ultravioleta cercana, por ejem plo, se instala u n filtro que no transm ita en la región de 2 0 0 a 4 0 0 nm . Si la lectura del instrum ento es m ayor que 0% T, hay luz parásita presente. Ciertos líquidos, com o el N íSQ 4, N a N 0 2 y la acetona son m uy absorbentes a longitu­ des de onda cortas, por lo que se pueden usar de la mism a m anera para detectar luz parásita en la región UV La linealidad se dem uestra cuando existe un cam bio en la con cen tració n en una curva de calib ració n recta, com o se explica en la ley de Beer. Las solu ciones coloreadas se podrían diluir con todo cuidado y em plear para com probar la linealidad, utilizando la longitud de onda de absorban­ cia m áxim a para ese color. Ju eg o s sellados de diferentes colores y con cen tracio n es se encu entran en el com ercio. Se les debe colocar u n m arbete con la absorbancia que se debe esperar en un instrum ento de paso de banda dado. U na absorbancia m enor que la esperada es un in dicio de luz parásita o de u n paso de banda m ás am plio que lo especificado. En el com ercio se pueden encontrar ju egos de filtros de densidad neutra para com probar la linealidad sobre un intervalo de longitudes de onda. Se debe planear un sistema de rutina para cada instrum en­ to con el fin de verificar y registrar cada parámetro. La causa

Ranura de salida

Cubeta para la muestra

A/D

Divisores del haz

Cubeta de la disolución de referencia

Pantalla

CAPÍTULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

probable de un problema y el m antenim iento requerido para elim inarlo se explican en el m anual del instrum ento.

Espectrofotóm etro de absorción atóm ica E l esp ectrofotóm etro de absorción atóm ica se em plea para m edir la con cen tració n m ediante la d etección de radiación electrom agnética que absorben los átom os y no las m olé­ culas. Las partes básicas se ilu stran en la figura 4 -1 1 . La fuente de luz com ún, conocid a com o lám para de cátodo hueco, consta de una cám ara al vacío, herm ética al gas, en la que se encuentra un ánodo, un cátodo cilin d rico y un gas inerte, que puede ser helio o argón. Cuando el voltaje se aplica, el gas del filtro se ioniza. Los iones atraídos al cátodo ch o can contra el m etal, desprenden a los átom os y h acen que se exciten. Cuando retorn an a su estado basal, se em ite energía lum inosa que es característica del m etal en el cátodo. E n general, se requiere una lám para separada para cada m etal (p. e j., una lám para de cátodo hu eco de cobre se usa para m edir C u). Las lám paras de descarga lum inosa sin electrodo son una nueva fuente de luz para los espectrofotóm etros de absorción atóm ica. Se llena un bulbo con argón y el ele­ m ento que se desea exam inar. U n generador de radiofre­ cu encia alrededor del bulbo sum inistra la energía para excitar al elem ento, lo cual causa la em isión característica del espectro del elem ento. La m uestra analizada debe contener el m etal reduci­ do en el estado atóm ico vaporizado. Por lo regular, esto se logra utilizando el calor de una flama para rom per los enlaces quím icos y producir átom os libres y no excitados. La flama es la celda de la m uestra en este instrum ento, y ya no se usa una cubeta. Hay varios diseños, pero el quem ador m ás com ún es el quem ador de prem ezcla de larga trayectoria óptica. La m uestra, en disolución, se introduce com o una aspersión dentro de una cám ara, donde se m ezcla con aire y com bustible. La m ezcla pasa por placas desviadoras, en donde las gotas grandes caen y son desalojadas. Sólo las

Interruptor

— —

\

gotas finas llegan hasta la flama. E l quem ador es una ranura larga y angosta que perm ite una longitud de la trayectoria m ayor para absorber la radiación incidente. La luz que pro­ viene de la lám para de cátodo hueco atraviesa la m uestra de átom os en estado basal que están en la flama. La cantidad de luz absorbida es proporcional a la concentración. Cuan­ do un átom o en estado basal absorbe energía lum inosa, se produce un átom o excitado. Éste regresa entonces a su estado basal, em itiendo luz de la m ism a energía que absor­ bió. Por consiguiente, la m uestra de la flama contiene una población dinám ica de átom os en estado basal y átom os excitados, que absorben y em iten energía radiante. La ener­ gía em itida proveniente de la flama se difundirá en todas direcciones, y será una em isión perm anente. Puesto que el objetivo del instrum ento es m edir la cantidad de luz absor­ bida, el detector de la luz debe tener la aptitud de diferen­ ciar entre el haz lum inoso em itido por la lám para de cátodo hueco y el em itido por los átom os excitados que se encuen­ tran en la flama. Para lograrlo, el haz lum inoso del cátodo hueco se m odula insertando un interruptor giratorio m ecá­ nico entre la luz y la flama, o bien, pulsando el sum inistro eléctrico de la lámpara. Com o el haz lum inoso absorbido entra a la m uestra en pulsos, la luz se transm ite tam bién en pulsos. Habrá m enos luz en los pulsos transm itidos porque parte será absorbida. Por tanto, hay dos señales lum inosas provenientes de la flama — una señal alternante de la lám ­ para de cátodo hueco y una directa de la em isión de la fla­ ma. E l circuito de m edición se sintoniza con la frecuencia m odulada. La interferencia proveniente de la em isión de la flama constante se elim ina electrónicam ente al aceptar sólo la señal en form a de pulsos del cátodo hueco. El m onocrom ad or se utiliza para aislar la lín ea de em i­ sión deseada de las otras líneas de em isión de la lámpara. Además, fu nciona com o p ro tección del fotod etector co n ­ tra la luz excesiva que emana de las em isiones de la flama. U n tubo FM es el detector de luz usual. La absorción atóm ica sin flama requiere una m odi­ ficación de instrum entos en la que se inclu ye un horno

M uestra (átom os)

/

&

Tubo FM

—

í

Fuente lum inosa

M onocromador

Com bustible — O xidante —

I

Lectu ra

C a b e z a del quem ador

"

P la c a s iI d esviad o ras v rDren Aspiración de aire

M uestra

FIGURA 4-11.

97

Elementos básicos de un espectrofotómetro de haz único y absorción atómica.

98

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUIMICA CLÍNICA

eléctrico para rom per los enlaces quím icos (atom ización electrotérm ica). La m uestra, líquida o sólida, está co n te­ nida en un pequeñísim o cilindro de grafito. Se pasa una corriente eléctrica por las paredes del cilind ro, se evapora el disolvente, se convierte la m uestra en cenizas y, para term inar, se calienta la unidad hasta la incand escencia para atom izar la m uestra. Este instrum en to, al igual que el esp ectrofotóm etro, se utiliza para determ inar la cantidad de luz absorbida. U na vez m ás, la ley de Beer se aplica para calcular la con cen tració n . Uno de los problem as principa­ les es que la correcció n elem ental es en gran m edida más necesaria y crítica para las técnicas electrotérm icas que para los m étodos de absorción atóm ica basados en la fla­ m a. E n la actualidad, el enfoque m ás com ún requiere una lám para de deuterio com o fuente secundaria, y se m ide la diferencia entre las dos señales de absorbancia. Ha habido u n gran adelanto en las técnicas de correcció n elem ental basada en el efecto Z eem an .1 La presencia de un cam po m agnético intenso ocasionará que la longitud de onda de la rad iación em itida se desplace ligeram ente; este despla­ zam iento en la longitud de onda es el efecto Zeem an. La espectrofotom etría de absorción atóm ica es sensible y precisa. Se usa en form a rutinaria para m edir la co n cen ­ tración de los oigom etales que n o se excitan con facilidad. Por lo general es más sensible que la em isión de flama porque la m ayor parte de átom os producidos en la flama de propano o de aire y acetileno perm anecen en el estado basal disponibles para la absorción lum inosa. Es exacta, precisa y específica. U na desventaja es que la flama es in ca­ paz de disociar las m uestras en átom os libres. Por ejem plo, el fosfato podría interferir en el análisis del calcio porque se form aría fosfato de calcio. E sto se podría superar aña­ diendo cationes que com pitieran contra el calcio por el fosfato. C om o rutina, se añaden lantano o estroncio a las m uestras para form ar com plejos estables co n el fosfato. O tro problem a posible es la ionización de los átom os des­ pués de la d isociación por la flama, la cual se puede dis­ m inu ir reduciendo la tem peratura de la flama. O tra fuente de error puede ser la interferencia de la m atriz a causa de la in ten sificació n de la absorción de la luz por los átom os que se encu entran en los disolventes orgánicos o la form a­ ción de gotitas sólidas cuando el disolvente se evapora en la flama. Esta interferencia se podría superar som etiendo la m uestra a u n tratam iento de extracció n previo .5 Hace poco tiempo se empezó a usar el plasma acopla­ do por inducción (PAI) para aum entar la sensibilidad con respecto a la em isión atómica. Se ha dado a conocer que el soplete, un plasma de argón m antenido por la interacción de un campo de radiofrecuencia y un gas de argón ioniza­ do, proporciona temperaturas de entre 5 500°K y 8 0 0 0 °K . La opinión es que la atom ización com pleta de los elem en­ tos se presenta en estas temperaturas. Se recom ienda el uso del plasma acoplado por inducción com o una fuente para determ inaciones en las que se em plean elem entos refracta­ rios com o el uranio, circonio y boro. E l plasma acoplado por inducción y detección con espectróm etro de masas es la téc­ nica más sensible y específica para todos los elem entos de la tabla periódica. La espectrofotometría de absorción atóm ica se usa con m enor frecuencia a causa de esta nueva técnica.

Fotom etría de flam a E l fotóm etro de em isión de flama, el cual m ide la luz que em iten los átom os excitad os, se usó de m anera am plia para d eterm inar la co n cen tra ció n de N a+, K+ o L i+. Con el surgim iento de los electrodos selectivos de iones para estos analitos, este tipo de fotóm etros ha dejado de usarse en form a ru tin aria en los laboratorios de quím ica c lín i­ ca. P or tanto, esta técn ica ya n o se trata en esta edición. E l lecto r debe con su ltar las ed iciones anteriores de esta obra.

Fluorom etría C om o se vio con el espectrofotóm etro, la luz que entra a la solu ción puede pasar o ser absorbida en parte o por com ­ pleto, lo cual depende de la con cen tració n y la longitud de onda que entra a esa solu ción particular. Siem pre que o cu ­ rre absorción, hay un a transferencia de energía al m edio. Cada tipo m olecular posee una serie de niveles de energía electró n ica, y puede pasar de u n nivel de energía b a jo a u no m ayor sólo absorbiendo una unidad integral (cu an ­ to) de luz que es igual en energía a la diferencia entre los dos estados de energía. Hay niveles de energía adicionales que se deben a la rotación o vibración de partes m olecula­ res. E l estado excitad o dura cerca de 1 0 '3 segundos antes de que el electró n pierda energía y vuelva al estado basal. La energía se pierde por colisión , pérdida de calor, trans­ ferencia a otras m oléculas y em isión de energía radiante. D ebido a que las m oléculas son excitadas por absorción de energía radiante y pierden energía por m últiples in terac­ ciones, la energía radiante em itida es m enor que la absor­ bida. La diferencia entre las longitudes de onda m áxim as, excitación y fluorescencia em itida se llam a desplazam iento de Stokes. Tanto la energía de excita ció n (absorción ) com o la de fluorescencia (em isión ) son características para un determ inado tipo m olecular; por ejem plo, en la figura 412 se m uestran los espectros de absorción y fluorescencia de quinina en ácido sulfúrico al 0 .1 N. La línea d iscon ti­ nua del lado izquierdo m uestra la energía de excitación de longitud de onda corta m áxim a absorbida, m ientras que la

Longitud de onda (nm) FIGURA 4-12. Espectros de absorción y fluorescencia de quinina en 0.1 N de ácido sulfúrico. (De Coiner D. Basic Concepts in Laboratory Instrumentation. Bethesda, MD: ASMT Education and Research Fund, 1975-1979.)

CAPÍTULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

continu a del lado derecho es el espectro fluorescente de longitud de onda más grande (energía m enor).

In stru m en ta ció n b á s ic a L os fluoróm etros de filtro m iden las con cen tracio n es de soluciones que contienen m oléculas fluorescentes. U n in s­ tru m ento básico se m uestra en la figura 4 -1 3 . La fuente em ite luz de alta energía de longitud de onda corta. U n atenuador m ecánico controla la intensidad de luz. E l filtro prim ario, colocad o entre la fuente de rad iación y la m ues­ tra, seleccio n a la longitud de onda que la solu ción por m edir absorbe m ejor. La m uestra fluorescente en la cubeta em ite energía radiante en todas d irecciones. E l detector (colocad o en ángulos rectos con respecto a la celda de m uestra) y u n filtro secundario que pasa las longitudes de onda m ás largas de luz fluorescente evita que la luz in ci­ dente choqu e con el fotodetector. La salida eléctrica del fotod etector es proporcional a la intensidad de la energía fluorescente. En los espectrofluoróm etros, los filtros son reem plazados por prism as o m onocrom adores de rejilla. Las lám paras de descarga de gas (m ercurio y arco de x en ó n ) son las fuentes de energía radiante de excitación em pleadas co n m ás frecuencia. Las lám paras de tungs­ teno incand escentes se usan m enos porque liberan poca energía en la región ultravioleta. Las lám paras de vapor de m ercurio se em plean por lo general en fluoróm etros de filtro. E l m ercurio em ite un espectro de línea caracte­ rístico. Las líneas de resonancia de 3 6 5 a 3 6 6 nm son de uso com ún. La energía a longitudes de onda distintas a las líneas de resonancia se provee al cu brir la superficie inter­ na de la lám para con un m aterial que absorbe la radia­ ció n del m ercurio de 2 5 4 nm y em ite una banda amplia de longitudes de onda m ás largas. La m ayor parte de los espectrofluoróm etros usan una lám para de x en ó n de alta presión. E l x en ó n tiene u n buen con tin u o, que es necesa­ rio para d eterm inar el espectro de excitación.

99

Los fluoróm etros de m o nocrom ad or em plean rejillas, prism as o filtros para el aislam iento de la rad iación in ci­ dente. Los detectores de luz son casi siem pre tubos FM com o resultado de su m ayor sensibilidad a b ajas in ten si­ dades de luz. Los instrum entos de doble haz se usan para com pensar la inestabilidad debida a la fluctuación de ener­ gía eléctrica. Las m ed iciones de co n cen tra ció n de fluorescencia se relacion an co n la absortividad m olar del com puesto, la intensid ad de la rad iación in cid en te, la eficiencia del cuanto de la energía em itida por cu anto absorbido y la longitud de la trayectoria de luz. E n d isolu cion es diluidas con los parám etros del instru m ento m antenid os co n s­ tantes, la flu orescencia es d irectam ente proporcional a la co n cen tració n . E n general, se obtend rá una respuesta lin eal hasta que la co n cen tra ció n de la esp ecie flu orescen­ te sea tan alta que la m uestra com ien ce a absorber can ti­ dades im portantes de luz de excitación . Una curva que d em uestra la no linealidad cuando se increm en ta la co n ­ c en tra ció n se ilu stra en la figura 4 -1 4 . La so lu ció n debe absorber m enos de 5% de la rad iación excitan te para que ocu rra un a respuesta lin eal .6 C om o con todas las m ed i­ cion es cu antitativas, se debe preparar una curva estándar para dem ostrar que la co n cen tració n em pleada cae en un intervalo lineal. E n la polarización de fluorescencia, la energía radiante se polariza en un solo plano. Cuando la m uestra (fluoróforo) se excita, em ite luz polarizada a lo largo del m is­ m o plano com o luz incid ente si el fluoróforo está unido a una gran m olécula. E n contraste, una m olécula pequeña em ite luz despolarizada porque girará fuera del plano de polarización durante su tiem po de vida de excitación. Esta técnica se em plea m ucho para la d etección de fárm acos terapéuticos y drogas. En el proced im iento, se perm ite que el analito de m uestra com pita con uno marcado con fluoró­ foro por u n anticuerpo lim itado para el analito. M ientras

Filtro primario Fuente

■

brsifet

V

t

/

Portamuestras

Atenuador Filtro secundario

Detector (fotomultiplicador)

Lectura

FIGURA 4-13. Fluorómetro de filtro básico. (De Coiner D. Basic Concepts in Laboratory Instrumentatlon. Bethesda, MD: ASMT Education and Research Fund, 1975-1979.)

1-4

10-3

10*2

1 0 '1

10°

101

C oncentración de naftaleno (mg/ml)

FIGURA 4-14. Dependencia de la fluorescencia en la concentración de fluoróforo. (De Guilbault GG. Practical Fluorescence, Theory, Methods and Technlques. Nueva York: Marcel Dekker, 1973.)

100

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

m enor sea la con cen tració n del analito de m uestra, m ayor es el anticuerpo-analito-ñu oróforo m acrom olecular for­ mado y m en or es la despolarización de la luz radiante.

V entajas y d esv en ta ja s d e la flu o r o m e t r ía La flu orom etría tiene dos ventajas sobre la espectrofotom etría convencional: especificidad y sensibilidad. La fluorom etría increm en ta la especificidad al seleccion ar la longitud de onda óptim a para absorción y fluorescencia, en vez de sólo la longitud de onda de absorción vista con la espectrofotom etría. La fluorom etría es casi m il veces m ás sen sible que la m ayor parte de los m étodos de esp ectrofotom etría .6 Una razón es porque la rad iación em itida se m ide de m odo directo; se puede increm entar de m anera sim ple aum en­ tando la intensidad de la energía radiante de excitación. Adem ás, la fluorescencia m ide la cantidad de intensidad de luz presente sobre u n fondo cero. E n la absorbancia, sin em bargo, la cantidad de luz absorbida se m ide de form a indirecta com o la diferencia entre los haces transm itidos. A con cen tracio n es bajas, la diferencia pequeña entre 100% T y el haz transm itido es difícil de m edir con exactitu d y precisión, lo cual lim ita la sensibilidad. La desventaja más grande es que la fluorescencia es m uy sensible a cam bios am bientales. Los cam bios de pH afectan la disponibilidad de electrones, y la tem peratura cam bia la probabilidad de pérdida de energía por colisión en vez de fluorescencia. Las sustancias quím icas con ta­ m inantes o un cam bio de disolventes pueden cam biar la estructura. La luz ultravioleta em pleada para excitación puede causar cam bios fotoquím icos. Cualquier d ism inu­ ció n en la fluorescencia que resulta de cualquiera de estas posibilidades se co n o ce com o extinción. D ebido a que m u chos factores pueden cam biar la intensidad o espectros de fluorescencia, el cuidado extrem o es obligatorio en la técnica analítica y m antenim iento del instrum ento.

Q uim iolum iniscencia E n las reacciones de quim ioluminiscencia, parte de la ener­ gía quím ica generada produce interm ediarios excitados que decaen a u n estado basal con la em isión de fo ton es .7 La rad iación em itida se m ide co n un tubo FM , y la señal se relaciona con la con cen tració n del analito. La quim io­ lu m in iscen cia es diferente a la fluorescencia en que no se requiere rad iación de excitación y son innecesarios los m onocrom adores porque la quim iolu m iniscencia surge de una especie. Lo que es m ás im portante, las reacciones de quim iolu m iniscencia son reacciones de oxid ación de lu m inol, ásteres de acridinio y dioxetanos caracterizadas por un rápido increm ento en la intensidad de la luz em i­ tida seguido de una dism inu ción gradual. N orm alm ente, la señal se tom a com o la integral del pico com pleto. Las técnicas de quim iolu m iniscencia m ejorada increm entan su eficiencia al in clu ir un sistem a potenciad or en la reac­ ció n de un agente quim iolu m iniscen te con un a enzim a. El tiem po para la intensidad de luz es m ucho m ás largo (6 0 m in ) que para las reacciones quim iolu m iniscentes, que duran cerca de 3 0 s (fig. 4 -1 5 ).

Tiempo FIGURA 4-15. Curva representativa de intensidad en función del tiempo para una señal transitoria de quimioluminiscencia.

Las ventajas de los estudios de quim iolum iniscencia inclu yen lím ites de d etección subpicom olares, rapidez (co n las reacciones tipo fla sh , la luz se mide sólo durante 10 s), facilidad de uso (la m ayor parte de los ensayos son procedi­ m ientos de u n paso) e instrum entación sim ple .7 La desven­ taja principal es que las im purezas pueden causar señal de fondo que degrada la sensibilidad y la especificidad.

Turbidez y nefelom etría Las m ediciones turbidim étricas se hacen con un esp ec­ trofotóm etro para determ inar la con cen tració n de m ateria particulada en una m uestra. La cantidad de luz bloqueada p or una suspensión de partículas depende n o sólo de la con cen tració n sino tam bién del tam año. D ebido a que las partículas tienden a agregarse y asentarse fuera de la su s­ pensión, el m anejo de la m uestra se vuelve im portante. La op eración de los instrum entos es la m ism a que para cu alquier espectrofotóm etro. La nefelom etría es similar, excepto que la luz que dis­ persan las pequeñas partículas se m ide a u n ángulo res­ pecto del haz in cid ente en la cubeta. E n la figura 4 -1 6 se m uestran dos configuraciones ópticas posibles para un nefelóm etro. La d ispersión de luz depende de la longitud de onda y el tam año de partícula. Para m acrom oléculas con un tam año cercano a, o m ás grandes que, la longitud de onda de la luz incid ente, la sensibilidad se increm enta al m edir la dispersión de luz d irecta .8 E xisten in stru m en­ tos con detectores colocados a varios ángulos directos, así com o a 9 0 ° respecto a la luz incidente. La luz m o n o­ crom ática obtiene dispersión uniform e y reduce al m íni­ m o el calentam iento de la m uestra. C iertos instrum entos em plean rayos láser com o una fuente de luz m o nocrom áti­ ca; sin em bargo, se puede usar cu alquier m onocrom ador. La dispersión de luz medida a un ángulo d istinto a 180° en turbidim etrla reduce el error de d isolu cion es coloreadas e increm en ta la sensibilidad. D ebido a que am bos m étodos dependen del tam año de partícula, algunos instrum entos cu antifican el cam bio inicial de dispersión de luz en vez de la d ispersión total. Los reactivos deben estar libres de partículas, y las cubetas no deben tener rayas.

CAPÍTULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

101

Cubeta

f

> Detector, nefelómetro con dispersión de luz directa

Fuente de luz

Detector, turbidimetría espectrofotométrica Detector, nefelómetro con dispersión de luz a 90°

FIGURA 4-16. nes ópticas.

Nefelómetro contra espectrofotómetro, configuracio­

2Ag° FIGURA 4-17.

A plicaciones láser La am plificación de luz m ediante em isión de radiación estim ulada (LA SER) se basa en la in teracció n de energía radiante y átom os o m oléculas excitad os de m odo adecua­ do. La in teracció n da lugar a em isión de radiación esti­ mulada. La longitud de onda, d irección de propagación, fase y plano de polarización de la luz em itida son iguales que para la radiación incid ente. La luz láser es polariza­ da y coherente, y tiene am plitud espectral reducida y área de secció n transversal pequeña con divergencia baja. La em isión radiante puede ser m uy poderosa y con tinu a o pulsante. La luz láser puede servir com o la fuente de energía in ci­ dente en un espectróm etro o nefelóm etro. A lgunos rayos láser produ cen anchos de banda de pocos kiloh ertz tanto en la región visible com o infrarroja, lo que hace a estas aplicaciones cerca de tres a seis veces m ás sensibles que los esp ectróm etros com u n es .9 La espectrom etría láser se puede usar tam bién para la determ inación de estructura e id entificación de m uestras, así com o para diagnóstico. La cu antificación de m uestras depende del espectrofotóm etro em pleado. U n ejem plo de aplicación clínica del láser es el contador Coulter, que se usa para análisis diferencial de leu co cito s .10

ELECTROQUÍM ICA M uchos tipos de análisis electró nico s se em plean en el laboratorio clín ico , in clu so p otenciom etría, am perom etría, cou lom etría y polarografía. Las dos celdas electroqu í­ m icas básicas requeridas en estos análisis son las celdas galvánicas y electrolíticas.

Celdas galvánicas y electrolíticas U na celda electrolítica se puede preparar com o se m uestra en la figura 4 -1 7 . Consta de dos sem iceldas y u n puente salino, que puede ser una pieza de papel filtro saturado co n electrólitos. E n lugar de dos com o se m uestra, los electrodos se pueden sum ergir en u n solo vaso de preci­ pitados grande que con tiene una solu ción salina. E n cada configu ración, la solu ción sirve com o pu ente salino.

Celda electroquímica.

E n una celda galvánica, cuando se con ectan los elec­ trodos, hay flujo espontáneo de electrones del electrodo con la m enor afinidad electrón ica (o xid ación ; p. ej., pla­ ta). E stos electrones pasar por el m edidor externo al cáto­ do (red u cción ), donde se lib eran iones OH'. Esta reacción continú a hasta que uno de los com ponentes quím icos se agota; pu nto en el cual, la celda está “m u erta” y no puede p roducir energía eléctrica hacia el m edidor externo. Se puede forzar la corriente a que fluya por la celda m uerta sólo aplicando una fuerza electrom otriz externa E. É sta se llam a celda electrolítica. E n resum en, una celda galvánica se puede construir a partir de una electrolítica. Cuando se inactiva la E externa, los productos acu m ula­ dos en los electrodos producirán de m anera espontánea corriente en la d irección opuesta de la celda electrolítica.

Sem iceldas E s im posible m edir la actividad electroqu ím ica de una sem icelda; es necesario acoplar dos reacciones y com parar una con la otra. Para evaluar las reacciones de sem icelda, se asignan de m anera arbitraria 0 .0 0 V a una reacción de electrodo específica. Toda reacción acoplada con esta reac­ ció n cero arbitraria es positiva o negativa, lo cual depende de la afinidad relativa hacia los electrones. E l electrodo definido com o 0 .0 0 V es de hidrógeno estándar: gas de H 2 a 1 atm ósfera (a tm ). E l gas hidrógeno en con tacto con H+ en la disolu ción form a un potencial. E l electrodo de h id ró­ geno acoplado co n una sem icelda de cin c es catódico, con la reacción 2H + + 2e~ - * H p porque H 2 tiene una m ayor afi­ nidad que el Zn hacia los electrones. E l Cu, sin em bargo, tiene una afinidad m ayor que H, hacia los electrones y, por tanto, la reacció n am ónica H 2 - » 2H + + 2e~ ocu rre cuando se acopla con la sem icelda de electrodo de cobre. E l potencial que se genera m ediante el electrodo de gas hidrógeno se usa para evaluar el p oten cial de electrodo de m etales en d isolu ción de 1 mol/L. E n el cuadro 4 -1 se m uestran los potenciales de red u cción para ciertos m eta­ les .11 U n electrodo de hidrógeno se em plea para d eterm i­ nar la exactitu d de electrodos de referencia e indicadores, la estabilidad de d isolu ciones estándar y los potenciales de u n iones líquidas.

102

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

CUADRO 4-1. P O TEN CIA LES D E REDUCCIÓN ESTÁNDAR POTEN CIAL, V

Zn2+ + 2e « Z

-0.7628

Cr2+ + 2e ** Cr

-0.913

N¡2+ + 2e ^ Ni

-0.257

2H+ + 2e « H2

0.000

Cu2+ + 2e ** Cu

0.3419

A g + + e «-» Ag

0.7996

Los datos presentados son ejemplos de Lide DR. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 83rd ed. Boca Ratón, FL: CRC Press, 2003-2004.

Electrodos selectivos de iones (ESI) Los m étodos p o tenciom étricos de análisis conllevan la m ed ición directa de potencial eléctrico debido a la activi­ dad de iones libres. Los ESI están diseñados de m odo que sean sensibles a iones individuales.

de prueba, el m ovim iento de iones H+ cerca de la punta del electrodo produce una diferencia de p oten cial entra la disolu ción interna y la de prueba, que se m ide com o pH y se lee m ediante un voltím etro. El electrodo de pH de com bin ació n tam bién contiene u n electrodo de referencia integrado, ya sea Ag/AgCl o calom el (Hg/Hg,Cl,) sum ergi­ do en una d isolu ción saturada de KCI. E l vidrio form ulado en especial se disuelve de form a continu a desde la superficie. E l con cep to presente del m ecanism o selectivo que causa la form ación de la fuer­ za electrom otriz en la superficie de vidrio es que inter­ viene un proceso de intercam bio ión ico. E l intercam bio catión ico ocurre sólo en la capa de gel; no hay penetración de H+ por el vidrio. Aunque el vidrio se está disolviendo de form a constan te, el proceso es lento, y la punta por lo com ún dura varios años. Los electrodos de pH son m uy selectivos para iones hidrógeno; sin em bargo, interfieren otros cationes en con cen tració n alta, de los cuales el más com ún es el sodio. Los fabricantes de electrodos deben lis­ tar la con cen tració n de cationes interferentes que podrían causar error en determ inaciones de pH.

E lec tr o d o d e r e feren c ia

Electrodos de PH U n ESI de uso universal en el laboratorio clín ico es el elec­ trodo de pH. Los com ponentes básicos de u n m edidor de pH se presentan en la figura 4 -1 8 .

E lec tro d o in d ic a d o r E l electrodo de pH consta de un alam bre de plata cubier­ to co n AgCl, sum ergido en una d isolu ción in terna de 0.1 mmol/L de HC1 y colocado en un tubo que con tien e una punta de m em brana de vidrio especial. Esta m em brana es sen sible sólo a iones hidrógeno; las que son sensibles de m odo selectivo a H+ con stan de cantidades específicas de litio, cesio, lantano, bario u óxidos de alum inio en silica­ to. Cuando el electrodo de pH se coloca en la disolu ción

V o ltím e tro

E le c tro d o d e re fe re n c ia

E le c tro d o In d icad o r

C a b le H u e co d e lle n ad o - D iso lu c ió n d e K C I E le c tro d o de re fe re n c ia interno de Ag, AgCl D iso lu c ió n a c id a a m o r- tlg u a d a

FIGURA 4-18.

- M e rcu rio J ’ P u e n te s a lin o

H* H'

^ YA

P u n ta d e v id r ió ! s e n s ib le a H-

H+

P a s t a d e Hg2C I2, K C I C r is t a le s d e K C I

-i

^ s- U n ió n líq u id a

Componentes necesarios de un medidor de pH.

E l electrodo de referencia que se em plea por lo com ún es el electrodo de calom el. Éste, una pasta de cloruro m ercuroso, está en contacto directo con m ercurio m etálico en una disolu ción electro lítica de cloruro de potasio. Siem ­ pre que la con cen tració n de electrólito y la tem peratura perm anezcan constan tes, se genera u n voltaje estable en la interfase del m ercurio y su sal. U n cable conectad o al m ercurio lleva al voltím etro. E l h u eco de relleno es n ece­ sario para agregar d isolu ción de cloruro de potasio. Una pequeña abertura en el fondo se requiere para com pletar el con tacto eléctrico entre los electrodos de referencia e indicador. La u n ión líquida consta de u n tapón de fibra o cerám ica que perm ite un flujo pequeño de d isolu ción electro lítica de relleno. La con stru cción varía, pero todos los electrodos de refe­ rencia deben generar un potencial eléctrico estable. Los electrodos de referencia constan de un m etal y su sal en con tacto con una disolu ción que con tien e el m ism o anión. E l m ercurio/cloruro m ercuroso, com o en este ejem plo, es u n electrodo de referencia que se em plea con frecuencia; la desventaja es que es lento para alcanzar u n nuevo vol­ taje estable después de un cam bio de tem peratura, y es inestable a 8 0 ° C .1,2 Ag/AgCl es otro electrodo de referencia com ún. Se puede usar a tem peraturas altas, hasta 2 7 5 °C, y el alam bre de plata cubierto con AgCl h ace u n electrodo más com pacto que el de m ercurio. E n m ed iciones en las que se debe evitar la contam in ación con cloruro, se puede usar un electrodo de referencia de sulfato o potasio.

U n ion es líq u id as La con ex ió n eléctrica entre el electrodo indicad or y el de referencia se logra al perm itir u n flujo lento de electró li­ to desde la punta del electrodo de referencia. Se establece siem pre u n potencial de unión en la frontera entre dos disolu cion es distintas com o resultado de los iones nega­ tivos y positivos que se difunden por la frontera a veloci-

CAPÍTULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

dades diferentes. E l potencial de u n ión resultante puede aum entar o dism inuir el p otencial del electrodo de refe­ rencia. Por tanto, es im portante que el potencial de unión se m antenga a un valor m ínim o reproducible cuando el electrodo de referencia está en disolución. El K C l es una disolu ción de relleno de uso com ún por­ que los iones K + y C L tien en casi las m ism as movilidades. Cuando se em plea K C l com o d isolu ción de relleno para electrodos de Ag/AgCl, la ad ición de AgCl es necesaria para evitar la d isolución de la sal de AgCl. Una form a de producir un potencial de u n ió n m enor es m ezclar K+, Na+, N 0 3~ y Cl~ en proporciones adecuadas.

103

Eo

k -

7

14

PH

PH A continuación ajusta la pendiente a un segundo p H

Primero equilibra a potencial cero

FIGURA 4-19. Calibración de medidor de pH. (De Willard HH, Merritt LL, Dean JA, Settle FA. Instrumental Methods of Analysis. Belmont, CA: Wadsworth, 1981.)

M edidor de lectura La fuerza electrom otriz que producen los electrodos de referencia e indicador está en el ám bito de m ilivolts. El p otencial cero para la celda indica que cada sem icelda de electrodo está generando el m ism o voltaje, b ajo el supues­ to de que n o hay potencial de u n ió n líquida. E l isopotencial es el p o tencial al que u n cam bio de tem peratura no tiene efecto en la respuesta de la celda eléctrica. Los fabri­ cantes logran esto al hacer que la m itad de la escala (pH, 7 .0 ) corresponda a 0 V a todas la tem peraturas. Em plean una disolu ción am ortiguadora interna cuyos cam bios de pH debidos a la tem peratura com pensan los cam bios en los electrodos de referencia interno y externo.

Ecuación de N em st La fuerza electrom otriz generada com o resultado de H* en la punta de vidrio se describe m ediante la ecu ación de N ernst, que se m uestra en un a form a sim plificada: . u RT ln 10 . 7T . ,T e = ApH x — = ApH x 0 .0 5 9 V (Ec. 4-6)

donde e = fuerza electrom otriz de la celda F = constan te de Faraday (9 6 5 0 0 C/mol) R = constan te m olar de los gases T = tem peratura, en grados Kelvin A medida que aum enta la tem peratura, se increm en­ ta tanto la actividad del ion hidrógeno com o el potencial generado. La m ayor parte de los m edidores de pH tienen una perilla de com pensación de tem peratura que am plifi­ ca la respuesta en m ilivolts cuando al m edidor está en la fu nción de pH. Las unidades de pH en la escala del m edi­ dor se im prim en por lo com ún para uso a tem peratura am biente. E n el voltím etro, 5 9 .1 6 se lee com o u n cam bio de 1 unidad de pH. La com pen sación de tem peratura cam ­ bia la respuesta de m ilivolts para com pensar los cam bios debidos a la tem peratura de 5 4 .2 a 0°C a 6 6 .1 0 a 60°C . Sin em bargo, la m ayor parte de los m edidores de pH se fabri­ can para m ayor exactitud en el intervalo de 10 a 60°C .

7.0 . E l balance o control de in tersecto desplaza toda la pen­ diente, com o se m uestra en la figura 4 -1 9 . A continu ación, reem place la d isolu ción am ortiguadora con una de un pH distinto. Si el m edidor no registra el pH correcto, la am pli­ ficación de la respuesta cam bia la pendiente para coincidir co n la que se predice m ediante la ecuación de N ernst. Si el instrum ento no tiene un control de pendiente, el com pen­ sador de tem peratura lleva a cabo la m ism a función.

Electrodo de combinación de p H E l electrodo de pH de uso com ú n tiene los electrodos de referencia e indicad or com binados en una pequeña sonda, que es conveniente cuando se analizan m uestras peque­ ñas. C onsta de u n electrodo de referencia interno de Ag/ AgCl sellado en u n cilindro de vidrio estrecho co n una punta de vidrio sensible a pH. E l electrodo de referencia es un alam bre de Ag/AgCl enrollado alrededor del electrodo indicador. La envolvente de vidrio externa se llena com o K C l y tiene u n poro dim inuto cerca de la punta de la unión líquida. La disolu ción por m edir debe cu brir por com pleto la punta de vidrio. E n la figura 4 -2 0 se m uestran ejem plos de los otros ESI. E l electrodo de referencia, electróm etro y sistem a de calibración descritos para m ed iciones de pH son aplicables a todos los ESI.

Microelectrodo

Electrodo de superficie

Electrodo de paso de flujo

Calibración Los pasos necesarios para estandarizar un m edidor de pH son bastante directos. Prim ero, equilibre el sistem a con los electrodos en una disolución am ortiguadora con un pH de

Transistor de efecto de campo FIGURA 4-20.

Macroelectrodo

Otros ejemplos de electrodos selectivos de Iones.

104

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUIMICA CLÍNICA

Son tres los tipos de ESI principales: de m etal inerte en con tacto co n un par redox, m etálicos que participan en una reacció n redox y de m em brana. La m em brana pue­ de ser m aterial sólido (com o el v id rio ), líquida (com o los electrodos intercam biadores de ion es) o especial (com o los electrodos com p u estos), com o los electrodos de enzi­ m as y detectores de gas. E l electrodo de hidrógeno estándar es un ejem plo de un electrodo de m etal inerte. E l electrodo de Ag/AgCl es un ejem plo del segundo tipo. E l proceso de electrodo AgCl + e~ - * Ag+ + Cl“ produce un p oten cial eléctrico propor­ cional a la actividad del ion Cl“. Cuando el ion cloruro se m antiene constan te, el electrodo se em plea com o un elec­ trodo de referencia. E l electrodo en con tacto co n las co n ­ centraciones variantes de Cl“ se em plea com o un electrodo indicad or para m edir con cen tració n de cloruro. La capa de gel sensible a H+ del electrodo de pH de vidrio se consid era una m em brana. U n cam bio en la for­ m u lación del vidrio hace a la m em brana m ás sen sible a iones sodio que a iones hidrógeno, lo cual crea un ESI de sodio. O tras m em branas de estado sólido con sisten en un solo cristal o cristales finos inm ovilizados en una m atriz inerte com o el hu le de Silicon. La con d u cció n depende de un m ecanism o de falta de hu eco , y los cristales se form u­ lan de m odo que sean selectivos hacia un tam año particu­ lar, form a y cam bio; por ejem plo, los electrodos selectivos de F “ de LaF, electrodos sensibles a Cl" con cristales de A gCl y los electrodos de AgBr para la d etección de B r . E l E SI de calcio es un electrodo de m em brana líquida. U n portador selectivo de iones, com o el fosfato de d ioctifenilo disuelto en un disolvente insolu ble en agua, iner­ te, se difunde por una m em brana porosa. D ebido a que el disolvente es insoluble en agua, la m uestra de prueba n o puede cruzar la m em brana, pero se intercam bian iones Ca2+. La referencia interna de Ag/AgCl es una disolu ción de relleno de C aC l 2 que está en con tacto con el portador por m edio de la m em brana. Las m em branas líquidas selectivas de potasio em plean el an tibiótico valinom icina com o el portador selectivo de iones. Las m em branas de valinom icina m uestran gran selectividad por K+. Los electrodos de m em brana líquida se recargan cada pocos m eses para reem plazar el in tercam ­ biad or de iones líquido y la m em brana porosa.

Electrodos detectores de gas Los electrodos de gas son sim ilares a los de vidrio de pH pero están diseñados para detectar gases específicos (p. ej., C 0 2 y NH3) en disoluciones y por lo com ún están sepa­ rados de la disolu ción por una m em brana hidrófoba per­ m eable al gas. E n la figura 4 -2 1 se m uestra u n esquem a del electrodo de P C 0 2. La m em brana en con tacto co n la d isolu ción es perm eable sólo a C 0 2, que se difunde hacia una película delgada de d isolu ción de bicarbon ato de sodio. E l pH de la disolu ción de bicarbonato se cam bia com o sigue: C 0 2 + H20 «

H 2C 0 3 «

H+ + H CO 3-

(Ec. 4-7)

E l cam bio de pH del H C 0 3~ se detecta m ediante un elec­ trodo de pH. E l electrodo de P C O , se em plea m ucho en

FIGURA 4-21.

Electrodo de PC02.

laboratorios clín ico s com o un com ponente de in stru m en­ tos para m edir electró litos séricos y gases sanguíneos. E n el electrodo de gas de NH3, la disolu ción de bicar­ bonato se reem plaza con d isolu ción de cloruro de am onio, y la m em brana es perm eable sólo a gas NH3. Al igual que en el electrodo de P C 0 2, el NH 3 cam bia el pH del NH 4C1 com o sigue: NH 3 + H20 «• NH4+ + O H '

(Ec. 4-8)

La cantidad de iones OH“ producidos varía de forma lineal con el log de la presión parcial de NH 3 en la muestra. O tros electrodos detectores de gas fu n cionan sobre la base del principio am perom étrico; es decir, la m ed ición de la corrien te que fluye por una celda electrolítica a un potencial eléctrico constante aplicado a los electrodos. Ejem plos son la determ inación de P 0 2, glucosa y peroxidasa. Las reacciones quím icas del electrodo de P 0 2 (electro­ do de C lark ), una celda electroquím ica con un cátodo de platino y u n ánodo de Ag/AgCl, se ilu stran en la figura 4 -1 7 . E l potencial eléctrico en el cátodo se fija en - 0 .6 5 V y no cond u cirá corriente sin oxígeno en la m uestra. La m em brana es perm eable al oxígeno, que se difunde por el cátodo de platino. La corriente pasa por la celda y es pro­ porcional al P O , en la m uestra de prueba. La d eterm inación de glucosa se basa en la red ucción de P 0 2 durante la reacción de la oxidasa de glucosa con glucosa y oxígeno. A diferencia del electrodo de P C 0 2, el electrodo de peroxidasa tiene un ánodo de platino polari­ zado y su p otencial se establece en + 0.6 V La corrien te flu­ ye por el sistem a cuando el peróxido se oxida en el ánodo com o sigue: H 20 2 - * 2H+ + 2er + 0 2 (Ec. 4-9)

Electrodos de enzim as Los d istintos vilizadas que selecció n del de la enzim a

ESI pueden ser cu biertos por enzim as in m o­ catalizan una reacción quím ica específica. La ESI se determ ina por el producto de reacción inm ovilizada. Los ejem plos inclu yen ureasa,

105

CAPÍTULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

que se em plea para la d etección de urea, y glucosa de o x i­ dasa, que se usa para la d etección de glucosa. U n electro­ do de urea debe tener u n ESI que sea selectivo para NH4+ o NH3, m ientras que la oxidasa de glucosa se em plea en com binació n con un electrodo de pH.

Cloridóm etros coulom étricos y voltam etría de separación anódica Los ESI de cloruro han reem plazado en gran medida las titulaciones cou lom étricas para la d eterm inación de clo ­ ruro en líquidos corporales. La voltam etría de separación anódica se usó de m anera extensa para análisis de plom o y se m ide m ejo r m ediante espectroscopia de absorción ató­ m ica electrotérm ica (horn o de grafito) o, de preferencia, ICP-M S.

ELECTROFORESIS La electroforesis es la m igración de solutos cargados o par­ tículas en un cam po eléctrico. La iontoforesis se refiere a la m igración de iones pequeños, m ientras que la electrofo­ resis de zon a es la m igración de m acrom oléculas cargadas en u n m edio de soporte poroso com o papel, acetato de celulosa o película de agarosa. U n electroforetogram a es el resultado de electroforesis de zona y con siste en las zonas separadas de una m acrom olécula. En un laboratorio clín i­ co, las m acrom oléculas de interés son proteínas en suero, orina, líquido cefalorraquídeo y otros líquidos corporales biológicos y eritrocitos y tejido. La electroforesis consta de cin co com ponentes: la fuer­ za m otriz (potencia eléctrica), el m edio de soporte, la disolu ción am ortiguadora, la m uestra y el sistem a detec­ tor. U n aparato electroforético representativo se ilustra en la figura 4 -2 2 . Las partículas cargadas m igran hacia el electrodo car­ gado opuesto. La velocidad de m igración se controla m ediante la carga neta, el tam año y la form a de la partí­ cula; la fuerza del cam po eléctrico; las propiedades físicas y quím icas del m edio de soporte; y la tem peratura elec-

Fuente de energía

troforética. La tasa de m ovilidad 12 de la m olécula (p.) está dada por O

JU= — x r x n M k

(Ec. 4-10)

donde Q = carga neta de la partícula k = constante r = radio ión ico de la partícula n = viscosidad de la disolu ción am ortiguadora De la ecuación , la tasa de m igración es directam ente proporcional a la carga neta de la partícula e inversam ente proporcional a su tam año y la viscosidad de la d isolu ción am ortiguadora.

Procedim iento La m uestra se m oja en un soporte hidratado durante alrededor de 5 m in. E l soporte se coloca en la cám ara de electroforesis, que se llena antes con disolu ción am orti­ guadora. Es necesario agregar suficiente de esta disolu ción a la cám ara para m antener con tacto con el soporte. La elec­ troforesis se lleva a cabo al aplicar un voltaje o corriente con stan tes durante un tiem po específico. Luego, se retira el soporte y se coloca en un fijador o se seca rápido para evitar la difusión de la m uestra. E sto va seguido de la tin­ ción de las zonas con el tinte apropiado. La cantidad de tinte que capta la m uestra es proporcional a la con cen tra­ ció n de la m uestra. D espués que se lava el exceso de tin­ te, puede ser necesario colocar el m edio de soporte en un agente clarificador. De lo contrario, se seca por com pleto.

Suministro de energía Los sum inistros de energía que operan a corriente o voltaje constan tes están disponibles en el com ercio. E n la electro­ foresis, el calor se produce cuando la corriente fluye por u n m edio que tiene resistencia, lo que da com o resultado u n increm en to de la agitación térm ica del soluto disuelto (ion es) y origina una dism inu ción de la resistencia y un increm en to de la corriente. E l increm en to origina aum en­ tos de calor y evaporación del agua de la disolu ción am or­ tiguadora. E sto h ace que se increm en te la con cen tració n ión ica de la disolu ción am ortiguadora y origina m ás in cre­ m entos posteriores en la corriente. La tasa de m igración se puede m antener constan te si se em plea u n sum inistro de energía con corrien te constante. E sto resulta cierto por­ que, a m edida que avanza la electroforesis, una dism inu­ ció n en la resistencia com o resultado del calor producido dism inuye tam bién el voltaje.

Disoluciones amortiguadoras

FIGURA 4-22.

Aparato de electroforesis, componentes básicos.

D os propiedades de la d isolu ción am ortiguadora que afec­ tan la carga de anfolitos son el pH y la resistencia iónica. L os iones llevan la corriente eléctrica aplicada y perm i­ ten que la disolu ción am ortiguadora m antenga un pH constan te durante la electroforesis. U n anfolito es una m olécula, com o una proteína, cuya carga neta puede ser positiva o negativa. Si la d isolu ción am ortiguadora es más ácida que el punto isoeléctrico (p l) del anfolito, se une con iones H+, adquiere carga positiva y migra hacia el cátodo.

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

Si la disolu ción am ortiguadora es m ás básica que el p l, el anfolito pierde iones EL, adquiere carga negativa y migra hacia el ánodo. Una partícula sin un a carga n eta no m igra­ rá y perm anecerá en el punto de aplicación. D urante la electroforesis, los iones se agrupan alrededor de una par­ tícula em igrante. M ientras m ayor sea la con cen tració n iónica, m ayor es el tam año de la nu be ión ica y m enor la m ovilidad de la partícula. La fuerza iónica m ayor pro­ duce la separación m ás definida de bandas de proteínas, pero origina una m ayor produ cción de calor. Esto podría causar la desnaturalización de proteínas term olábiles. En consecu encia, la con cen tració n óptim a de la d isolu ción am ortiguadora se debe determ inar para cualquier sistem a electroforético. Por lo com ún, las d isolu cion es am ortigua­ doras de más uso están hechas de iones m onovalentes por­ que su resistencia iónica y m olalidad son iguales.

M ateriales de soporte Acetato de celulosa E l em pleo de electroforesis en papel ha sido reem plazado por acetato de celulosa o gel de agarosa en los laboratorios clín ico s. La celulosa se acetila para form ar acetato de celu ­ losa al tratarla con anhídrido acético. El acetato de celu lo­ sa, una película quebradiza, seca, com puesta de casi 80 % de espacio de aire, se produce com ercialm ente. Cuando la pelícu la se m oja en la disolu ción am ortiguadora, los espa­ cios de aire se llenan con electrólito y la película se vuelve flexible. D espués de la electroforesis y la tin ció n, el acetato de celulosa se puede h acer transparente para cuantificació n d en sitom étrica. La p elícu la tran sp aren te seca se puede alm acenar durante períodos largos. E l acetato de celulosa preparado para reducir la electroendosm osis está d isponible en el com ercio. E l acetato de celu losa se emplea tam bién en el enfoque isoeléctrico.

Gel de agarosa E l gel de agarosa es otro m edio de soporte de uso extend i­ do; se le em plea com o una fracción purificada de agar, es neutro y, por tanto, no produce electroendosm osis. D es­ pués de la electroforesis y la tin ció n , se decolora (aclara), seca y explora con un densitóm etro. E l gel seco se puede alm acenar por tiem po indefinido. La electroforesis en gel de agarosa requiere pequeñas cantidades de m uestra (alre­ dedor de 2 p l); no enlaza proteínas y, por tanto, n o se ve afectada la em igración.

Gel de poliacrilam ida La electroforesis en gel de poliacrilam ida conlleva la separa­ ción de proteínas con base en la carga y el tamaño molecular. Se emplea una capa de gel con distintos tam años de poro. E l gel se prepara antes de la electroforesis en una celda de electroforesis de forma tubular. El gel de separación de poro pequeño está en el fondo, seguido de un gel espaciador de poro grande y, por últim o, otro de poro grande que contiene la muestra. Se perm ite que cada capa de gel form e una gela­ tina antes de poner encim a el siguiente gel. Al com ienzo de la electroforesis, las m oléculas de proteína se m ueven con libertad por el gel espaciador hasta su lím ite con el de separación, que disminuye el m ovim iento. Esto perm ite la

concen tración de la muestra antes de la separación de la m uestra m ediante el gel de poro pequeño. La electroforesis en gel de poliacrilam ida separa proteínas séricas en 20 o m ás fracciones en vez de las 5 usuales separadas m edian­ te el acetato de celulosa o agarosa. Se emplea m ucho para estudiar proteínas individuales (com o las isoenzim as).

G el de almidón La electroforesis en gel de alm idón separa proteínas con base en la carga superficial y el tamaño molecular, al igual que el gel de poliacrilamida. E l procedim iento no se usa m ucho com o resultado de la dificultad para preparar el gel.

Tratam iento y aplicación de la m uestra E l suero contiene una alta con cen tració n de proteína, en particular albúm ina y, por tanto, las m uestras de suero se diluyen de form a rutinaria con disolu ción am ortiguadora antes de la electroforesis. En contraste, la orina y el líquido cefalorraquídeo (L C R ), están por lo com ún concentrados. E l hem olisato de hem oglobina se usa sin m ás con cen tra­ ción. E n general, la preparación de la m uestra se hace de acuerdo con la sugerencia del fabricante de los sum inis­ tros electroforéticos. La elctroforesis en acetato de celulosa y gel de agarosa requiere alrededor de 2 a 5 pl de m uestra. Éstas son las electroforesis de ru tin a más com unes llevadas a cabo en los laboratorios clínicos. Debido a que la m ayor parte de las placas fabricadas en el com ercio vienen co n una p lan ti­ lla delgada de plástico que tiene pequeñas ranuras por las que se aplican las m uestras, sobrecargar el gel de agaro­ sa con m uestra no es un problem a frecuente. D espués de perm itir la difusión del suero en el gel durante casi 5 m in, la plantilla se seca para elim inar el exceso de suero antes de ser retirada de la superficie de gel. La m uestra se aplica a acetato de celulosa con un aplicador de alam bre doble, diseñado para transferir una pequeña cantidad.

Detección y cuantificación Las fracciones de proteína separadas se tiñen para reve­ lar sus ubicaciones. Las diferentes tinciones vienen con placas distintas de diversos fabricantes. La form a más sim ple de realizar la d etección es la visualización b ajo luz UV, m ientras que la densitom etría es la form a más com ún y confiable para la cu antificación. La m ayor parte de los d ensitóm etros integran el área b a jo un pico, y el resultado se im prim e com o porcen taje del total. E n la figura 4 -2 3 se esquem atiza un densitóm etro.

Filtro

N

Lámpara

Detector

Registrador Ranura

FIGURA 4-23.

Muestra

Densitómetro, componentes básicos.

CAPÍTULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

[] Detector

107

figura 4 -2 4 . Las proteínas cargadas m igran por un m edio de soporte que tiene un gradiente de pH con tinu o. Cada una de las proteínas se m ueve en el cam po eléctrico hasta que alcanzan un pH igual a su punto iso eléctrico, punto en el que no tienen carga y dejan de m overse.

Electroforesis capilar

de energía FIGURA 4-24. Esquema de electroforesis capilar en instrumenta­ ción. La muestra se aísla en el capilar reemplazando el depósito de disolución amortiguadora anódica con el depósito de la muestra. (De Heiger DN. High-Performance Capillary Electrophoresis. Waldbronn, Alemania: Hewlett-Packard, 1992.)

Electroendosm osis E l m ovim iento de los iones de la d isolu ción am ortigua­ dora y el disolvente en relación co n el soporte fijo se lla­ ma endosm osis o electroendosm osis. Los m edios de soporte com o el papel, acetato de celulosa y el gel de agar, tom an una carga negativa de la absorción de iones hidróxido. Cuando se aplica corriente al sistem a de electroforesis, los iones hidróxido perm anecen fijos m ientras los posi­ tivos libres se m ueven hacia el cátodo. Los iones están m uy hidratados, lo que da com o resultado el m ovim iento catódico neto del disolvente. Las m oléculas que son casi neutras son llevadas hacia el cátodo con el disolvente. Los m edios de soporte com o el gel de agarosa y el de acrilam ida son en esencia neutros, lo que elim ina la electroend osm o­ sis. La p osición de las proteínas en cu alquier separación de electroforesis depende no sólo de la naturaleza de la proteína, sino tam bién de las otras variables técnicas.

Enfoque isoeléctrico E l enfoque isoeléctrico es una m odificación de la electro­ foresis. Se usa un aparato sim ilar al que se m uestra en la

E n la electroforesis capilar (E C ), la separación se efectúa en capilares de sílice fundida de diám etro estrech o (diá­ m etro in tern o, 2 5 7 5 pm ). P or lo com ú n, los capilares sólo se llen an con d isolu ción am ortiguadora, aunque tam bién se pueden usar m edios de gel. E n la figura 4 -2 4 se m ues­ tra de form a esquem ática la in stru m en tació n de la EC . Al in icio , el capilar se llena co n d isolu ción am ortiguadora y luego se carga la m uestra; al aplicar un cam po eléctrico se lleva a cabo la separación. La d etección se puede hacer cerca del otro extrem o del capilar en form a directa por la pared capilar .13 Un concepto fundam ental de la E C es el flu jo electroosm ótico (F E O ). E l FE O es el flujo integral de líquido hacia el cátodo al aplicar un campo eléctrico y se superpone a la m igración electroforética. E l F E O controla la cantidad de solutos tem porales que perm anecen en el capilar. Los cationes m igran m ás rápido porque el F E O y la atracción electroforética se dirigen hacia el cátodo; todas las m olécu­ las neutras son llevadas por el FE O pero no son separadas entre sí; y los aniones se m ueven más lento porque, aunque son llevados hacia el cátodo por el F E O , son atraídos hacia el ánodo y repelidos por el cátodo (fig. 4 -2 5 ). D ebido a que se em plea m ucho para m onitorear analitos separados, la d etección UV-visible se lleva a cabo de m anera directa en el capilar; sin em bargo, la sensibilidad es deficiente debido las dim ensiones pequeñas del capilar, que da com o resul­ tado una longitud de trayectoria corta. La fluorescencia, la fluorescencia inducida por láser y la d etección quim iolum iniscente se pueden em plear para m ayor sensibilidad. La E C ha sido usada para la separación, cu antificación y d eterm inación de pesos m oleculares de proteínas y péptidos; para el análisis de los productos de la reacció n en cadena de la polim erasa (R C P ); y para el análisis de iones inorgánicos, ácidos orgánicos, productos farm acéuticos, isóm eros ópticos y drogas en el suero y la o rin a .14

FIGURA 4-25. Migración diferencial de soluto superpuesta en el flujo electroosmótico en electroforesis de zona capilar. (De Heiger DN. High-Performance Capillary Electrophoresis. Waldbronn, Francia: Hewlett-Packard, 1992.)

108

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

CROM ATO GRAFÍA La crom atografía se refiere al grupo de técnicas empleadas para separar m ezclas com plejas co n base en diferentes in teraccio n es físicas entre cada uno de los com puestos y la fase estacionaria del sistem a. Los com ponentes básicos en cu alquier técnica crom atográfica son la fase m óvil (gas o líqu id o), que lleva la m ezcla com p leja (m u estra); la fase estacionaria (sólido o líquido), por la cual fluye la fase m óvil; la colum na que retiene la fase estacionaria; y los com po­ nen tes separados (elu ato).

M odos de separación Adsorción La crom atografía de adsorción, conocid a tam bién com o crom atografía líquido-sólido, se basa en la com petencia entre la m uestra y la fase m óvil para sitios adsortivos en la fase estacionaria sólida. Hay un equilibrio de m oléculas de soluto que son adsorbidas en la superficie sólida, y desorbidas y disueltas en la fase m óvil. Las m oléculas que son m ás solubles en la fase m óvil, se m ueven m ás rápido; las m enos solubles se m ueven más lento. Así, un a m ezcla se separa por lo com ún en clases de acuerdo con los grupos funcionales polares. La fase estacionaria puede ser polar ácida (com o el gel de sílice), polar básica (com o la alú­ m ina) o no polar (co m o el carbón vegetal). La fase m óvil puede ser un disolvente sim ple o una m ezcla de dos o más disolventes, lo cual depende de los analitos por desorber. La crom atografía líquido-sólido no se em plea m u cho en los laboratorios clín ico s debido a problem as técn icos con la preparación de una fase estacionaria que tiene d istribu­ ción hom ogénea de sitios de absorción.

Partición La crom atografía de partición se con o ce tam bién com o crom atografía líquido-líquido. La separación del soluto se basa en la solubilidad relativa en un disolvente orgánico (no polar) y uno acuoso (polar). E n su form a más sim ­ ple, la partición (ex tracció n ) se efectúa en un em budo de separación. Las m oléculas que contienen grupos polares y no polares en una d isolu ción acuosa se agregan a un disolvente orgánico inm iscible. Después de una agita­ ció n vigorosa, se perm ite que se separen las dos fases. Las m oléculas polares perm anecen en el disolvente acuoso; las m oléculas no polares se extraen en el disolvente orgánico. E sto da com o resultado la partición de las m oléculas de solu to en dos fases separadas. La relación de la con cen tració n del soluto en los dos líqu id os se co n o ce com o coeficiente de partición: soluto en la fase estacionaria

K = -----------------------------------------

disolvente m óvil es m enos polar que el disolvente esta­ cionario, y de fa s e invertida cuando el disolvente m óvil es m ás polar. La crom atografía de partición es aplicable a cualquier sustancia que pueda ser distribuida entre dos fases líqu i­ das. D ebido a que los com puestos ión icos son por lo com ú n solubles sólo en agua, la crom atografía de parti­ ció n funciona m ejo r co n com puestos n o iónicos.

Exclusión estérica La exclu sión estérica, una variante de la crom atografía líqu id o-sólid o, se em plea para separar m oléculas de soluto con base en el tam año y la form a. La colum na crom atográfica se em paca con m aterial poroso, com o se m uestra en la figura 4 -2 6 . Una m uestra que con tiene m oléculas de tam año distinto se desplaza por la colum na disuelta en el disolvente m óvil. Las m oléculas pequeñas entran a los poros del em paque y son retenidas por un m om ento. Las m oléculas grandes son excluidas de los poros pequeños y, por tanto, se m ueven con rapidez entre las partículas. Las m oléculas de tam año interm edio están restringidas en parte a entrar a los poros y, por consiguiente, se m ueven por la colum na a una velocidad interm edia entre las velo­ cidades de las m oléculas grandes y pequeñas. Los prim eros m étodos em pleaban perlas hidrofílicas de d extrano entrecruzado, poliacrilam ida o agarosa, que form aban un gel al m eterlas en agua. Este m étodo se d eno­ m inaba filtración en gel. U n proceso de separación sim ilar con perlas de gel hidrófobo de poliestireno con una fase m óvil no acuosa se llam aba crom atografía de p ern ea ría n en gel. E l em paque poroso actual em plea m ateriales inorgáni­ cos rígidos com o el sílice o el vidrio. E l térm ino exclusión estérica incluye todas estas variaciones. E l tam año de poro lo controla el fabricante, y los m ateriales de em paque se pueden com prar con distintos tam años de poro, lo cual depende de las m oléculas por separar.

(Ec.4-11)

soluto en la fase móvil E n la crom atografía de p artición m oderna se em plean fases estacionarias seudolíquidas, que están enlazadas quí­ m icam ente co n el soporte, o p olím eros de alto peso m ole­ cular que son insolu bles en la fase m óvil .15 Los sistem as de p artición son considerados de fa s e norm al cuando el

FIGURA 4-26. Concepto pictórico de cromatografía de exclusión estérica. Separación de los componentes de la muestra por su capaci­ dad para permear la estructura porosa del material de empaque de la columna. Las moléculas más pequeñas (a) permean los poros inters­ ticiales; moléculas grandes excluidas (b). (De Parris NA. Instrumental Liquid Chromatography: A Practical Manual on High Performance Liquid Chromatographic Methods. Nueva York: Elsevier, 1976.)

109

CAPÍTULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

Crom atografía de intercambio iónico En la crom atografía de intercam bio ión ico, las m ezclas de soluto se separan en virtud de la m agnitud y la carga de las especies iónicas. La fase estacionaria es una resina, que consiste en polím eros grandes de ben ceno sustituido, sili­ catos o derivados de celulosa, con grupos funcionales con carga. La resina es insoluble en agua, y los grupos fu ncio­ nales se inm ovilizan com o cadenas laterales sobre perlas de resina que se usan para llenar la colum na crom atográfica. E n la figura 4-27A se m uestra la resina con grupos fu ncio­ nales sulfonato. Los iones H+ no están retenidos con fuerza y están libres para reaccionar. Éste es un ejem plo de una resina de intercam bio iónico. Cuando un catión com o Na+ entra en contacto con estos grupos funcionales, se forma un equilibrio, que sigue la ley de acción de masas. D ebi­ do a que hay m u chos grupos sulfonato, los iones Na+ son elim inados de la solución de m anera efectiva y por com ­ pleto. Los iones Na+ que están concentrados en la colum na de resina pueden ser eluidos de ésta al vaciar ácido por la colum na, lo que desplaza el equilibrio hacia la izquierda. Las resinas de intercam bio iónico están hechas con iones hidróxido intercam biables com o el grupo funcional dietilam ina ilustrado en la figura 4 -2 7 B . Se usan com o resinas intercam biadoras de cationes, excepto que los iones hidróxi­ do se intercam bian por aniones. E n el ejem plo se muestra que los iones Cl~ de la disolución de la m uestra desplazan a los iones OH- del grupo funcional de la resina. Las resi­ nas am ónicas y catiónicas mezcladas ju n ta s (resina de cama m ixta) se usan para desionizar agua. Los protones despla­ zados y los iones hidróxido se com binan para form ar agua. Los grupos funcionales iónicos distintos a los ejem plos ilus­ trados se em plean para aplicaciones analíticas específicas. La crom atografía de intercam bio iónico se usa para remover sustancias interferentes de una disolución, para concentrar soluciones iónicas diluidas y para separar m ezclas de m olé­ culas cargadas, com o los am inoácidos. Cam biar el pH y la concentración iónica de la fase m óvil perm ite la separación de m ezclas de iones orgánicos e inorgánicos.

Procedim ientos crom atográficos Crom atografía de capa fin a (C C F ) La C C F es una variante de la crom atografía de colum na. U na capa fina de sórbante , com o alúm ina, gel de sílice,

A

rC

celulosa o dextrano entrecruzado, se im pregna de m anera uniform e sobre una placa de vidrio o plástico. Cada m ues­ tra por analizar se aplica com o un punto cerca del borde de la placa, com o se m uestra en la figura 4 -2 8 . La fase móvil (disolvente) se coloca por lo regular en u n recipiente cerra­ do hasta que la atm ósfera se sature con vapor del disolven­ te. U n borde de la placa se coloca en el disolvente, com o se ilustra. E l disolvente emigra hacia arriba de la capa fina por la acción capilar, al m ism o tiem po que disuelve y lleva las m oléculas de m uestra. La separación se puede lograr m ediante cualquiera de los cuatro procesos descritos antes, lo que depende del sorbente (capa fina) y el disolvente ele­ gidos. Después que el disolvente llega a una altura prede­ term inada, se saca la placa y se seca. Los com ponentes de la m uestra se identifican por com paración con estándares en la m ism a placa. La distancia que recorre un com ponente, en com paración co n la distancia que recorre el frente del disolvente, se llam a fa c to r de retención (R f:

Re

distancia que recorre el borde principal del com ponente distancia total que recorre el frente del disolvente (Ec. 4-12)

Cada Rj. de com ponente de la m uestra se com para con el de los estándares. E n la figura 4 -2 8 com o ejem plo, el estándar A tiene u n valor de Rf de 0 .4 , el B u n valor de R. de 0 .6 y el C es 0 .8 . La prim era m uestra desconocida con tien e A y C, porque los valores de R, son los m ism os. Esta relación es válida sólo para separaciones ejecutadas en cond iciones idénticas. D ebido a que algunos valores de Rf se pueden traslapar para algunos com ponen tes, la infor­ m ación de identificación ad icional se obtiene al esparcir diferentes tinciones en la placa seca y com parar los colores de los estándares. La C C F es la que más se em plea com o prueba de selec­ ción sem icuantitativa. La refinación de la técnica ha dado com o resultado el desarrollo de equipo sem iautom atizado y la capacidad para cuantificar com puestos separados. Por ejem plo, los aplicadores de m uestras aplican cantidades precisas de extractos de m uestra en áreas concisas. Las pla­ cas preparadas con espesor de sorbente uniform e, partícu­ las más finas y nuevos sistem as disolventes han producido la técnica de crom atografía de capa fina de alta resolución

Una resina de intercambio catiónico Frente del disolvente

^ S O j HV N a w Q -S 0 3'Na+ + H-1 B -v

Resina de intercambio amónico / C H2CH 3

Res¡naSj-N-H+OH~

vc h 2c h 3

Distancia que recorre el frente del disolvente (p. ej., 10 cm)

Distancia que recorre el estándar A (p. ej., 4 cm)

r v . / CH2CH3

c r i= s > ^

vN —H+c r + o h * sc h 2c h 3

FIGURA 4-27. Equilibrio químico de resinas de intercambio iónico. (A) Resina de intercambio iónico. (B) Resina de intercambio aniónico.

Puntos de aplicación de muestra y estándar FIGURA 4-28.

- Disolvente en el fondo de la cámara

Placa de CCF en una cámara cromatográfica.

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

(C C FA R ).16 La absorbancia de cada punto eluido se mide con u n densitóm etro, y la con cen tració n se calcula por com paración co n un estándar de referencia som etido a cro­ matografía en condiciones idénticas.

Crom atografía líquida de alta presión (CLAP) La crom atografía líquida m oderna em plea presión para separaciones rápidas, tem peratura controlada, detectores en línea y técnicas de elu ció n de grad iente .1718 E n la figura 4 -2 9 se ilustran los com ponentes básicos.

Bombas Una bom ba fuerza a la fase m óvil a pasar por la colum na a una velocidad m u cho m ayor que la lograda m ediante colum nas de gravedad. E xisten bom bas neum áticas, de je rin g a, reciprocantes o am plificadoras hidráulicas. La bom ba de m ás uso en la actualidad es la bom ba recip ro­ cante m ecánica, que se emplea com o una bom ba pluricabezales con dos o m ás pistones reciprocantes. D urante el bom beo, los pistones operan fuera de fase (1 8 0 ° para dos cabezales, 120° para tres cabezales) para proveer flujo constante. Las bom bas neum áticas se em plean para pro­ pósitos preoperativos; las bom bas de am plificador hidráu­ lico ya no son de uso com ún.

U n empaque de colum na uniforme, fino, da com o resultado ensancham iento de banda m ucho menor, pero requiere pre­ sión para forzar la fase móvil a pasar. El empaque también puede ser pelicular (un núcleo inerte con una capa porosa), de partículas pequeñas e inertes o de partículas m acroporosas. E l material más com ún empleado para el empaqueta­ m iento de colum nas es el gel de sílice. Es m uy estable y se puede usar de diferentes formas. Se puede usar com o empa­ que sólido en cromatografía líquido-sólido o cubierto con un disolvente, que sirve com o la fase estacionaria (líquidolíquido). Com o resultado de la corta duración de las partícu­ las recubiertas, las m oléculas del líquido de la fase móvil se enlazan ahora con la superficie de las partículas de sílice. La CLAP de fase invertida en la actualidad es m uy popu­ lar; la fase estacionaria son m oléculas no polares (p. ej., el hidrocarburo C -1 8 octadecilo) unidas a partículas de gel de sílice. Para este tipo de empaque de colum na, la fase m óvil empleada por lo com ún es acetonitrilo, m etano, agua o cualquier com binación de disolventes. U na colum na de fase invertida se puede usar para separar m uestras iónicas, no iónicas e inonizables. Se usa una d isolu ción am ortigua­ dora para producir las características iónicas deseadas y pH para la separación del analito. Los em paques de colum na varían en tam año (3 a 2 0 m m ). Las partículas más peque­ ñas se usan sobre todo para separaciones analíticas y las más grandes para separaciones preparativas.

Colum nas La fase estacionaria se empaca en largas colum nas de acero inoxidable. La CLAP se ejecuta por lo com ún a tempera­ turas am biente, aunque las colum nas se pueden colocar en un horno y calentar para increm entar la tasa de partición.

Inyectores de m uestra Una jerin g a pequeña se puede usar para introd u cir la m uestra en la trayectoria de la fase m óvil que la lleva hacia la colum na (fig. 4 -2 9 ). Sin em bargo, el m ejo r m étod o y

Jeringa pequeña para inyectar la

Eluyente

FIGURA 4-29. Componentes básicos de CLAP. (De Bender GT. Chemical Instrumentation: A Laboratory Manual Based on Clinical Chemistry. Filadelfla: WB Saunders, 1972.)

CAPITULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

m ás em pleado es el inyector de bucle. La m uestra se in tro­ duce en u n b u cle de volum en fijo. Cuando se conm uta el b u cle, la m uestra se coloca en la trayectoria de la fase m óvil en m ovim iento y se descarga en la colum na. Los inyectores de bucle tienen reproducibilidad alta y se usan a presiones altas. M uchos instrum entos de CLAP tien en inyectores de bucle que pueden ser program ados para in y ección autom ática de m uestras. Cuando el tam año de m uestra es m en or que el volu m en del b u cle, la jerin g a que contiene la m uestra se llena con la fase m óvil hasta el volu m en del b u cle antes de llenar el bucle. Esto evita la posibilidad de m eter aire a la colum na porque esta prácti­ ca podría reducir la duración del em paque de la colum na.

Detectores Los detectores de CLAP m odernos m onitorean el eluido a m edida que sale de la colum na y, de m anera ideal, produ­ cen una señal electrónica proporcional a la con cen tració n de cada com p onente separado. Los espectrofotóm etros que d etectan absorbancias de luz visible o ultravioleta son los que se em plean con m ás frecuencia. E l CFD y otros detectores de exploración rápida se usan tam bién para com paraciones espectrales e id entificación y pureza de com puestos. E stos detectores han sido em pleados para análisis de fárm acos en la orina. O btener una exploración ultravioleta de un com puesto a medida que se eluye en la colum na puede proveer in form ación im portante en cu an ­ to a su identidad. Las sustancias desconocidas se pueden com parar contra espectros alm acenados en una b ib liote­ ca de una m anera sim ilar a la espectrom etría de m asas. A diferencia de la crom atografía de gases/espectrometría de m asas, que requiere volatilización de com puestos específi­ cos, la crom atografía líquida/conjunto de fotodiodos (C U C F D ) perm ite la in y ección directa de m uestras de orina acuosas. D ebido a que m uchas sustancias biológicas fluorescen de form a intensa, los detectores de fluorescencia tam bién se pueden usar, lo que conlleva los m ism os principios des­ critos en la sección de m ediciones espectrofotom étricas. O tro detector de CLAP com ún es el d etector am perom étrico o electroqu ím ico, que m ide la corriente producida cuando el analito de interés se oxida o se reduce a cierto potencial fijo establecido entre un par de electrodos. U n espectróm etro de masas (E M ) se puede usar tam ­ b ién com o detector, no sólo para la id entificación y cuantificació n de com puestos sin o tam bién para inform ación estructural y d eterm inación de peso m olecular .19 La m ues­ tra en u n EM se volatiliza prim ero y luego se ioniza para form ar iones m oleculares cargados y fragm entos que se separan de acuerdo con su relación de m asa a carga (m /z); la m uestra se m ide entonces m ediante un detector, que da la intensidad de la corriente de iones para cada especie. La id en tificació n de la m olécula se basa en la form ación de fragm entos característicos. E l acoplam iento de un crom atógrafo de líquidos con un espectróm etro de m asas es difícil debido a la gran cantidad de disolvente en el elu i­ do. La técnica de electrodispersión (E D ) perm ite transferir los iones de la disolu ción a la fase de gas .20 La m uestra se pasa por una punta capilar m etálica y se convierte, b a jo la

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influencia de un cam po eléctrico alto ( 1 0 6 V/m), en una niebla fina de pequeñas gotas co n carga positiva, de la cual el disolvente se evapora rápido. Los iones de soluto que p erm anecen se transfieren después a un espectróm etro de m asas para ser analizados.

Registradores E l registrador se em plea para registrar la señal del detector en fu n ció n del tiem po que la fase m óvil tarda en pasar por el instrum ento, em pezando desde el m om en to de inyec­ ció n de la m uestra. La gráfica se llam a crom atogram a (fig. 4 -3 0 ). E l tiem po de reten ció n se em plea para identificar com puestos cuando se com para con tiem pos de retenció n estándar obtenidos en con d iciones idénticas. E l área de pico es proporcional a la con cen tració n de los com puestos que producen los picos. Cuando la fuerza de elu ción de la fase m óvil es con s­ tante en la separación, se llam a elución isocrática. Para m uestras que con tien en com puestos de com posiciones relativas que difieren m u ch o, la elecció n del disolvente es u n com prom iso. Los com puestos eluidos prim ero pueden tener tiem pos de retención cercanos a cero, lo que pro­ duce una separación mala (reso lu ció n ), com o se m uestra en la figura 4-30A . Los com puestos básicos suelen tener tiem pos de reten ció n bajos porque las colum nas C -1 8 no toleran pases m óviles con pH alto. La adición de reactivos form adores de pares de cationes (p. e j., ácido sulfón ico de octano) puede dar com o resultado una m ejo r reten ció n de com puestos con carga negativa en la colum na. Los com puestos de elu ción tardía pueden tener tiem pos de reten ció n largos, y producen bandas am plias que dan com o resultado una sensibilidad m enor. E n algunos casos, ciertos com ponentes de una m uestra pueden tener una gran afinidad con la fase estacionaria que no experim enta elu ció n en absoluto. La elu ción de gradiente es una técn i­ ca de CLAP que se puede usar para superar este problem a. La com p osición de la fase m óvil se m odifica para proveer un increm en to contin u o en la fuerza del disolvente de la fase m óvil que entra a la colum na (fig. 4 -3 0 B ). La m ism a elu ción de gradiente se puede efectuar co n un cam bio más rápido en la con cen tració n de la fase m óvil (fig. 4 -3 0 C ).

Crom atografía de gases La crom atografía de gases se em plea para separar m ezclas de com puestos que son volátiles o se pueden h acer volá­ tiles .21 La crom atografía de gases puede ser crom atogra­ fía gas-sólido (C G S ), con una fase estacionaria sólida, o crom atografía gas-líquido (C G L ), con una fase estacio­ naria de líquido n o volátil. La C G L se usa por lo com ún en laboratorios clínicos. En la figura 4 -3 1 se ilu stran los com ponentes básicos de u n sistem a crom atográfico de gases. La configu ración es sim ilar a la CLAP, excep to que la fase m óvil es un gas, y las m uestras se dividen entre una fase m óvil gaseosa y una fase estacionaria líquida. E l gas portador puede ser nitrógeno, helio o argón. La selecció n del gas portador se determ ina por el d etector em pleado en el instrum ento. E l instrum ento puede ser operado a una tem peratura constan te o ser program ado para fu ncionar a

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

t (min)

t (min)

t (min)

FIGURA 4-30. Cromatogramas: (A) la fase móvil de separación de Intercambio iónico ¡socrático contiene 0.055 M de NaN03. (B) Gradiente de fase móvil-elución de gradiente de 0.01 a 0.1 M de NaN03 a 2%/minuto. (C) Elución de gradiente, 5%/mlnuto. (De Horváth C. High Performance Liquid Chromatography, Advances and Perspectives. Nueva York: Academic Press, 1980.)

diferentes tem peraturas si la m uestra tiene com ponentes co n volatilidades distintas. La m uestra, que es inyectada por u n septo, se debe iny ec­ tar com o un gas, o la tem peratura del puerto de inyección debe estar arriba del punto de ebu llición de los com po-

Regulador de gas

Jeringa Septo y calentador (puerto de inyección)

nentes para que se evaporen al inyectarlos. La m uestra de vapor pasa rápido por la colum na en parte com o un gas y en parte disuelta en la fase líquida. Los com puestos volátiles que están presentes, sobre todo en la fase gas, tendrán un coeficien te de partición bajo y se m overán con rapidez por la colum na. Los com puestos con puntos de ebu llición más altos se m overán con lentitud por la colum na. E l efluente pasa por un detector que produce una señal eléctrica pro­ porcional a la concentración de los com ponentes volátiles. C om o en la CLAP, el crom atogram a se usa para identificar los com puestos por el tiem po de reten ción y para d eterm i­ nar su con cen tració n por el área b ajo el pico.

Colum nas Cilindro de fase móvil (gas portador)

Horno del detector Detector de concentración

FIGURA 4-31. Componentes básicos de CGL. (De Bender GT. Che­ mical Instrumentation: A Laboratory Manual Based on Clinical Chemistry. Filadelfia: WB Saunders, 1972.)

Las colum nas de C G L están hechas de vidrio o acero in o x i­ dable y existen en diversas configu raciones de espiral y tam años. Las colum nas em pacadas se llenan con partícu­ las inertes com o tierras diatom áceas o polím ero poroso o cu entas de vidrio cubiertas con una fase líquida no volátil (estacion aria). Estas colum nas son por lo com ú n de 1/8 a Vi de pulgada de ancho y 3 a 12 pies de largo. Las colu m ­ nas tubulares abiertas, cubiertas, de pared capilar, tienen diám etros in ternos en el intervalo de 0 .2 5 a 0 .5 0 m m y son de hasta 6 0 m de largo. La capa líquida va sobre las pare­

CAPÍTULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

des de la colum na. U n soporte sólido recubierto con una fase estacionaria líquida puede a su vez estar im pregnado en las paredes de la colum na. La fase estacionaria líquida debe ser n o volátil a las tem peraturas em pleadas, térm icam ente estable y no reac­ cionar con los solutos por separar. La fase estacionaria se d enom ina no selectiva cuando la separación se basa ante todo en la volatilidad relativa de los com puestos. Las fases líquidas selectivas se em plean para separar com puestos con base en la polaridad relativa (co m o en la crom atogra­ fía líqu id o-líquido).

Detectores Aunque hay m u chos tipos de detectores, sólo se analizan la conductividad térm ica (C T ) y los detectores de ioniza­ ció n de flama porque son los m ás estables (fig. 4 -3 2 ). Los detectores de conductividad térm ica con tien en alam bres (filam entos) que cam bian la resistencia eléctrica con el cam bio de tem peratura. Los filam entos form an los bra­ zos opuestos de u n puente de W h eatston e y se calientan eléctricam ente para elevar su tem peratura. E l h elio, que tiene una conductividad térm ica alta, es por lo com ún el gas portador. E l gas portador de la colum na de referencia fluye de m anera estable en u n filam ento, enfriándolo un Lado sensor

Lado de referencia

Gas portador

Salida

FIGURA 4-32. (A) Esquema de un detector de conductividad tér­ mica. (B) Esquema de un detector de ionización de flama. (De Tíetz NW, ed. Fundamentáis of Clinical Chemistry. Filadefia: WB Saunders, 1987.)

113

poco. E l gas portador y los com puestos separados form an el flujo de colum na de la m uestra en el otro filam ento. Los com ponentes de la m uestra tien en por lo com ún una co n ­ ductividad térm ica m enor, lo que increm en ta la tem pera­ tura y la resistencia del filam ento de m uestra. E l cam bio de resistencia produce u n circuito de puente desequilibrado. E l cam bio eléctrico se am plifica y alim enta al registrador; es proporcional a la con cen tració n del analito. Los detectores de ion ización de flama se usan m ucho en el laboratorio clín ico. No son m ás sensibles que los detectores de CT. E l efluente de la colum na se alim enta hacia una pequeña flama de hidrógeno que arde en exceso de aire u oxígeno atm osférico. E l chorro de flama y un electrodo co lecto r alrededor de la flama tienen potencia­ les opuestos. Cuando se quem a la m uestra, se form an los iones y se m ueven hacia el colector cargado. Así, se form a una corriente proporcional a la con cen tració n de los iones y se alim enta al registrador.

Espectrom etría de masas La id entificación definitiva de las m uestras que salen de las colum nas crom atográficas de gas es posible cuando se utiliza u n espectróm etro de m asas com o detector .20 E n la figura 4-3 3 A y B se m uestra un diagram a de bloqu es de tetrapolo y espectróm etros de m asas con tram pa de iones. Las sustancias separadas de u n crom atógrafo de gases entran a la fuente donde las m uestras son bom bardeadas con electrones para form ar iones m oleculares cargados y fragm entos. Las m oléculas se d escom ponen en fragm en­ tos característicos de acuerdo con su estructura m olecu ­ lar (fig. 4 -3 4 ). Estas partículas son concentradas para que entren al sector de filtración de m asas donde son clasifica­ das según su relación m asa a carga (m /z) y son contadas m ediante un m u ltiplicador de electrones. Tanto el tetra­ polo com o los detectores de tram pa de iones contienen varillas o placas que se cargan con voltajes variables de CA y CD para form ar cam pos eléctricos. E n el tetrapolo, los iones form an selectivam ente órbitas sinusoidales estables y atraviesan el secto r de filtración donde llegan al detector y son m edidos. E n la tram pa de ion es, éstos tam bién for­ m an órbitas estables, pero son desestabilizados de form a selectiva a fin de que lleguen al detector. Los patrones de fragm entación característicos que producen estos iones se emplean para identificación. Las bibliotecas por com pu­ tadora y algoritm os de com p aración están disponibles dentro del instrum ento para com parar resultados espec­ trales de m asas de una sustancia conocid a obtenida de una m uestra con la b iblioteca de referencia. Los sistem as CG/ EM se em plean de m anera extensa para m edir drogas en confirm aciones toxicológicas de orina. E n la figura 4 -3 5 se ilustra el espectro de masa de A9 9-carboxitetrahid rocannabinol, un m etabolito de la m arihuana. Las drogas y m etabolitos deben ser extraídos de los líquidos corporales y, por lo com ún, reaccion an co n reactivos de derivación para form ar com puestos que son m ás volátiles para proce­ sos de crom atografía de gases. Los espectróm etros de m asa en tándem (CG/EM/EM), obtenidos al añadir un segundo espectróm etro a un sis­ tem a CG/EM, se pueden usar para m ayor selectividad y

114

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUIMICA CLINICA

Introducción de la muestra

FIGURA 4-33. Esquema de un cromatógrafo de gases conectado a un tetrapolo (A) y espectrómetros de masas con trampa de iones (B).

182

303

i

i I

FIGURA 4-34. El bombardeo electrónico rompe la cocaína en frag­ mentos, con número y tamaño cuantificados. A diferencia del vaso de vidrio ilustrativo, el resultado de la fragmentación de masa de cocaína u otros compuestos químicos es predecible y reproducible.

CAPÍTULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

115

FIGURA 4-35. Espectro de masa del derivado trlmetilsilano de A9 9-carboxltetrahidrocannablnol (metabollto de la marihuana).

m enores lím ites de d etección. E l prim er espectróm etro de masa perm ite que sólo los iones de una relación específica m iz pasen al segundo espectróm etro, donde se lleva a cabo una fragm entación y análisis ad icional (fig. 4 -3 6 ).

INSTRUMENTACIÓN PARA PROTEÓM ICA La siguiente generación de biom arcadores para enferm e­ dades hum anas será descubierta por m edio de técnicas encontradas dentro de los cam pos de investigación de la genóm ica y la proteóm ica. La genóm ica em plea secuencias conocid as del genom a hum ano com pleto para determ inar el papel de la genética en ciertas enferm edades hum anas. La proteóm ica es la investigación de los productos proteín icos codificados por estos genes. La expresión de proteí­ nas es igual a y, en m u chos casos, m ás im portante para la

d etección de enferm edades que la genóm ica porque estos productos determ inan lo que está ocu rriendo actualm en­ te dentro de una célula, en vez de los genes, que indican lo que una célula p odría ser capaz de efectuar. Además, m u chos cam bios (postraslacionales) pueden ocu rrirle a la proteína, ya que se ve afectada por otras proteínas y enzi­ m as, que no se pueden predecir co n facilidad m ediante el con o cim ien to a nivel genóm ico. Con frecuencia se emplea un m étodo asistem ático, b as­ tante general, en el d escubrim iento de nuevos m arcado­ res bioqu ím icos. Las proteínas de m uestras (p. e j., suero, orina, extracto de tejid o) de individuos norm ales se com ­ paran con las obtenidas de pacientes con la enferm edad que se está estudiando. Las técnicas, com o la electroforesis bid im ensional, se pueden em plear para separar proteínas en puntos o bandas individuales. Las proteínas que sólo

FIGURA 4-36. Espectrómetro de masa con tetrapolo triple.

G C / M S / MS Tándem en espacio

■(¿Él Ionización

Análisis de masa

Disociación Análisis de masa Detección

Tándem en tiempo Ionización Análisis de masa Disociación Análisis de masa

Detección

116

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

aparecen en las m uestras norm ales o m órbidas se estudian aún m ás. E x isten program as de com putadora que com pa­ ran geles en form a digital para determ inar puntos o áreas que son diferentes. Cuando se han encontrado las proteí­ nas candidato, los puntos pueden ser aislados y som eti­ dos a análisis de espectrom etría de masas avanzado para identificar la proteína y algunas m odificaciones postraslacionales que pueden haber ocurrido. C on este m étodo, el investigador no tiene precon cepcion es o sesgos en cuanto a qué direcciones o proteínas particulares buscar.

Electroforesis bidim ensional E ste ensayo de electroforesis com bina dos d im ensiones de electroforesis distintas para separar proteínas de m atrices com p lejas com o suero o tejido. E n la prim era dim ensión, las proteínas se resuelven de acuerdo con sus puntos iso ­ eléctricos (p l), usando gradientes de pH inm ovilizados. L os gradientes com erciales están disponibles en diver­ sos rangos de pH. E n la segunda d im ensión, las proteí­ nas se separan de acuerdo con su tamaño relativo (peso m olecular), usando electroforesis en gel de dodecil sulfato de sodio-poliacrilam ida (SD S-PA G E). U n esquem a de este procedimiento se muestra en la figura 4-3 7 . Los geles se pue­ den correr en cond iciones desnaturalizantes o no desna­ turalizantes (p. e j., para el m antenim iento de la actividad enzim ática) y ver m ediante diversas técnicas, in clu so el uso de tintes colorim étricos (com o el azul de Coom assie o tin ció n de plata), radiográficas, fluorom étricas o de qui-

m iolu m iniscencia de polipéptidos m arcados de m anera apropiada. Estas últim as técnicas son m ás sen sibles a los tintes colorim étricos.

Espectrom etría de m asas MADI-TOF y SELDI-TOF La espectrom etría de m asa de tiem po de vuelo con ioniza­ ció n y d esorción láser asistida por m atriz ( m atrix-assísted láser desorption ionization time-of-flight, M A L D I-T O F) se em plea para el análisis de biom olécu las, com o péptidos y proteínas. Las m uestras de proteínas, com o las aisladas de u n electroforetogram a, se m ezclan co n u n disolvente m atricial apropiado y se depositan com o pu ntos en una p laca de acero inoxid able. Se seca el disolvente y la placa se introd u ce en el sistem a de vacío del analizador MALD I-T O E Com o se m uestra en la figura 4 -3 8 , un im pulso láser radia la m uestra causando desorción e ionización de la m atriz y la m uestra. Debido a que el alcance espectral de m asa m on itoread o es alto ( > 5 0 0 d a lto n s), la io n iza­ ció n de la m atriz de b a jo peso m olecular se puede d istin­ guir fácilm ente de los péptidos y proteínas de alto peso m olecular y no interfiere con la prueba de la proteína. Los iones de la m uestra se centran hacia el espectro de masas. E l tiem po requerido para que una m asa llegue al detector es una fu nción lineal de la m asa; así, los iones grandes requieren más tiem po que los pequeños. E l peso m olecular de las proteínas adquirido m ediante el espectro de m asas se em plea para determ inar la identidad de la m uestra, y es útil en la d eterm inación de m odificaciones postraslacionales que pudieron h aber ocurrido. Para proteínas m uy

Ia

1

2 Espetrometría de masas de tiempo de vuelo

Láser i \

-

Analito

A

V

O

\w o

FIGURA 4-37. Ejemplo hipotético de un electroforetograma bidimenslonal de un paciente con una enfermedad (panel 1) comparado con un individuo normal (panel 2). El paciente exhibe una proteína (óvalo) que no se expresa en el individuo normal. Esta proteína podría ser un marcador potencial para esta enfermedad. (Geles cortesía de Kendrick Laboratories, Madison, Wl.)

O

Ma,riz

+

FIGURA 4-38. Proceso de desorción de la muestra previo al análisis MALDI-TOF. (Diagrama cortesía de Stanford Research Systems, Sunnyvale, CA.)

CAPÍTULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

OSM O M ETRÍA

grandes, las m uestras se pueden preparar con tripsina, que rom pe los enlaces peptidicos entre la lisina y la arginina, para producir fragm entos de m enor peso m olecular que entonces se pueden medir. E l lím ite de d etección de esta prueba es casi 10 '15 a 1 0 '18 m oles. Una m od ificación de la espectrometría de masas M ALDI-TOF es la espectrometría de m asas de tiem po de vuelo con ion izació n y d esorción láser m ejorada por superficie ( surface-enhanced láser desorption ionization time-of-flight, S E L D I-T O F ), en la cual las proteí­ nas son captadas de m anera directa en un b ioch ip crom atográfico sin que se requiera la preparación de la muestra. E n la figura 4 -3 9 se ilustra el proceso SE LD I-T O E

U n osm óm etro se em plea para m edir la con cen tració n de partículas de soluto en un a d isolución. La d efinición m atem ática es O sm olalidad = cp X n X C

Lavado

MAE

Seleccionar el sistema: Hidrófobo Aniónico Catiónico De enlace con metal Anticuerpo Eliminar las proteínas no enlazadas, sales u otros contaminantes

Láser

Desorción/ionización

< 0}

Ácido sináptico (SPA) o ácido cinamínico a-ciano-4-hidroxi (CHCA)

®

Tubo de vuelo

Lector SELDI (PBSIi) r—

i

-a

to

•g Espectros '« originales ®

Escala de grises (gel) A

Baja FIGURA 4-39.

Masa/carga

(Ec. 4-13)

donde cp = coeficiente osm ótico n = núm ero de partículas disociables (ion es) por m olécula en la disolu ción C = concentración en m oles por kilogram o de disol­ vente

Muestra

d+D

117

Alta

Estación de trabajo

Esquema general del proceso SELDI-TOF. (Diagrama cortesía de Ciphergen Biosystems, Fremont, CA.)

118

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

1. Aplicar el sobrenadante de las células CD8+ El sobrenadante de los cultivos estimulados y no estimulados de células C D 8+ normal, LTPN y progresor se agrega a un conjunto de trozos de proteína. Las proteínas se unen con el producto químico o los sitios de “amarre” biológico en la superficie del sistema por una interacción de afinidad. 2. Lavar el conjunto de proteínas Las proteínas que se enlazan de modo no específico y los contaminantes de la disolución amortiguadora se lavan, y de esta manera se elimina ruido muestral.

3. Añadir moléculas absorbentes de energía o “matriz” Después de procesar la muestra, se seca el sistema y se aplican M AE a cada punto para facilitar la desorción y la ionización.

4. Analizar en un lector de trozos de proteína Las proteínas que son retenidas en el sistema se detectan en el lector de trozos de proteína.

B FIGURA 4-39.

E l coeficiente osm ótico es un factor derivado de for­ m a experim ental para corregir el h ech o de que algunas de las m oléculas, inclu so un com puesto altam ente disociado, existen com o m oléculas y no com o iones. Las cu atro propiedades físicas de una d isolu ción que cam bian con variacion es en el nú m ero de partículas d isu eltas en el d isolvente son p resió n osm ó tica, presión de vapor, p u nto de eb u llició n y p u nto de co n g elam ien ­ to. Los osm óm etros m id en la osm olalidad de m anera in d irecta al m ed ir una de estas propiedades coligativas, que cam b ian en p ro p orción co n la p resió n osm ótica. Los o sm óm etros de uso clín ico m id en la d ep resión del pu nto de con g elam ien to o la depresión de la p resión de vapor; los resultad os se exp resan en m iliosm o les p o r kilogram o (m osm /kg).

(CONTINUACIÓN)

Osm óm etro de punto de congelam iento E n la figura 4 -4 0 se ilu stran los com ponentes básicos de un osm óm etro de pu nto de congelam iento. La m uestra en un pequeño tubo se introduce en una cám ara con refrige­ rante frío que circula desde una unidad de enfriam iento. Se sum erge un term istor en la m uestra. Para m edir la tem pe­ ratura, se em plea un alam bre con el que se agita de m anera suave la m uestra hasta que se enfría varios grados debajo de su punto de congelam iento. Es posible enfriar agua a una tem peratura tan b aja com o - 4 0 ° C y aún tener agua líquida, siem pre que n o estén presentes cristales o m ate­ ria particulada. Ésta se denom ina disolución superenfriada. La agitación vigorosa cuando se superenfría la m uestra da com o resultado congelam iento rápido. E l congelam iento tam bién se puede in iciar al sem brar cristales en una diso-

CAPITULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

FIGURA 4-40. Osmómetro de punto de congelamiento. (De Coiner D. Basic Concepts in Laboratory Instrumentaron. Bethesda, MD: ASMT Education and Reserarch Fund, 1975-1979.)

lu ción superenfriada. Cuando la d isolu ción superenfriada com ienza a congelarse com o resultado de la agitación rápida, se form a aguanieve y la disolu ción en realidad se calienta hasta su tem peratura de pu nto de congelam iento. E l aguanieve, un equilibrio de líquido y cristales de hielo, perm anecerá a la tem peratura del punto de congelam iento hasta que se congela la m uestra sólida y cae debajo de su punto de congelam iento. Las im purezas en un disolvente dism inuirán la tem pe­ ratura a la que ocurre el congelam iento o la fusión al redu­ cir las fuerzas de enlace entre las m oléculas de disolvente, de m anera que las m oléculas se separan entre sí y existen com o u n fluido a una m enor tem peratura. La dism inu­ ción en la tem peratura de congelam iento es proporcional al núm ero de partículas disueltas presentes. El term istor es un m aterial que tiene m enos resistencia cuando aum enta la tem peratura. La lectura em plea un cir­ cu ito de puente de W h eatstone que detecta el cam bio de tem peratura com o proporcional al cam bio en la resistencia del term istor. La depresión del punto de congelam iento es proporcional al núm ero de partículas de soluto. Los están­ dares de con cen tració n conocid a se em plean para calibrar los instrum entos en mosm/kg.

119

espectrom etría, técnicas electroanalíticas y crom atografía. Com o tal, los m ism os pasos necesarios para llevar a cabo un análisis en el laboratorio central, se requieren para la PLDA, inclu so validación de instrum entos, calibración de ensayo periódica, prueba de control de calidad, capacita­ ción del operador y prueba de com petencia. En el capítulo 7, Pruebas en el lugar de la atención, se da una exp licación a fondo de esta tecnología. Las técnicas analíticas empleadas en estos dispositivos se dan en esta sección . Los dispositivos de PLDA m ás com unes em pleados al lado de la cam a, en los consu ltorios y en el hogar son los m onitores de glucosa sanguínea de p u nción digital. Los dispositivos de prim era generación usan un m étodo fotom étrico, por el cual la glucosa produce peróxido de hidró­ geno co n oxidasa de glucosa inm ovilizada en las tiras de prueba. E l H , 0 , se acopla con la peroxidasa para producir un color cuya intensidad se m ide com o una fu n ció n de la con cen tració n y por m edio de fotom etría de reflectancia. U n esquem a de esta técnica se m uestra en la figura 4 -4 1 . En estas tiras se mide la con cen tració n de glucosa sin necesidad de retirar la sangre de las tiras. La tecnología de tiras en una plataform a de PLDA se puede usar tam bién para m edir proteínas y enzim as, por ejem plo, m arcadores cardíacos. La separación de analitos de la m atriz se lleva a cabo m ediante crom atografía en papel, en la que los anticuerpos específicos inm ovilizados en la superficie crom atográfica captan el analito objetivo cuando pasa. Para análisis cualitativo, la d etección se hace por m edios visuales. Los m edidores de reflectancia sim ila­ res a los que se em plean para glucosa tam bién están dispo­ nibles para m ed iciones cuantitativas. La siguiente generación de dispositivos para PLDA em plean b iosen sores .22 Un b iosen sor acopla un biod etector esp ecífico, com o una enzim a, anticuerpo o sonda de ácido n u cleico , co n un tran sd u ctor para la m ed ición directa de un analito objetivo sin necesidad de separarlo de la m atriz (fig. 4 -4 2 ). E l área ha sido explotada en años

Muestra de sangre en una tira

TÉCNICAS ANALÍTICAS PARA PRUEBAS EN EL LUGAR DE LA ATENCIÓN (PLDA) Los dispositivos de análisis en el lugar donde se da la aten­ ció n se em plean m ucho para diversas aplicaciones clínicas, inclu so consu ltorios m édicos, departam entos de urgen­ cias, unidades de cuidado intensivo y aún para autoa­ nálisis. D ebido a que quienes dan la atención prim aria pueden h acer los análisis al lado del pacien te, la principal atracción de la PLDA es el tiem po de respuesta reducido necesario para entregar resultados. En algunos casos es posible reducir los costos totales si el dispositivo elim ina la necesidad de em plear instrum entación de laboratorio o si los tiem pos de respuesta m ejorados dan lugar a estancias más cortas en el hospital. La PLDA depende de las m ism as técnicas analíticas que la instrum entación de laboratorio:

Detector de señal

LED # 1

FIGURA 4-41. Fotometría de reflectancia de longitud de onda dual empleada en el monitoreo de glucosa en el lugar de la atención. Una membrana hldrofílica microporosa se emplea como depósito de la muestra para filtrar material celular sólido desde el depósito y proveer una superficie óptica, lisa, para mediciones de reflectancia. (Figura cortesía de Lifescan Inc. One touch System technology. Challenges In Diabetes Management: Clinical Protocols for Professlonal Practice. Nueva York: Health Education Technologies, 1988.)

120

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

Barrera de membrana

*

Producto de biodetección

* *

*

* *

Analitos objetivo Agente de Transductor biodetección !___________________________________________II_________________ II____________________________________________________ I BIODETECCIÓN T R AN SD U C CIÓ N ELECT R Ó N ICA

FIGURA 4-42.

Esquema de un biosensor. (De Rosen A. Biosensors: where do we go from here? MLO Med Lab Obs

1 995;27(3):24.)

recientes con el desarrollo de la fabricación de m icrocircu itos de silicio porque es posible m iniaturizar los b iosensores y d istribuirlos a bajo costo. E n una sola oblea de silicio se puede producir un sistem a de b iosensores para producir un m ultipanel de resultados, com o un perfil de electrólito. Los dispositivos com erciales de PLDA em plean b iosensores electroqu ím icos (com o los electrodos selecti­ vos de m icroiones ) y ópticos para la m ed ición de glucosa, electrólitos y gases sanguíneos arteriales. C on la inm ovi­ lización de anticuerpos y secu encias de DNA específicas, las sondas biosensoras pronto estarán disponibles para la d etección de horm onas, fárm acos y drogas, y bacterias d ifíciles de cultivar y virus com o C hlam ydia, de tu bercu lo­ sis o de inm unod eficiencia hu m ana .22

RESUM EN Las técnicas y principios generales em pleados en u n lab o ­ ratorio de quím ica clínica son idénticos a los utilizados en otros laboratorios de prueba analítica. Los laboratorios clín ico s tien en necesidades especiales que requieren que los analizadores tengan alto rendim iento y tiem pos de res­ puesta para la m uestra. La generación actual de analizado­ res quím icos opera b ajo el m odo de “acceso aleatorio”; es decir, cu alquier com binación de pruebas se puede llevar a cabo en una m uestra desde un m enú de analitos. Para los analitos de quím ica general, com o glucosa o fósforo, la esp ectrofotom etría es la técnica que más se em plea. Para electrólitos com o sodio o potasio, los electrodos específi­ cos de iones son m uy usados y han reem plazado en gran m edida a los fotóm etros de flama. La espectrofotom etría de absorción atóm ica se em plea todavía para m etales com o cin c y cobre, y es el m étodo de referencia para cal­ cio y m agnesio. Sin em bargo, los ensayos colorim étricos y

los ESI ahora se usan de m anera rutinaria para estos dos últim os m etales. La electroforesis es todavía una técnica im portante en los laboratorios clín ico s, aunque el desarrollo de nuevos ensayos ha puesto en duda su función. Por ejem plo, la electroforesis de lipoproteínas ha sido desplazada en gran m edida por la m ed ición directa de colesterol de lipopro­ teínas de alta densidad (H DL) y el cálculo de colesterol de lipoproteínas de b aja densidad (L D L ). E l desarrollo de u n ensayo específico para colesterol LD L dism inuirá más la fu n ció n de la electroforesis. C on el desarrollo de inm unoensayos específicos para la form a MB de la isoenzim a cinasa de creatina (C K -M B) y ensayos de in h ib ició n para la form a 1 de la deshidrogenasa de lactato (L D 1 ), la elec­ troforesis ya n o es tan com ún com o antes; sin em bargo, en fechas recientes se puso en circu lación u n ensayo de electroforesis autom atizado para isoform as CK-M B. La electroforesis desem peñará un papel im portante en el área de patología m olecular para la id entificación de produc­ tos génicos y m utaciones. La electroforesis bid im ensional perm ite la separación de m ezclas com plejas, y es una herram ienta im portante para el descu brim iento de nuevos biom arcadores para enferm edad (p roteóm ica). La iden­ tificación de proteínas específicas se puede llevar a cabo m ediante instrum entos de espectrom etría de masas con desorción asistida por láser. La electroforesis capilar es una tecnología in cip ien te que prom ete tener m u chas apli­ caciones clínicas. C on el desarrollo de inm unoensayos, el papel de la crom atografía líquida ha pasado del m onitoreo de fárm acos terapéuticos a la toxicología. La CLAP con detectores U V de exploración rápida se em plea para iden­ tificaciones com pletas de fárm acos. Los sistem as CG/EM son el sostén principal para confirm ación.

CAPÍTULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

P R E G U N T A S 1. De lo que se m enciona a con tin u ació n , ¿qué n o es necesario para obtener el espectro de u n com puesto de 1 9 0 a 5 0 0 nm ? a) F u en te lum inosa de deuterio. b ) E spectrofotóm etro de doble haz. c) Cubetas de cuarzo. d) Fu en te lum inosa de tungsteno. e) Fotom ultiplicador. 2. La luz parásita en un esp ectrofotóm etro lim ita: d) La sensibilidad. b) E l alcance superior de linealidad. c) La exactitu d fotom étrica abajo de 0 .1 unidades de absorbancia. d) La capacidad para m edir el alcance UV e) E l uso de un m onocrom ad or de rejilla. 3. ¿C uál de las siguientes fuentes de luz se em plea en la espectrofotom etría de absorción atóm ica? a) Lám para de cátodo hueco. b ) Lám para de arco de xenón. c) Luz de tungsteno. d) Lám para de deuterio. e) Láser. 4. De lo que se m enciona a con tin u ació n , ¿qué es cierto en relación con la fluorom etría? a) Las longitudes de onda de em isión se establecen siem pre a longitudes de onda m enores que la excitación. b ) E l detector se coloca siem pre en ángulo recto res­ pecto al haz de excitación. c) Todos los com puestos experim entan fluorescencia. d) La fluorescencia es una técnica inherentem ente m ás sen sible que la absorción. e) L os fluoróm etros requieren detectores especia­ les. 5. ¿Cuál de las siguientes técnicas tiene la m ayor sen si­ bilidad posible? a) Q uim iolum iniscencia. b) Fluorescencia. c) Turbidim etría. d) N efelom etría. e) Fosforescencia.

6 . ¿Cuál ensayo electroqu ím ico m ide la corrien te a p otencial fijo? a) V oltam etría de sep aración anódica. b) Am perom etría. c) Coulom etría. d ) A nálisis con electrodos selectivos de iones. e) Electroforesis. 7. De lo siguiente, ¿qué se refiere al m ovim iento de los iones de la d isolu ción am ortiguadora y al disolvente en relación con el soporte fijo? a) Enfoqu e isoeléctrico. b) Iontoforesis.

DE

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R E P A S O c) E lectroforesis de zona. d) Elctroendósm osis. e) Plasm aferesis.

8. La crom atografía líquida de fase invertida se refiere a: a) U na fase m óvil polar y fase estacionaria no polar. b ) U na fase m óvil no polar y fase estacionaria polar. c) D istrib u ción entre dos fases líquidas.

d) Tam año em pleado para separar solutos en lugar de carga. e) Carga em pleada para separar solutos en vez de tam año. 9. De lo siguiente, ¿cuál no es una ventaja de la electro­ foresis capilar? a ) Tam año de m uestra m uy pequeño. b ) A nálisis rápido. c) U so de detectores tradicionales. d) Se puede analizar varias m uestras al m ism o tiem ­ po en una inyección. e) Los cationes, sustancias neutras y aniones se m ueven en la m ism a d irección a velocidades dis­ tintas. 10. Los espectróm etros de m asa en tándem: a) Son dos espectróm etros de masa colocad os en serie entre sí. b) Son dos espectróm etros de masa colocad os en paralelo entre si. c) Requieren el uso de u n crom atógrafo de gases. d) Requieren el uso de un a interfase de electrodispersión. e) No requieren una fuente de ionización. 11. De lo que se m enciona a con tin u ació n , ¿qué es falso en relación con los prin cipios de los dispositivos de prueba en el lugar de la atención? a) E m plean principios que son id én ticos para la in s­ tru m en tación de laboratorio. b) Los biosensores han perm itido la m iniaturización recom endable en particu lar para prueba en el lugar donde se brinda la atención. c) Los dispositivos no requieren prueba de control de calidad. d) Las m icrocom putadoras de a bordo controlan las fu nciones del instrum ento y la red u cción de datos. e) E l análisis de sangre com pleta es el m odelo prefe­ rido. 12. ¿C uál es el d etector m ás sensible para esp ectrofoto­ m etría? a) Fototu bo. b) Fotom ultiplicador. c) M u ltiplicador electrónico. d) Sistem a o con ju n to de fotodiodos. e) Todos son igualm ente sensibles.

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

13. ¿C uál de las siguientes es la ley de Beer? a) % T = I/I0 X 100 b) E = ítv c) e = ApH X 0 .5 9 V d )A = e X b X c e) O sm olalidad = <}> X n X C 14. De lo siguiente, ¿qué clasifica de m anera correcta la rad iación electrom agnética de b aja energía a alta ener­ gía? a) C ósm ica, gam m a, rayos X , U y visible, infrarroja, m icroondas. b ) UV, visible, infrarroja, m icroondas, rayos X , có s­ m ica, gamma. c ) U y visible, infrarroja, cósm ica, gam m a, m icroo n ­ das, rayos X. d) M icroondas, infrarroja, visible, UV, rayos X , gam ­ ma, cósm ica. e) V isible, U y infrarroja, cósm ica, gam m a, m icroondas, rayos X. 15. ¿Cuál es el propósito del interrup tor giratorio en un espectrofotóm etro de absorción atóm ica? a) C orregir la cantidad de luz em itida por la flama. b ) Corregir la intensidad fluctuante de la fuente de luz. c) C orregir la sensibilidad fluctuante del detector. d) C orregir las diferencias en la tasa de aspiración de la m uestra. e) Corregir la presencia de luz parásita. 16. De lo que se m enciona a con tin u ació n , ¿qué describe m ejo r el proceso de fluorescencia? a) Los átom os em iten un fotón cuando se excitan los electrones. b) Las m oléculas em iten un fotón cuando se excitan los electrones. c) Las m oléculas em iten un fotón a la m ism a energía cuando los electrones excitad os vuelven al estado basal. d) Las m oléculas em iten un fotón a m ayor energía cuando los electrones excitad os vuelven al estado basal. e) Las m oléculas em iten u n fotón a m enor energía cuando los electrones excitad os vuelven al estado basal.

REFEREN CIAS 1. Christian GD, et al. Instrumental Analysis, 2nd ed. Boston: Allyn and Bacon, 1986. 2. Willard HH, et al. Instrumental Methods of Analysis. Belmont, CA: Wadsworth, 1981. 3. Coiner D. Basic Concepts in Laboratory Instrumentation. Bethesda, MD: ASMT Education and Research Fund, 1975-1979. 4. Ingle JD , Crouch SR. Spectrochemical Analysis, Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 1988.

17. ¿Q ué es lo m ás exacto en relación con los electrodos selectivos de iones? a) E l electrodo de pH usa una m em brana de estado sólido. b) E l electrodo de calcio no requiere un electrodo de referencia. c) Las m em branas específicas de gas son necesarias para electrodos de oxígeno y dióxido de carb o­ no. d ) E l electrodo de sodio usa u n portador selectivo de iones (valinom icina). e) E l ESI para la urea emplea ureasa inm ovilizada. 18. De lo siguiente, ¿qué es FALSO en relación con la espectrom etría de masas? a) Los iones se form an por el bom bardeo de electro­ nes. b) E l cuadripolo y los sectores de tram pas de iones separan iones de acuerdo con su relación m asa a carga. c) Cada com puesto quím ico tiene un espectro de masa único. d ) La espectrom etría de masas detecta crom atografía de gas y líquido. e) Los espectróm etros de m asas se pueden usar para secu en ciar DNA. 19. De los siguientes enunciados, ¿cuál no es u n objetivo de la investigación proteóm ica? a) Identificar proteínas novedosas com o posibles nuevos m arcadores para enferm edad. b ) Identificar m odificaciones postraslacionales de proteínas. c) Com prender el m ecanism o de las enferm edades. d) Identificar m utaciones génicas específicas. e) D eterm inar cuáles genes están expresados y cu á­ les están inactivos. 2 0 . ¿Cuál de los siguientes procedim ientos no se em plea en la actualidad o de m anera rutinaria para los dispo­ sitivos de prueba en el lugar de la atención? a) Inm unocrom atografía. b) Biosensores. c) D etección colorim étrica. d) D etección electroquím ica. e) R eacción en cadena de la polim erasa.

5. Holland JF, et al. Mass spectrometry on the chromatographic time scale: realistic expectations. Anal Chem 1983;55:997A. 6. Guilbault GG. Practical Fluorescence, Theory, Methods and Techniques. New York: Marcel Dekker, 1973. 7. Kricka LJ. Chemiluminescent and bioluminescent techniques. Clin Chem 1991 ;37:1472. 8. Wild D. The Immunoassay Handbook. London: Macmillan Press, 1994. 9. Svelto O, et al. Principies of Lasers, 2nd ed. New York: Plenum Press, 1982.

CAPÍTULO 4 ■ TÉCNICAS ANALÍTICAS E INSTRUMENTACIÓN

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Principios de automatización química clínica William L. Roberts C O N T E N I D O

DE L

HISTORIA DE LOS ANALIZADORES AUTOMATIZADOS FUERZAS IMPULSORAS HACIA MÁS AUTOMATIZACIÓN ENFOQUES BÁSICOS HACIA LA AUTOMATIZACIÓN PASOS DEL ANÁLISIS AUTOMATIZADO Preparación e identificación de la muestra Medición de la muestra y entrega Sistemas de reactivos y entrega Fase de reacción química Fase de medición Procesamiento de la señal y manejo de datos

C A P Í T U L O SELECCIÓN DE ANALIZADORES AUTOMATIZADOS AUTOMATIZACIÓN TOTAL DEL LABORATORIO Fase preanalítica (procesamiento de la muestra) Fase analítica (análisis químicos) Fase posanalítica (manejo de datos) TENDENCIAS FUTURAS EN LA AUTOMATIZACIÓN RESUMEN PREGUNTAS DE REPASO REFERENCIAS

O B J E T I V O S Al term inar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Definir los siguientes términos: autom atización, canal, flujo continuo, análisis discreto, tiem po de perm anencia, bandera, acceso aleatorio y rendi­ miento. • Describir la historia del desarrollo de los analizadores autom atizados en el laboratorio de química clínica. • Listar cuatro fuerzas im pulsoras detrás del desa­ rrollo de nuevos analizadores autom atizados. • Nombrar tres métodos básicos para el análisis de muestras que emplean los analizadores automatizados. • Explicar los pasos principales en el análisis automatizado.

•

Proporcionar ejem plos de analizadores de química discretos disponibles en el comercio y sistem as modulares. • Com parar los distintos enfoques para el análisis autom atizado que emplean los fabricantes de ins­ trumentos. • Discriminar entre un sistema de reactivos abierto contra uno cerrado. • Relacionar tres consideraciones en la selección de un analizador autom atizado. • Explicar el concepto de autom atización total del laboratorio. • Diferenciar las tres fases del proceso de prueba de laboratorio. • Explicar las tendencias futuras en el desarrollo del analizador autom atizado.

T É R M I N O S Acceso aleatorio Análisis discreto Autom atización Autom atización total del laboratorio

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Bandera Canal Código de barras Flujo continuo Modular

C L A V E

Muestreo de tubo cerrado Placa de química seca Robótica

Rotor Sonda

CAPÍTULO 5 ■ PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN QUÍMICA CLÍNICA

E n el laboratorio m oderno de quím ica clín ica se em plea un alto grado de autom atización. M uchas etapas en el proce­ so analítico que antes se llevaban a cabo de form a m anual ahora se pueden realizar autom áticam ente, lo que perm i­ te al operador centrarse en tareas que no son posibles de autom atizar con facilidad e increm entar tanto la eficiencia com o la capacidad. El proceso analítico se puede dividir en tres fases principales: preanalítica, analítica y posanalítica, que corresponden al procesam iento de la m uestra, el análisis quím ico y el m an ejo de datos, respectivam ente. M ejoram ien tos sustanciales han ocurrido en las tres áreas durante la década pasada. Siete vendedores principales de diagnóstico venden analizadores autom atizados y reacti­ vos. E stos vendedores perfeccionan de m anera continu a sus productos para hacerlos m ás fu ncionales y am igables con el usuario. La fase analítica es la más autom atizada, y en la actualidad más investigación y esfuerzos de desa­ rrollo se enfocan en increm en tar la autom atización de los procesos pre y posanalíticos.

HISTORIA DE LOS ANALIZADORES AUTOM ATIZADOS D espués que Technicon introd u jo en 1 9 5 7 el prim er anali­ zador autom atizado, los instrum entos de este tipo proliferaron de m u chos fabricantes .1 Este prim er “AutoA nalyzer” (AA) fue u n analizador de lotes secu encial, de canal ún ico y flujo con tin u o capaz de proveer un solo resultado de prueba en casi 4 0 m uestras por hora. La siguiente gene­ ración de instrum entos Technicon que se desarrolló fue la serie de analizadores m últiples sim ultáneos (Simultaneous M últiple A nalyzer, SM A). SMA -6 y SM A -12 fueron anali­ zadores con canales m últiples (para pruebas d iferentes), que trabajaban de m anera sin crón ica para producir 6 a 12 resultados de prueba por hora. No fue sino hasta m edia­ dos de la década de 1 9 6 0 que estos analizadores de flujo con tinu o tuvieron alguna com petencia im portante en el m ercado. En 1 9 7 0 , se introd u jo el prim er analizador centrífugo com ercial com o una tecnología subproducto de la inves­ tigación del espacio exterior de la NASA. E l Dr. N orm an A nderson desarrolló un prototipo en 1 9 6 7 en el O ak Ridge N ational Laboratory com o una alternativa para la tecn olo­ gía de flujo continu o, la cual tenía problem as de acarreo im portantes y un costoso derroche de reactivo. É l quería llevar a cabo análisis en paralelo y tam bién aprovechar los avances de la tecnología de las com putadoras. La segunda generación de estos instrum entos (1 9 7 5 ) fue más exitosa, com o resultado de la m iniaturización de las com putadoras y avances en la industria de los polím eros para la fabrica­ ción de cubetas ópticas de plástico de gran calidad. E l siguiente desarrollo im portante que revolucionó la instru m entación de quím ica clínica ocu rrió en 1 9 7 0 con la introd u cció n del A utom atic C linical Analyzer (ACA) (D u P o n t [ahora, Dade B eh rin g ]). É ste fue el prim er ana­ lizador discreto de flujo con tin u o, así com o tam bién el prim er instrum ento en tener capacidades de acceso a lea ­ torio, m ediante el cual se podían analizar m uestras STAT fuera de la secu encia del lote según se requiriera. Paquetes

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plásticos de prueba, identificación positiva del pacien te y calib ració n infrecuente estaban entre las características únicas del ACA. O tros h itos im portantes fueron la in tro ­ d u cción de la tecnología de análisis de capa fina en 1 9 7 6 y la introd u cció n del analizador Kodak E ktachem (ahora, V itros) en 1 9 7 8 (en la actualidad, O rth o -C lin ical D iagnostics). E ste instrum ento fue el prim ero en usar volúm enes de m icrom uestra y reactivos en placas para análisis quí­ m ico por vía seca, y en incorporar de m anera extensa la tecnología de com putadoras en su diseño y uso. Desde 1 9 8 0 han sido desarrollados varios analizadores, sobre todo discretos, que in corp oran características com o electrodos selectivos de iones (E S I), fibra óptica, análisis policrom ático, softw are y hardware de com putadora cada vez m ás avanzado para el m anejo de datos y m enús de prueba m ás grandes. Los analizadores populares y más exitosos que em plean estas y otras tecnologías desde 1 9 8 0 son los analizadores Astra (ahora, S y nchron ) (B eckm an C oulter) que em pleaban de m anera extensa E SI; Param ax (D ade) utiliza sum inistro de tabletas de reactivo y m uestreo de tubo prim ario; el analizador H itachi (B oehringer M annheim ; ahora, R oche D iagnostics) con discos de reacción reutilizables y configu raciones fijas de diodos para m apeo espectral, y el Chem 1 de T echnicon (ahora, B ayer), que em pleaba segm entos de aceite encapsulados de m uestra y reactivos en u n solo tubo de flujo continu o. Los sistem as autom atizados de uso com ún en la actualidad en los laboratorios de quím ica clín ica son los analizado­ res A eroset y A RCH 1TECT (A bbott L aboratories), Advia (B ayer), Synchron (B eckm an C ou lter), D im ensión (Dade B eh ring ), AU (O lym pu s), V itros (O rth o -C lin ical D iagnos­ tics) y varias líneas de analizadores R oche. Los fabricantes de estos sistem as de instrum entos han adoptado las características y tecnologías m ás exitosas de otros instrum entos, donde es posible, para h acer cada g eneración de su producto m ás com petitiva en el mercado. Las diferencias entre los instrum en tos de los fabricantes, principios de op eración y tecnologías son m enos distintas ahora que en los prim eros años de la autom atización del laboratorio.

FUERZAS IM PULSORAS HACIA MÁS AUTOM ATIZACIÓN Desde 1 9 9 5 , el ritm o de cam bios co n los analizadores quím icos de rutin a actuales y la introd u cció n de nuevos han dism inuido de forma considerable, en com paración con la prim era m itad de la década de 1 9 9 0 . E n efecto, los analizadores son m ás rápidos y fáciles de usar com o resul­ tado de los refinam ientos continu os de transform ación y electrónicos. Los m étodos son m ás precisos, sensibles y específicos, aunque algunos de los m ism os principios se encuentran en los instrum entos de hoy com o en los m odelos anteriores. Los fabricantes han trabajado de m anera exitosa hacia la autom atización con capacidades de independencia e interven ción m ínim a del operador .2 Los fabricantes tam bién han respondido al deseo de los m édicos de llevar la prueba de laboratorio al paciente. La introd u cció n de analizadores de b anco fáciles de operar,

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PARTE ¡ ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

portátiles y pequ eños, en laboratorios de consu ltorios (L C ), así com o en unidades de aten ción quirúrgica y crí­ tica que dem andan resultados de laboratorio inm ediatos, ha dado com o resultado un d om inio enorm em ente exi­ toso de analizadores que se em plean en el lugar donde se presta la a ten ció n .3 O tra área especializada con u n arsenal de analizadores de rápido desarrollo es la inm unoquím ica. Las técnicas inm unológicas para exam inar fárm acos, pro­ teínas especificas, m arcadores de tum ores y horm onas han evolucionado a un nivel de autom atización increm entado. Los instrum entos que usan técnicas com o el inm unoensayo de polarización por fluorescencia (F P IA ), nefelom etría e inm unoensayo com petitivo y no com petitivo con d etec­ ción quim iolu m iniscente se han vuelto populares. El hito más reciente en el desarrollo de analizadores de quím ica ha sido la com bin ación quím ica e in m un oen sa­ yo en u n solo analizador m odular. E l analizador D im en­ sión R xL con un m ódulo de inm un oensayo heterogéneo se introd u jo en 1997. Este diseño perm ite la con solid a­ ción ad icional de la estación de trabajo con m ejoras con ­ siguientes en la eficiencia operacional y m ás red ucciones en el tiem po de respuesta. Los analizadores m odulares que com bin an las capacidades de quím ica e inm unoensayo ahora se pueden obtener de varios vendedores (fig. 5 -1 ). O tras fuerzas están im pulsando tam bién el m ercado hacia m ás autom atización enfocada. E l m ayor volum en de análisis y el tiem po de respuesta más rápido han dado com o resultado una m enor cantidad de laboratorios tron­ cales m ás centralizados que llevan a cabo análisis más com p leto s .4 E l uso de grupos de expertos de laboratorio o perfiles ha dism inuido, con las pruebas individuales diri­ gidas de m anera m ás diagnóstica según d ictan los cam bios de política recientes de M edicare y M edicaid. Es del co n o ­ cim iento de los investigadores, durante m u chos años, que los paneles de quím ica sólo cond u cen en ocasiones a nu e-

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FIGURA 5-1. Analizadores modulares de química e inmunoensa­ yo. (A) Dade Behring Dimensión RxL (fotografía cortesía de Dade Behring); (B) Roche MODULAR ANALYTICS (fotografía cortesía de Roche Diagnostics); (C) Abbot ARCHITEC c¡8200 (fotografía cortesía de Abbott Diagnostics); y (D) Beckman Coulter Synchron LXi 725 (fotografía cortesía de Beckman Coulter).

vos d iagnósticos en pacientes que parecen salu d ables .5 La expectativa de resultados de calidad con m ayor exactitu d y p recisión nu nca está presente con los estándares nor­ m ativos que establecen las Enm iendas de M ejoram ien to del Laboratorio C línico (C LIA ), la C om isión C on ju nta sobre A creditación de O rganizaciones de A tención de la Salud (JC A H O ), el Colegio de Patólogos Estadounidenses (C A P) y otros. La intensa com petencia entre los fabrican­ tes de instrum entos ha im pulsado la autom atización hacia analizadores m ás com p lejos con tecnologías creativas y características únicas. Además, los costos disparados han estim ulado la reform a de atención de la salud y, de m anera m ás específica, la aten ción gestionada y los am bientes de capitación dentro de los cuales los laboratorios están for­ zados a operar.

EN FOQUES BÁSICOS HACIA LA AUTOM ATIZACIÓN Hay m uchas ventajas en relación con la autom atización de los procedim ientos. U n propósito es in crem en tar el nú m e­ ro de pruebas que lleva a cabo u n laboratorio en un deter­ m inado período. La m ano de obra es un artícu lo caro en los laboratorios clínicos. A través de la m ecanización, se reduce el com ponente de m ano de obra dedicado a cual­ quier prueba sim ple, y esto baja de m odo efectivo el costo por prueba. U n segundo propósito es m inim izar la varia­ ció n en los resultados de un laboratorio a otro. Al repro­ ducir los com ponentes de un proced im iento de la form a más idéntica posible, se reduce el coeficiente de variación y se increm en ta la reproducibilidad. Así que la exactitud no depende de la habilidad o carga de trabajo de un ope­ rador particu lar en un día específico. Esto perm ite com pa­ rar m ejo r los resultados día a día y de una sem ana a otra. N o obstante, la autom atización no corrige las d eficien­ cias inh erentes a la m etodología. U na tercera ventaja se obtien e debido a que la autom atización elim ina los errores potenciales de los análisis m anuales com o etapas de pipe­ teo volu m étrico, cálculo y tran scripción de resultados. Se acum ula una cuarta ventaja debido a que los instrum entos pueden usar cantidades m uy pequeñas de m uestras y reac­ tivos. Esto perm ite extraer m enos sangre de cada paciente. Además, el uso de pequeñas cantidades de reactivo dism i­ nuye el costo de productos de consum o. Hay tres enfoques básicos con los instrum entos: flujo con tin u o, análisis centrífugo y análisis discreto. Los tres pueden usar análisis por lotes (es decir, gran núm ero de m uestras en una eje cu ció n ), pero sólo los analizadores discretos ofrecen acceso aleatorio o capacidades STAT. E n flu jo continuo, los líquidos (reactivos, diluyentes y m uestras) se bom bean por un sistem a de tubería continua. Las m uestras se introd u cen de m anera secuencial, y cada una fluye por la m ism a red. Una serie de burbujas de aire a intervalos regulares sirven com o m edios de separación y limpieza. E l flujo continu o, por tanto, resuelve la con si­ deración im portante de uniform idad en pruebas de rendi­ m iento porque cada m uestra sigue la m ism a trayectoria de reacción. E l flujo continu o tam bién ayuda al laboratorio que necesita ejecutar m uchas m uestras que requieren el

CAPÍTULO 5 ■ PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN QUÍMICA CLÍNICA

m ism o procedim iento. Los analizadores de flujo continuo m ás com plejos em pleaban canales sim ples paralelos para ejecutar pruebas m últiples en cada m uestra; por ejem plo, SMA y SMAC. Las desventajas principales que contribu ­ yeron a la desaparición final de los analizadores de flujo continu o tradicionales (es decir, AA, SMA y SM AC) en el mercado fueron los problem as im portantes de acarreo y el despilfarro de reactivos en flujo continuo. La respuesta de Technicon a estos problem as fue un analizador discreto de flujo no continu o (el R A 1 0 0 0 ), que usa fluido de acceso aleatorio (u n líquido de hidrocarburo para reducir la ten­ sión de superficie entre m uestras o reactivos y su tubería) y, por tanto, reduce el acarreo. D espués, Technicon desarro­ lló el Chem 1 en el que se em plea tubería y aceite de teflón, con lo cual se elim inan los problem as de acarreo. E l Chem 1 es un analizador de flujo continu o pero com parable sólo rem otam ente con el principio de flujo continu o original. E l análisis centrífugo em plea la fuerza que genera la centrifu gación para transferir y después con ten er líquidos en cubetas separadas para m ed ición en el perím etro de un rotor giratorio. Los analizadores centrífugos tien en m ayor capacidad para ejecutar m uestras m últiples, una prueba a la vez, en un lote. E l análisis por lotes es su principal venta­ ja porque las reacciones en la cubetas se leen casi al m ism o tiem po, y no lleva más tiem po correr u n rotor com pleto de casi 3 0 m uestras que lo que llevaría correr unas cuantas. L os laboratorios co n una carga de trabajo alta de pruebas individuales para análisis de rutina por lotes pueden usar estos instrum entos. De nuevo, cada cubeta debe tener una correspondencia uniform e con las demás para m antener el m anejo de calidad de cada m uestra. E l analizador CobasBio (R o ch e D iagnostics), con una lám para de destello de x en ó n y cubetas longitud inales ,6 y el IL M onarch, con un diseño de uso fácil com pletam ente integrado, son dos de los analizadores centrífugos m ás exitosos. El análisis discreto es la separación de cada m uestra y reactivos adicionales en un recip iente separado. Los anali­ zadores discretos tienen la capacidad de ejecu tar pruebas m últiples co n una m uestra a la vez o varias con una prue­ ba a la vez. Son los analizadores más populares y versátiles y han reem plazado casi por com pleto a los analizadores centrífugos y de flujo continu o. Sin em bargo, debido a que cada m uestra está en un recip iente de reacción separado, la uniform idad de la calidad se debe m antener en cada cubeta para que la calidad de una determ inada m uestra no sea vea afectada por el espacio particular que ocupa. La lista de analizadores del cuadro 5 -1 son ejem plos de ana­ lizadores discretos de corriente con capacidad de acceso aleatorio.

PASOS DEL ANÁLISIS AUTOM ATIZADO E n el análisis clínico, la autom atización es la m ecanización de los pasos en u n procedim iento. Los fabricantes dise­ ñan sus instrum entos para im itar técnicas m anuales. Los pasos principales en un proced im iento se pueden listar com o sigue: • Preparación e identificación de la m uestra • M ed ición de la m uestra y entrega

• • • •

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Sistem as de reactivos y entrega F ase de reacción quím ica Fase de m ed ición P rocesam iento de señal y m anejo de datos

Cada paso del análisis autom atizado se explica en esta secció n y se analizan varias aplicaciones. Se han elegi­ do varios instrum entos porque tien en com ponentes que representan ya sea características com unes em pleadas en la instru m entación quím ica o un m étodo ú n ico de auto­ m atizar un paso en un procedim iento. N inguno de los in s­ trum entos representativos se describe por com pleto, sino más b ien los com ponentes im portantes se presentan en el texto com o ejem plos.

Preparación e identificación de la m uestra La preparación de la m uestra para análisis ha sido y es u n proceso m anual en la m ayor parte de los laboratorios. E l tiem po de coagu lación (si se utiliza su ero), la cen tri­ fu gación y la transferencia de la m uestra a una taza del analizador (a m enos que se use m uestreo de tipo prim a­ rio) cau san retraso y gasto en el p roceso de prueba. Una alternativa a la preparación m anual es autom atizar este proceso m ediante la robótica, o autom atización frontal, para “m an ejar” la m uestra por estos pasos y cargarla en el analizador. O tra op ción es evitar por com pleto la prepa­ ración de la m uestra m ediante el uso de sangre com pleta para el análisis; por ejem plo, A bbott-V ision. La robótica para la preparación de la m uestra ya es una realidad en varios laboratorios clínico s en E stados U nid os y algunos países. O tro m étodo es usar u n tubo separador de plasm a y llevar a cabo el m uestreo de tubo prim ario co n plasm a heparinizado. E sto elim ina la necesid ad de esperar a que se coagule la m uestra y tom ar alícuotas. Más adelante en este capítulo se am plía la exp licació n acerca del pro ce­ sam iento p reanalítico de la m uestra, o autom atización frontal. La m u estra se debe id en tificar de m anera apropiada y su u b ica ció n en el analizador se debe m o n ito rear en toda la prueba. E l m edio m ás sim p le de id en tificar una m u estra es co lo ca r una taza de m u estra m arcada de for­ m a m an u al en u n a p o sició n de análisis num erada en el analizador, de acuerdo con una h o ja de trabajo preparada a m ano o una lista de carga generada por com putadora. El m étod o m ás co m p lejo que se usa p o r lo com ú n en la actu alid ad em plea u n código de barras fijo en el tubo de re c o le cc ió n prim ario. Esta etiq u eta co n tien e datos d em o­ gráficos del p acien te y tam b ién puede in clu ir p eticio n es de prueba. Los tubos m arcados co n código de barras se transfie­ ren a la zona de carga del analizador, donde se explora el código y la inform ación se alm acena en la m em oria de la com putadora. E l analizador es en ton ces capaz de m onitorear las fu nciones de identificación, órdenes de prueba y parám etros y la po sició n de la m uestra. C iertos anali­ zadores pueden tom ar peticiones de prueba, descargadas del sistem a de inform ación del laboratorio y ejecutarlas cuando la m uestra apropiada sea identificada y esté lista para ser pipeteada.

128

CUADRO 5-1. RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS PARA ANALIZADORES DE QUÍMICA CLÍNICA SELECCIONADOS BAYER

BECKMAN COULTER

DADE BEHRING

OLYM PUS

ORTHO-CLIN ICAL

DIAGNOSTICS

A D V IA

SYNCHRON

DIMENSION

A M ERICA

DIAGN OSTICS

ROCHE CO BAS

M ODULAR AN ALYTICS

VEN DED O R

A ER O SET

1650

LX20 PRO

RXL

A U 640

V ITRO S 950

INTEGRA 800

P M O DULE

Vendido primero en EUA

1998

1999

2001

1997

2002

1995

2001

1998

600-1200 360-540

288-500

800

600-700

472-708

600-1200

Rendimiento (pruebas/h, de­ pende de la mezcla de prueba)

1600

ROCHE DIAGN O STICS

49

41/71

48/95

51

75

72

47

Canales abiertos

100

62

41/71

10

95

Sistema cerrado

Canales de instalación disponibles

5

Canales de electrodo selectivo de iones

3

3

5

4

3

3

4

3

Volumen de muestra mínimo aspirado

2 |xL

2 |xL

3 |xL

2 |xL

1 |xL

6 pl

2 (cL

2 nL

Volumen muerto de taza de muestra pediátrica

50 pcL

50 |xL

40 |xL

20 |xL

No disponible 30 |j,L

50 n i

50 |xL

Perforación de la tapa de tubo primario

No

No

Yes

No

No

No

No

No

Volumen de reacción final mínimo

160 |a L

80 |xL

210 |xL

350 |a L

150 |xL

No aplicable

200 |xL

180 nL

Detección corta de muestra

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Detección de coágulo

No

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

No

Mediciones de índice

Sí

Sí

Sí

No

Sí

No

No

Sí

Dilución automática de muestra del paciente y repetición de la prueba

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

No

Sí

Sí

Inventario autom ático de prueba a bordo

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Solución de problemas remota m ediante módem

No

Sí

Sí

Sí

Sí

No

Sí

Sí

Información obtenida de Aller RD. Chemistry analyzers branching out. CA P Today 2002; julio: 84-106(34) y directamente de los vendedores.

CLÍNICA

59

DE LA QUÍMICA

Ensayos a bordo al mismo tiempo

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA

ABBOTT

CAPÍTULO 5 ■ PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN QUÍMICA CLÍNICA

FIGURA 5-2. Vitros. Las cuatro bandejas de cuadrante, cada una con diez muestras, ajustan en un portador de bandeja. (Fotografía cortesía de Ortho-Clinical Dlagnostics.)

M edición de la m uestra y entrega La m ayor parte de los instrum entos em plean carruseles circulares o rejillas rectangulares com o contenedores de m uestras para sujetar tazas de m uestra desechables o tubos de m uestra prim arios en la zona de carga o pipeteo del ana­ lizador. Estas tazas o tubos contienen estándares, con tro­ les y m uestras del paciente que serán pipeteados hacia las cám aras de reacción de los analizadores. Las ranuras en las bandejas o rejillas por lo com ún están num eradas para ayu­ dar en la identificación de la muestra. Las bandejas o rejillas se m ueven de form a autom ática en etapas de una p osición a velocidades preseleccionadas. La velocidad determ ina el núm ero de m uestras que se analizarán por hora. Com o una conveniencia, el instrum ento puede determ inar el núm e­ ro de ranura que contiene la últim a m uestra y term inar el análisis después de esa m uestra. E l m icroprocesador de la m uestra retiene en la m em oria el núm ero de m uestras y aspira sólo en las posiciones que con tienen muestras. E n el analizador Vitros, las bandejas de tazas de m ues­ tra son cuadrantes que sostienen 10 muestras cada una en tazas con fondos cónicos. Los cuatro cuadrantes ajustan en

FIGURA 5-3.

Rejilla de 5 lugares Roche/HItachl.

129

un portador de bandeja (fig. 5 -2 ). Aunque el portador de bandeja acomoda sólo 4 0 muestras, se pueden programar más bandejas de muestras y después ser cargadas en lugar de bandejas completadas m ientras las pruebas en otras ban­ dejas están en progreso. Una punta de m uestra desechable se carga a mano adyacente a cada taza de m uestra en la bandeja. Los analizadores Roche/Hitachi pueden usar rejillas de cinco posiciones para sujetar las muestras (fig. 5 -3 ). U n analizador m odular puede acom odar hasta 6 0 de estas rejillas a la vez. E n los analizadores centrífugos, la carga de las m uestras y reactivos se lleva a cabo pipeteando el líquido apropiado en un rotor con 2 0 o más posiciones. Cada p o sició n co n ­ tiene un com partim iento de m uestra, un com partim iento de reactivo y una cubeta localizada en la periferia del rotor (fig. 5 -4 ). E l Param ax perm ite m uestrear de los tubos de recolec­ ció n prim arios, o para m uestras lim itadas, hay tubos de m icrom uestra. Los tubos se co lo can en una bandeja circu ­ lar que con tiene 9 6 m uestras a la vez. Las etiquetas de cód i­ go de barras para cada m uestra, que in clu y en el nom bre y núm ero de identificación del pacien te, se pueden im pri­ m ir a p etición del operador (fig. 5 -5 ). E sto perm ite que las m uestras sean cargadas en cu alquier orden. E l carru­ sel de carga sum inistra los tubos a un o de transferencia, a partir del cual ocurre el m uestreo, y luego las m uestras son transferidas a u n carrusel sin carga (fig. 5 -6 ). Tanto el analizador Param ax com o el D im ensión hacen uso de una banda con tinu a de cubetas desechables de plástico, flexi­ bles, llevadas por el baño de agua del analizador en una pista de con d u cció n principal. Las cubetas se cargan en el analizador desde u n con ju n to rotor continu o. Estas cu be­ tas pasan por el instrum ento a una tasa de una cada 5 seg, y se cortan en seccion es o grupos según se requiere. E n la figura 5 -7 se muestra un esquema del sistem a de producción

FIGURA 5-4.

Rotor de analizador centrífugo.

130

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUIMICA CLÍNICA

FIGURA 5-5. Paramax. Los tubos de recolección de muestra se identifican con etiquetas de código de barras. (Fotografía cortesía de Dade International.)

y lectura de cubetas D im ensión RxL. La exposición de la m uestra al aire puede causar la evaporación de ésta y pro­ ducir errores en el análisis. La evaporación de la m uestra podría ser im portante y originar que la con cen tració n de los constitu yentes que se analizan aum ente 50% en cuatro h oras .7 C on los instrum entos que m id en electrólitos, el dióxido de carbono presente en la m uestra se pierde hacia la atm ósfera, lo que da com o resultado valores b ajos de d ióxido de carbono. Los fabricantes han diseñado diversos m ecanism os para reducir este efecto; por ejem plo, cubier­ tas para bandejas y tapas individuales que pueden ser per­ foradas, que inclu ye muestreo en tubo cerrado de tubos de reco lecció n prim arios .8 La m ed ición real de cada alícuota para cada prueba debe ser m uy exacta. E sto se hace en general a través de la aspiración de la m uestra en una sonda. Cuando el in s­ trum ento discreto está en operación, la sonda se sum erge de form a autom ática en cada taza de m uestra y aspira una porción del líquido. D espués de u n intervalo de tiem po preestablecido, controlado por la com putadora, la sonda sube rápidam ente desde la taza. Las sondas de m uestreo en los instrum entos que usan tazas de m uestreo esp ecí­ ficas se program an o aju stan para alcanzar una profun­ didad prescrita en esas tazas a fin de m axim izar el uso de m uestra disponible. Los analizadores capaces de aspirar la m uestra desde tubos de re co lecció n prim arios norm al­ m ente tien en una sonda paralela sen sible al nivel del líq u i­ do que controlará la entrada de la sonda de m uestreo hasta una trayectoria m ínim a debajo de la superficie del suero, perm itiendo la aspiración com pleta de la alícuota al m is­ m o tiem po que se evita el taponam iento de la sonda con gel separador de suero o la coagu lación (fig. 5 -8 ). E n los analizadores de flujo con tin u o, cuando la sonda de m uestra sube desde la taza, el aire es aspirado durante un tiem po específico para producir una burbuja entre los tapones de líquido de m uestra y reactivo. Luego, la sonda desciende hacia u n recipiente donde se extrae d isolución de lavado hacia la sonda y por el sistem a. Por lo general, la d isolu ción de lavado es agua desionizada, posiblem en­ te con un tensoactivo añadido. Ya que todas las m uestras

FIGURA 5-6. Paramax. El carrusel de carga distribuye tubos a uno de transferencia, del cual ocurre el muestreo, y después las muestras son transferidas a un carrusel de descarga. (Fotografía cortesía de Dade International.)

siguen la m ism a trayectoria, la necesidad de contar con una d isolu ción de lavado entre éstas es evidente. La inm er­ sión de la sonda en el depósito de lavado lim pia el exterior, m ientras que la aspiración de una alícuota de solu ción lim ­ pia la abertura. E l depósito se reabastece de form a con ­ tinua con un exceso de d isolución nueva. La alícuota de lavado, más la burbuja de aire antes m encionada, m antiene la integridad de la m uestra y m inim iza el acarreo de ésta. Ciertos dispositivos de pipeteo em plean una punta desechable y una jerin g a con desplazam iento de aire para m edir y entregar reactivo. Cuando se em plea esto, se pue­ de reprogram ar el dispositivo de pipeteo a fin de m edir con facilidad m uestra y reactivo para lotes de pruebas distintas desde un punto de vista com parativo. Además de elim inar el esfuerzo de cebar el sistem a de entrega de reactivo con la nueva d isolu ción, ningún reactivo se desperdicia o co n ­ tam ina debido a que nada a excep ción de la punta de la pipeta entra en con tacto con él. La lim pieza de la sonda y la tubería después de cada des­ carga para reducir el acarreo de una m uestra a la siguiente es una preocu pación con m uchos instrum entos. E n algu­ nos sistem as, el reactivo o diluyente se dispersa tam bién en la cubeta por la m ism a tubería y sonda. Se puede sum i­ n istrar agua desionizada a la cu beta después de la m ues­ tra para producir una d ilución especificada de la m uestra y tam bién para enjuagar el sistem a de sum inistro. E n el analizador T echn icon (ahora, Bayer) R A 1 0 0 0 , un fluido de acceso aleatorio es el m edio de separación. E l fluido fluorocarbono es una sustancia viscosa, inerte, inm iscible, no m ojante, que cubre el sistem a de descarga. La capa en los lados del sistem a de descarga evita el acarreo debido al m ojado de las superficies y, al form ar u n tapón de la disolu ción entre m uestras, evita el acarreo por difusión. U na pequeña cantidad (1 0 pl) de este fluido se transfiere a la cubeta co n la m uestra. La ten sió n superficial deja un recubrim iento del fluido en el sistem a de transferencia. Si se em plea una soda o punta separada para cada m u es­ tra y se desecha después de usarla, com o en el analizador V itros, la cu estión del acarreo es debatible. V itros tiene un

CAPÍTULO 5 ■ PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN QUÍMICA CLÍNICA

Rueda de cubetas

Estación de sellado en U

Manómetro de presión Al recipiente de desecho de cubetas

Interruptor de presión Compresor de cubetas FIGURA 5-7.

Sistema de producción del analizador para cubetas selladas. (Fotografía cortesía de Dade Behring.;

FIGURA 5-8. Sondas de muestra dobles del analizador Hitachi 736. Note el sensor de nivel de líquido a la izquierda de las sondas. (Foto­ grafía cortesía de Boehringer Mannheim.)

131

132

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUIMICA CLÍNICA

sistem a ú n ico de distribución de m uestra. U na probóscide h ace presión en punta en la bandeja de m uestra, la levanta y se m ueve sobre la m uestra a fin de aspirar el volum en requerido para las pruebas program adas para esa m uestra. La punta se m ueve después sobre el bloque de m ed ición de placa. Cuando una placa está en p o sició n para recibir una alícuota, la probóscide se baja de m odo que una gota de 10 pl transferida toque la placa, donde es absorbida desde la punta no m ojante. U n ém bolo propulsado por un m otor paso a paso controla la aspiración y la form ación de gotas. La precisión de descarga se especifica en ± 5 % . E n varios sistem as discretos, la sonda está unida por m edio de una tubería no m ojante a jerin g a s de precisión. Las jerin g as extraen una cantidad específica de m uestra hacia la sonda y la tubería. Luego, la sonda se posiciona sobre una cu beta, en la que se descarga la m uestra. El analizador H itachi 7 3 6 utiliza dos sondas para aspirar de form a sim ultánea un volum en doble de m uestra en cada sonda sum ergida en u n recip iente de m uestra y, por tanto, entregarla en cuatro canales de prueba individuales, todo en un paso op eracional (fig. 5 -9 ). Las sondas cargadas pasan por un fino baño de niebla antes de la entrega para lavar cu alquier residuo de m uestra adherido a la superficie externa de las sondas. Después de la entrega, las sondas se m ueven a una estación de enjuague para lim piar las super­ ficies interna y externa de las sondas. La estación de llenado ACA Star (D ade) coloca las can ­ tidades apropiadas de m uestra y diluyente en cada paquete de prueba analítica. U na taza de m uestra llena en la b an ­ d eja de carga va seguida de los paquetes de prueba para las pruebas requeridas en la m uestra. Cuando se activa el sistem a, una lanzadera em puja a la izquierda la prim era taza de m uestra a la po sició n de m uestreo. M ientras la m uestra se m ueve a la izquierda, u n im pulsor de paquete accionad o por resorte em puja el prim er paquete de pru e­ ba sobre el riel de la estación de llenado debajo de una placa decodificadora. E l decodificador detecta el código binario en la parte superior del paquete de prueba. Este código, cuando se traduce, proporciona in stru ccion es al instrum ento, inclu so el volum en de m uestra, tipo de dilu­ yente y características de m anejo especiales. Por la b o m ­ ba se hace pasar el diluyente que se usará para el m étodo p articular con la finalidad de purgar las líneas y la aguja antes de la adm isión de diluyente. La aguja se coloca sobre la taza de m uestra, se introduce y se aspira el volum en

adecuado de m uestra. La aguja sale de la taza y se m ueve a la derecha a una p o sició n sobre el paquete de prueba. La m uestra y el diluyente se inyectan en el paquete de prueba por una abertura especial de llenado de paquete. D espués que se llena el paquete, se enjuagan la aguja, la tubería y la bom ba. E l paquete de prueba se mueve sobre el sistem a de transporte. E l instrum ento transfiere tam bién el nú m e­ ro de esp ecificación de la m uestra del pacien te sobre el paquete al sistem a de p resentación de resultados. E l analizador Param ax em plea m otores de avance gra­ dual controlados por com putadora para m over las jerin g as de m uestreo y lavado. Cada 5 s, la sonda de m uestreo entra a un recip iente de m uestra, extrae el volu m en requerido, se m ueve a la cubeta y transfiere la alícuota con u n volu ­ m en de agua para lavar la sonda. E l volu m en de lavado se ajusta para producir el volum en de reacció n final. Si se excede el alcance de linealidad del proced im iento, el siste­ m a recupera el tubo de m uestra original, repite la prueba con u n cuarto del volu m en de m uestra original y calcula u n nuevo resultado tom ando en cuenta la dilución. La econom ía del tam año de m uestra es una consideración im portante en el desarrollo de procedim ientos autom atiza­ dos, pero las m etodologías tienen lim itaciones para m ante­ ner niveles de sensibilidad y especificidad apropiados. Los factores que gobiernan la m edición de m uestra y reactivo son interdependientes. E n general, si se reduce el tamaño de m uestra, entonces se deben reducir el tam año de la cube­ ta de reacción y el volum en de reacción final, o increm entar la concentración de reactivo para asegurar suficiente form a­ ción de color para lecturas fotom étricas exactas.

Sistem as de reactivos y entrega Los reactivos se pueden clasificar com o sistem as líquidos o secos para uso con analizadores autom atizados. Los reactivos líquidos se pueden com prar en recip ientes de volum en a granel o en paquetes de dosis unitarias com o una conveniencia para la prueba STAT en algunos anali­ zadores. Los reactivos secos se em pacan en varias formas. Pueden ser envasados com o polvo liofilizado, que requiere reco n stitu ció n con agua o una disolu ción am ortiguadora. A m enos que el fabricante provea el diluyente, la calidad del agua disponible en el laboratorio es im portante. Otros reactivos secos pueden estar en form a de tableta, com o los que se em plean en los analizadores ACA Star y Param ax.

FIGURA 5-9. Operación de muestreo del analizador Hitachi 736. (Cortesía de Boehringer Mannheim.)

Baño Recipiente de muestra

Canal 1

Canal 2

Canal 3

Canal 4

Baño de enjuague

CAPÍTULO 5 ■ PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN QUÍMICA CLÍNICA

E l analizador ACA Star tritura y disuelve las tabletas de reactivo en la bolsa de prueba plástica a bordo del instru­ m ento. E l analizador Param ax em plea una b ocin a ultra­ sónica para rom per y disolver la tableta en una cubeta de plástico llena de agua. U n tercer y ún ico tipo de reactivo seco es la p la ca de quím ica seca m ulticapas para el analiza­ dor Vitros. Estas placas tien en capas m icroscópicam ente delgadas de reactivos secos m ontadas en un soporte plás­ tico. Estas placas son casi del tam año de una estam pilla postal y no m uy gruesas. E l m anejo del reactivo varía según las capacidades del instrum ento y m etodologías. M u chos proced im ientos de prueba u san reactivos de trabajo sensibles de corta dura­ ción ; así, los analizadores contem poráneos em plean diver­ sas técnicas para conservarlos. Una técnica es m antener refrigerados los reactivos hasta el m om ento de usarlos y luego preincubarlos rápido a la tem peratura de reacción o alm acenarlos en un com partim iento refrigerado en el ana­ lizador que alim enta directam ente al área de distribución. O tro m edio de conservación es proveer los reactivos en form a de tableta seca y recon stitu irlos cuando se va a eje ­ cu tar la prueba. U na tercera es elaborar el reactivo en dos com ponentes estables que se com binarán en el m om ento de la reacción. Si se em plea este m étodo, el prim er com ­ ponente tam bién podría ser em pleado com o un diluyente para la m uestra. Los distintos fabricantes suelen usar com ­ binaciones de estas técnicas de m anejos de reactivos. Los reactivos tam bién deben ser transferidos y m edi­ dos con exactitud. M uchos instrum entos em plean reacti­ vos a granel para dism inuir la preparación y el cam bio de reactivos. Los instrum entos que no usan reactivos a granel em plean un empaquetado de reactivos único. En los anali­ zadores de flujo continuo, los reactivos y diluyentes se sum i­ nistran desde contenedores a granel en los que la tubería está suspendida. E l diámetro interno, o calibre, de la tubería gobierna la cantidad de líquido que será distribuido. Una bom ba de dosificación, ju n to con un múltiple, introduce, proporciona y bom bea de m anera continua y precisa líqui­ dos y burbujas de aire por el sistem a de flujo continuo. Para entregar los reactivos, m u ch os analizadores dis­ cretos em plean técnicas sim ilares a las usadas para m edir y entregar las m uestras. Las jerin g as, m ovidas m ediante u n m otor de avance gradual, pipetean los reactivos en recipientes de reacción. Las bom bas propulsadas por pis­ tón, conectadas m ediante tubería, tam bién pueden distri­ bu ir reactivos. O tra técnica para transferir reactivos a los recip ientes de reacción em plea frascos de reactivos presurizados conectad os m ediante tubería a válvulas de dis­ tribu ción. La com putadora controla la apertura y cierre de las válvulas. E l volum en de llenado de reactivo en el recip iente de reacción se determ ina m ediante la cantidad precisa de tiem po que la válvula perm anece abierta. Los analizadores Vitros em plean placas para contener su sistem a com pleto de quím ica de reactivos. Las capas m últi­ ples en la placa van sobre un soporte de poliéster claro. La m ism a cubierta va entre soportes de plástico. Hay tres o más capas: a) una capa de dispersión, que acepta la m uestra; b) una o más capas centrales, que pueden alterar la alícuota y c) una capa de indicador, donde se puede cuantificar el

133

analito de interés (fig. 5 -1 0 ). E l núm ero de capas varía en fu nción del ensayo por realizar. E l color que se form a en la capa del indicador varía con la con cen tració n del anali­ to en la m uestra. Las reacciones físicas o quím icas pueden ocurrir en una capa, donde el producto de estas reaccio­ nes avanza a otra capa en la que pueden ocu rrir reacciones posteriores. Cada capa puede ofrecer un am biente único y la posibilidad de llevar a cabo una reacción com parable a la ofrecida en un ensayo quím ico o podría prom over una actividad distinta por com pleto que no ocurre en la fase líquida. La capacidad para crear m últiples sitios de reac­ ción perm ite la posibilidad de m anejar y detectar com pues­ tos en form as no posibles en procedim ientos quím icos en disolución. Los m ateriales interferentes pueden quedar rezagados o alterados en las capas superiores. Los reactivos para los analizadores ACA están con te­ nidos en paquetes de prueba especiales, que son sobres de plástico divididos. U n paquete separado se usa para cada prueba llevada a cabo en una m uestra (fig. 5 -1 1 ). Los com partim entos a lo largo de la parte superior del sobre con tien en reactivos líquidos o en tableta. E l nom bre de clave y el código binario que ilustra la prueba están im pre­ sos en una barra de plástico en la parte superior de cada paquete de prueba. Todos los paquetes de prueba requ ie­ ren alm acenaje refrigerado.

Fase de reacción química Esta fase consiste en m ezclado, separación, in cu b ació n y tiem po de reacción . E n la m ayor parte de los analiza­ dores discretos, los reactivos quím icos se m antienen en

FIGURA 5-10. Placa Vitros con varias capas que contienen todo el sistema químico de reactivos. (Cortesía de Ortho-Clinical Diagnostics.)

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

cu betas de paso directo, y las lectu ras ópticas se tom an durante el flujo de fluidos reactivos. E l analizador Chem 1 em plea este m étodo co n su tubo de teflón de trayectoria analítica ún ica (fig. 5 -1 3 ).

M ezclado

FIGURA 5-11. ACA. Un paquete de prueba con código binario en una barra en la parte superior. (Fotografía cortesía de Dade Behring.)

recip ientes m óviles individuales que son desechables o reutilizables. E stos recipientes de reacción tam bién fu n­ cion an com o cubetas para análisis óptico. Si las cubetas son reutilizables, entonces se preparan las estaciones de lavado inm ediatam ente después de las estaciones de le c ­ tura para lim piar y secar estos recip ientes (fig. 5 -1 2 ). Esta configu ración perm ite al analizador operar de m anera co n ­ tinua sin reemplazar las cubetas. Ejem plos de este m étodo son los analizadores Advia (Bayer H ealth), Aeroset (A bbott Laboratories), H itachi (R o ch e D iag n o stics), AU (O lym ­ pus) y Synchron (B eckm an C oulter). Com o alternativa, los reactivos se pueden colocar en una cám ara de reacción estacionaria (co m o A stra), en la cual un proceso de flujo directo de la m ezcla de reacción ocurre antes y después de la lectu ra óptica. E n los sistem as de flujo con tin u o, se usan

FIGURA 5-12. Las estaciones de lavado en el analizador Hitachi llevan a cabo lo siguiente: a) aspirar el desecho de la reacción y dis­ tribuir el agua; b) aspirar y distribuir el agua de enjuague; c) aspirar agua de enjuague y distribuirla para la medición del blanco de celda; d) aspirar el agua del blanco de celda a sequedad. (Fotografía cortesía de Boehringer Mannheim.)

U n com ponen te vital de cada proced im iento es el m ezcla­ do adecuado de los reactivos y la m uestra. Los fabrican­ tes de instrum entos contem plan grandes distancias para asegurar el m ezclado com pleto. Las m ezclas no uniform es pueden producir ruido en el análisis de flujo con tin u o y p recisión deficiente en el análisis discreto. E l m ezclado se lleva a cabo en analizadores de flujo con tin u o (co m o el C hem 1) m ediante el uso de tubería en espiral. Cuando la corrien te de reactivo y m uestra pasan por las espiras, el líquido gira y cae en cada espira. La tasa diferencial de líquidos que caen entre sí produce el m ez­ clado en la espiral. E l R A I0 0 0 em plea una acción rápida de inicio-p aro de la bandeja de reacción. Esto causa una a cció n de b ailo­ teo contra las paredes de las cubetas, que m ezcla los com ­ ponentes. Los analizadores centrífugos pueden usar una secu encia de ro tació n inicio-p aro o bu rb u jear aire por la m uestra y el reactivo para m ezclarlos m ientras estas d iso­ lu cion es se m ueven del disco de transferencia al rotor. Este proceso de transferencia y m ezclado ocurre en sólo un os segundos. E l m ezclado se debe a la fuerza centrífuga, y ésta em puja la m uestra desde su com partim iento, sobre una partición en un com partim iento lleno de reactivo y, por últim o, hacia el espacio de la cubeta en el perím etro del rotor. E n la tecnología de placa V itros, la capa de dispersión provee una estructura que perm ite una d isem inación rápi­ da y uniform e de la m uestra sobre la capa o capas de reac­ tivo para la form ación uniform e de color. Los analizadores ACA tienen com ponentes diseñados en especial para el m ezclado: los m ezcladores-rom pedo­ res. Las platinas presionan de m anera selectiva y colapsan los com partim ientos de reactivo a lo largo de la parte supe­ rior del paquete de prueba, y de esta m anera se liberan los reactivos en el in terio r del paquete. M ientras tanto, una platina inferior presiona contra la porción del fondo de la envoltura del paquete de prueba para forzar los fluidos

FIGURA 5-13. Esquema general del sistema Technicon. Trayectoria analítica Chem 1 de tubo de teflón único. (Cortesía de Bayer.)

CAPÍTULO 5 ■ PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN QUIMICA CLÍNICA

hacia los com partim ientos de reactivo rotos. Luego, con u n m ovim iento de golpeteo ligero el m ezclador-rom pedor m ezcla por com pleto los reactivos con los fluidos. E l analizador Param ax em plea ondas sonoras u ltrasóni­ cas durante 4 5 s para disolver las tabletas de reactivo en el agua desionizada en cada cubeta. E l ultrasonido se emplea tam bién para m ezclar la m uestra con los reactivos prepa­ rados antes y para mezclar, si es necesario, el contenid o de las cubetas después de una segunda ad ición de reactivo. Los analizadores H itachi utilizan paletas de agitación que se sum ergen en el recip iente de reacció n durante unos segundos para agitar la m uestra y los reactivos, después de lo cual vuelven al depósito de lavado (fig. 5 -1 4 ). O tros instrum entos, com o Astra, usan barras de agitación m ag­ néticas que yacen en el fondo del recip iente de reacción que, cuando se activan, producen un m ovim iento de rem o­ lino para mezclar. O tros em plean una distribución forzada para llevar a cabo el m ezclado.

S ep ara ción E n las reacciones quím icas, los constitu yentes indeseables que interfieren con el análisis pueden requerir ser separa­ dos de la m uestra antes de que otros reactivos sean introd u­ cidos al sistem a. Las proteínas causan m ayor interferencia en m u chos análisis. U n m étodo sin separar la proteín a es usar una relación reactivo a m uestra m uy alta (la m uestra está m uy diluida), de m odo que el espectrofotóm etro no detecta alguna turbidez a causa de la proteína precipitada. O tro m étodo es acortar el tiem po de reacció n para elim i­ nar los interferentes que reaccionan m ás lento. E n los sistem as de flujo continuo antiguos, un dializador era el módulo de separación o filtración. Éste llevaba a cabo el equivalente de los procedim ientos manuales de precipitación, centrifugación y filtración, por medio de una m em brana de celofán de poro fino. En la tecnología de placa Vitros, la capa de dispersión de la placa capta células, crista­ les y otra materia particulada pequeña, pero tam bién retiene m oléculas grandes, com o proteína. En esencia, lo que pasa por la capa de dispersión es un filtrado libre de proteína.

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M u chos analizadores discretos n o cu entan con una m etodología autom atizada m ediante la cual puedan sepa­ rar sustancias interferentes de la m ezcla de reacción. Por tanto, se han elegido m étodos que tien en pocas interferen­ cias o que tienen interferen cias conocid as que se pueden com pen sar m ediante el instrum ento (p. e j., usar fórm ulas de corrección ). E l uso de cromatografía de colum na automatizada en algu­ nos m étodos proporciona al ACA la capacidad de rem over de la m uestra sustancias que podrían afectar de m anera adversa la reacción. Se pueden usar tres tipos de colu m ­ nas: filtración en gel, intercam bio de iones y elim inación de proteína. La colum na se localiza en la parte superior del paquete de prueba, debajo del encabezado del paquete de plástico. Si el paquete con tien e una colum na crom a­ tográfica, la m uestra y la cantidad prescrita de diluyente se inyectan en el sitio de llenado de la colum na opuesto al sitio usual de llenado de m uestra y diluyente. La m ues­ tra se m ueve por la colum na m ediante la presión del dilu­ yente y hacia el paquete de prueba para análisis.

Incubación U n baño de calentam iento en los sistem as discretos o de flujo con tin u o m antiene la tem peratura requerida de la m ezcla de reacción y provee el retraso necesario para com ­ pletar el desarrollo de color. Los com ponentes principales del baño de calentam iento son el m edio de transferencia de calor (es decir, agua o aire), el elem ento de calenta­ m ien to y el term orregulador. U n term óm etro se ubica en el com partim iento de calentam iento del analizador y es m onitoreado m ediante la com putadora del sistem a. E n m u chos sistem as analizadores discretos, las m u lticubetas se in cu b an en un baño de agua m antenido por lo general a una tem peratura constan te de 37°C . La tecnología de placa incuba placas colorim étricas a 37°C . Hay una estación de acondicionam iento previo para llevar la tem peratura de cada placa cerca de 37 °C antes de que entre al incubador. E l incubador m ueve las placas a intervalos de 12 s, de tal m anera que cada placa está en la salida del incubador cuatro veces durante el tiem po de in cu ­ b ación de 5 m in. Esta característica se em plea para m éto­ dos de velocidad de dos puntos y perm ite que la prim era lectura puntual sea tomada en parte a través del tiem po de incubación. Las placas potenciom étricas se m antienen a 25°C . Las placas se m antienen a esta tem peratura durante 3 m in para asegurar estabilidad antes de la lectura.

Tiem po d e reacción

FIGURA 5-14. Paletas de agitación en el analizador Hitachi 736. (Fotografía cortesía de Boheringer Mannheim.)

A ntes que el espectrofotóm etro realice la lectu ra óptica, el tiem po de reacció n puede depender de la velocidad de transporte por el sistem a para la estación de “lectu ra”, las adiciones de reactivo programadas con cám aras de reac­ ció n m óviles o estacionarias, o una com bin ació n de am bos procesos. Es necesario m antener un am biente con d u cen ­ te para la term inación de la reacció n el tiem po suficiente antes de realizar el análisis esp ectrofotom étrico del pro­ ducto. E l tiem po es una lim itación definitiva. Para m ante­ ner la ventaja de análisis m últiples rápidos, el instrum ento debe producir resultados lo m ás pronto posible.

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

E s posible m onitorear no sólo la term inación de una reacción, sino tam bién la rapidez de la reacción . E l in s­ trum ento podría retardar la m ed ición durante u n tiem po predeterm inado o presentar las m ezclas de reacción para m ed ición a intervalos constan tes de tiem po. E l uso de reacciones de velocidad puede tener dos ventajas: se acor­ ta el tiem po de análisis total y se pueden anular los crom ógenos que reaccionan de m anera lenta. La velocidad de reacción se controla m ediante la tem peratura; por tanto, el reactivo, el tiem po y las fu nciones esp ectrofotom étricas se deben coord inar para que fu ncion en en arm onía co n la tem peratura elegida. E l ACA tiene cin co estaciones de retardo localizadas en el área de procesam iento de paquetes. E n estos puntos, el instrum ento no lleva a cabo operaciones en los paque­ tes. E ste intervalo perm ite un tiem po de reacción sufi­ ciente para alcanzar el punto final o que se com pleten las reacciones del blanco. Toda el área de procesam iento de paquetes se m antiene a 37 °C en u n am biente cerrado con ventiladores circulantes. E l Param ax tiene ocho estaciones fotom étricas lo cali­ zadas a lo largo de la pista de cubetas. La ad ición de la m uestra inicia cada reacción , que se m onitorea de 4 0 s a 10 m in m ediante las estaciones fotom étricas para reaccio­ nes de punto final o de velocidad. E l am biente de la cubeta se m antiene a tem peratura constan te m ediante un baño de agua en el que se m ueve la cubeta.

Fase de medición Después que se com pleta la reacción, se deben cuantificar los productos form ados. Casi todos los sistem as disponi­ bles para m ed ición han sido em pleados, com o fotom etría ultravioleta, fluorescente y fotom etría de flama; electrodos esp ecíficos de iones; contadores gam m a, y lum inóm etros. No obstante, el m ás com ún es la espectrom etría de luz visible y ultravioleta, aunque se han vuelto populares las adaptaciones de m ed ición de fluorescencia tradicional, com o la polarización de fluorescencia, quim iolu m iniscen cia y biolum iniscen cia. E l analizador A bbot AxSYM por ejem plo, es u n instrum ento popular para análisis de fárm acos que em plea polarización de fluorescencia para m edir reacciones de inm unoensayo. Los analizadores que m iden luz requieren un m onocro­ m ador para alcanzar la longitud de onda deseada del com ­ ponente. Por tradición, en los analizadores se han empleado filtros o ruedas de filtros para separar la luz. E n los autoanalizadores antiguos se usaban filtros que se colocaban de m anera m anual en la trayectoria de la luz. M uchos instru­ m entos aún utilizan ruedas con filtros giratorios que son controlados por m icroprocesadores de m odo que el filtro adecuado se coloque en la trayectoria de la luz. Sin em bar­ go los sistem as más nuevos y sofisticados ofrecen una m ayor resolución derivada de rejillas de difracción para lograr la separación de la luz en los colores que la com po­ nen. M uchos instrum entos en la actualidad em plean tales m onocrom adores con rejillas rotatorias m ecánicas o una rejilla fina que dispersa sus longitudes de onda com ponen­ tes sobre u n con ju n to fijo de fotodiodos; por ejem plo, los analizadores H itachi (fig. 5 -1 5 ). Esta últim a configuración

FIGURA 5-15. Fotómetro para al analizador Hitachi 736. La rejilla de difracción fija separa la luz en longitudes de onda específicas y las refleja en un sistema fijo de 11 fotodetectores específicos. El fotóme­ tro no tiene partes móviles. (Cortesía de Boehringer Mannheim.)

de rejilla, así com o las ruedas de filtros rotatorias, acom o­ da con facilidad análisis de luz policrom ática, que ofrecen sensibilidad y especificidad m ejoradas sobre la m edición m onocrom ática. Al registrar las lecturas ópticas a diferen­ tes longitudes de onda, la com putadora del instrum ento puede usar estos datos para corregir respecto a las interfe­ rencias de m ezcla de reacción que pudieran ocu rrir a longi­ tudes de onda adyacentes, así com o a la deseada. M u chos instrum entos más recientes em plean fibra óptica com o un m edio para transportar señales de luz des­ de estaciones de lectura rem otas de regreso a un detector m onocrom ad or central para análisis de estas señales. El Param ax tiene cables de fibra óptica, o “tuberías de lu z” com o suelen llam arse, conectados desde m últiples esta­ ciones rem otas donde residen las m ezclas de reacción, hasta una unidad detectora centralizada con rueda de fil­ tros que, ju n to con la com putadora, secu encia y analiza u n volu m en grande de señales de luz de m últiples reac­ ciones (fig. 5 -1 6 ). Los recipientes que contienen la m ezcla de reacción tam bién desem peñan u n papel vital en la fase de m edi­ ción. E l volu m en de reactivo y, por tanto, el tam año de la m uestra, la velocidad de análisis y la sensibilidad de la m ed ición son algunos aspectos que se ven afectados por el m étodo de análisis. Se em plea una cubeta de flujo directo en el análisis de flujo continu o. La corriente de reactivo b a jo análisis fluye de form a continu a por la tubería de cel­ das de flujo. E l C hem 1 “capta” las señales de absorbancia entre las burbujas de aire de la corriente en m ovim ien­ to (fig. 5 -1 7 ). Esto significa que no se requiere elim inar las burbujas com o en los analizadores antiguos de flujo continu o. A m edida que la corrien te fluye por la celda de flujo, se enfoca un haz de luz estable por la corriente. La cantidad de luz que sale de la celda de flujo la determ ina sobre todo la absorbancia de luz por parte de la corriente.

CAPITULO 5 ■ PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN QUÍMICA CLÍNICA

FIGURA 5-16. Sistema fotoóptico de instrumento Paramax: (1) Fuente con reflector, (2) lente de enfoque fijo, (3) rueda de filtros, (4) motor de flecha doble, (5) haz óptico de fibra, (6) cubeta, (7), rueda de filtros, (8) tubo fotomultiplicador. (Cortesía de Dade International.)

La luz que sale choca con un fotodetector, que convierte la luz en energía eléctrica. Los filtros y los com ponentes que enfocan la luz perm iten que la longitud de onda desea­ da de la luz llegue al fotodetector. E l fotóm etro detecta en form a continu a el voltaje de salida del fotod etector de m uestra y, com o es el proceso en la m ayor parte de los ana­ lizadores, lo com para con u n voltaje de salida de referen­ cia. Los im pulsos eléctricos son enviados a u n dispositivo de lectura, com o una im presora o una com putadora, para alm acenam iento y recuperación. E n los analizadores discretos, com o los sistem as Hita­ chi, Synchron o ACA, la cubeta em pleada para el análisis es tam bién el recip iente de reacció n en el que ha ocurrido todo el procedim iento. E l fotóm etro ACA Star consta de un dispositivo que form a la cubeta y un sistem a fotom étrico para hacer las m ed iciones de absorbancia. Cuando se com prim e m edian­ te los dispositivos de su jeción del fotóm etro, el paquete de prueba form a una cubeta entre las ventanas de cuarzo. Se introd u ce una d isolu ción m ojante entre las ventanas de cuarzo y las paredes del paquete de prueba para lograr una buena interfase óptica. La m ed ición del análisis centrífugo ocurre m ientras el ro tor gira a una velocidad constan te de casi 1 0 0 0 rpm . Las lectu ras consecutivas se tom an de la m uestra, la corriente oscura (lecturas entre cubetas) y la cubeta de referencia.

Detector de burbuja

Colorimétrico

Nefelométrico

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Cada cubeta pasa por la fuen te de luz cada pocos m ilisegundos. D espués que se han determ inado los puntos de datos, se detiene la centrifugación y se im prim en los resultados. Se retira el rotor del analizador y se desecha. Para análisis de punto final, se m ide un a absorbancia in i­ cial antes de que los constituyentes hayan tenido tiem po de reaccionar, por lo general pocos segundos, y se co n si­ dera una m ed ición de blanco. D espués que ha transcu rri­ do tiem po suficiente para que se com plete la reacción, se tom a otra lectu ra de absorbancia. Para análisis de veloci­ dad, se m ide la absorbancia in icial y luego se perm ite un tiem po de retraso (prefijado en el in strum ento para cada análisis). Para cada ensayo, se determ inan varios puntos de datos a un intervalo de tiem po program ado. E l in stru ­ m ento m onitorea las m ediciones de absorban cia en cada punto de los datos y calcula el resultado. La tecnología de placa depende de la espectrofotom etría de reflectancia, a diferencia de la fotom etría de transm i­ tancia tradicional, para proveer un resultado cu antitati­ vo. La cantidad de crom ógeno en la capa del indicad or se lee después que pasa la luz por la capa de éste, se refleja desde el fondo de una capa que con tien e pigm ento (por lo general la capa de dispersión) y se regresa por la capa del indicador a u n detector de luz. Para determ inaciones colorim étricas, la fuente de luz es una lám para de tungs­ teno-halógeno. E l haz se cen tra sobre un a rueda de filtros que sostiene hasta och o filtros de interferen cia separados por un espacio oscuro. El haz se dirige a un ángulo de 45° hacia la superficie del fondo de la placa, y el fotodiodo de silicio detecta la p orción del haz que se refleja. Las lecturas se tom an para que la com putadora obtenga la densidad de reflectancia. Las tres señales registradas tom adas son a) la rueda de filtros que bloqu ea al haz, b) la reflectancia de una superficie blanca de referencia con el filtro progra­ m ado en el haz y c) la reflectancia de la placa con el filtro seleccionado en el haz (fig. 5 -1 8 ). D espués que se lee una placa, es lanzada hacia atrás en la d irección de la que provino, donde una puerta de tram ­ pa perm ite que b aje hacia u n cubo de basura. Si la lectura fue la prim era para una prueba de velocidad de dos pu n­ tos, la puerta de la tram pa perm anece cerrada, y la placa vuelve a entrar al incubador.

FIGURA 5-17. Detector de reacción en línea. Cubeta de paso directo para el analizador Chem 1. (Cortesía de Bayer.)

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

FIGURA 5-18. Componentes del sistema para hacer determinaciones colorimétricas con la tecnología de placa. (Cortesía de Ortho-Clinical Diagnostics.)

E l Advia Centaur (Bayer), un sistem a de inm u n oen sa­ yo de acceso aleatorio, autom atizado por com pleto (fig. 5 -1 9 ), em plea tecnología de quim iolu m iniscencia para análisis de reacción. E n los ensayos de q uim iolu m iniscen­ cia, la cu antificación de un analito se basa en la em isión de luz que resulta de una reacción q u ím ica .9 Los principios de los ensayos de quim iolu m iniscencia son sim ilares a los de radioinm unoensayo (R IA ), excepto que se em plea un éster de acridinio com o el trazador, y las partículas param agnéticas com o la fase sólida. La m uestra, el trazador y el reactivo de partículas param agnéticas se agregan e in cu ­ ban en cubetas de plástico desechables, lo que depende del p rotocolo de ensayo. Después de la in cu b ació n , la sepa­ ración m agnética y el lavado de las partículas se llevan a cabo de m anera autom ática. Las cubetas son transportadas hacia una cám ara de lum inóm etro sellada a la luz, donde se añaden los reactivos para in iciar la reacción quim iolum iniscente. E n la in yección de los reactivos en la cubeta de m uestra, el lum inóm etro del sistem a detecta la señal quim iolu m iniscente. Los lum inóm etros son sim ilares a los contadores gam m a en que utilizan un detector de tubo

FIGURA 5-19. Sistema de quimioluminiscencia automatizado Advia Centaur. (Foto cortesía de Bayer Diagnostics.)

fotom ultiplicador; sin em bargo, a diferencia de los con ta­ dores gam m a, los lum inóm etros n o requieren u n cristal para convertir los rayos gamma a fotones de luz. Los fo to­ nes de luz de la m uestra se d etectan de m anera directa, son convertidos a im pulsos eléctricos y, luego, se cuentan.

Procesam iento de ia señal y m anejo de datos D ebido a que la m ayor parte de los instrum entos auto­ m atizados im prim en los resultados en form a de reporte, la calibración exacta es esencial para obtener inform ación exacta. Hay m uchas variables que pueden entrar en el uso de estándares de calibración. Las m atrices de los están­ dares y sustancias desconocidas pueden ser diferentes. D ependiendo de la m etodología, esto podría representar problem as o no. Si se em plean estándares secundarios para calibrar u n instrum ento, se deben con o cer los m éto­ dos em pleados para obtener los valores de los con stitu ­ yentes del estándar. Los estándares que con tien en m ás de un analito por vial pueden causar problem as de interferen­ cia. D ebido a que no hay estándares prim arios disponibles para las enzim as, se pueden usar estándares secundarios o factores de calib ració n con base en los coeficientes de extin ción m olares de los productos de las reacciones. M uchas veces, u n laboratorio tendrá más de un in s­ trum ento capaz de m edir el constituyente. A m enos que haya alcances norm ales diferentes pu blicad os para cada m étodo, los instrum entos se deben calibrar de m odo que los resultados sean com parables. La ventaja de calibrar un instrum ento autom atizado es la estabilidad a largo plazo de la curva estándar, que se requiere m onitorear sólo con controles todos los días. Algunos analizadores em plean estándares de b aja y alta con cen tració n en el com ienzo de cada ejecu ción , y luego usan las absorbancias de las reacciones de los estándares para producir de form a elec­ trónica una curva estándar para cada ejecu ción . O tros in s­ trum entos se calibran por sí m ism os después de analizar las d isolu cion es estándar.

CAPÍTULO 5 ■ PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN QUÍMICA CLÍNICA

E n los analizadores de flujo con tin u o originales se em pleaban seis estándares analizados al prin cipio de cada e jecu ció n para producir una curva de calib ració n para un lote particular. Ahora, los analizadores de flujo contin u o em plean un calibrador de nivel ún ico para calibrar cada e jecu ció n con el uso de agua para establecer la línea base. E l analizador centrífugo emplea estándares pipeteados en cubetas designadas en cada ejecución para análisis de punto final. Después que se ha obtenido la absorbancia del­ ta de cada muestra, la com putadora calcula los resultados m ediante la determ inación de una constante para cada están­ dar. Las constantes se obtienen al dividir la concentración del estándar (preintroducida en la com putadora) entre la absorbancia delta y promediar las constantes para cada uno de los estándares para obtener un factor. La concentración de cada control e incógnita se determ ina m ultiplicando la absorbancia delta de la incógnita por el factor. Si la concen­ tración de una incógnita excede el alcance de los estándares, el resultado se imprime con una bandera. La actividad de la enzim a se obtiene m ediante un ajuste de regresión lineal de la absorbancia delta en función del tiem po. La pendiente de la recta producida se m ultiplica por el factor de enzima (preintroducido) para calcular la actividad. La tecnología de placa necesita cálculos más avanzados para producir resultados. Los m ateriales de calibración requieren una m atriz de proteínas debido a la necesidad de que los calibradores se com porten com o suero al reaccio­ nar con las distintas capas de las placas. Los líquidos cali­ bradores se basan en suero de bovino, y la con cen tració n de cada analito se determ ina m ediante m étodos de refe­ rencia. Las pruebas de pu nto final precisan tres líquidos calibradores, las pruebas que requieren b lanco necesitan cuatro líquidos calibradores y los m étodos enzim áticos tres calibradores. Las pruebas colorim étricas em plean ajuste de ranura para producir la estandarización. E n el análisis de enzim as, u n algoritm o de aju ste de curvas estim a el cam bio en la densidad de reflexión por unidad de tiem po. E sto se convierte en absorbancia o cam bio de densidad de transm isión por unidad de tiem po. Luego, una ecuación cuadrática convierte el cam bio en la densidad de transm i­ sió n a actividad de volum en (U/L) para cada ensayo. E l ACA Star retiene las calibraciones para cada lote de un m étodo particular hasta que el laboratorista program a el instrum ento para recalibración. La calibración del in s­ trum ento se inicia o com prueba m ediante el análisis de un m ínim o de tres niveles de estándares prim arios o, en el caso de enzim as, m uestras de referencia. Los valores obte­ nidos se com paran con las con centracio n es conocid as por m edio de la regresión lineal, con el eje x que representa los valores esperados y el e je y la m edia de los valores ob ten i­ dos. La pendiente (factor de escala) y la ordenada al origen (co m p ensació n) son los parám etros aju stables en el ACA. E n los prim eros m odelos de este instrum ento, el opera­ dor determ inaba e introducía los parám etros de m anera m anual a la com putadora del instrum ento; sin em bargo, en los m odelos posteriores m ás autom atizados, el in stru ­ m ento lleva a cabo la calibración en form a autom ática a solicitu d del operador. D espués que se lleva a cabo la calib ració n y están en progreso o se com pletan los aná­

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lisis quím icos o eléctricos de la m uestra, la com putadora del instrum ento pasa al m odo de ad qu isición de datos y cálculo. Quizá se requiera prom ediar la señal proceso, lo que im plicaría cien tos de im pulsos de datos por segundo, com o con el analizador centrífu go, y fórm ulas de supre­ sión y correcció n para interferentes que son program adas en la com putadora para el cálculo de resultados. Los instrum entos autom atizados avanzados tienen algún m étodo para reportar los resultados im presos con un vínculo para identificación de la m uestra. E n los sistem as com plejos, la inform ación dem ográfica de la m uestra se introduce en la com putadora del instrum ento ju n to con las pruebas requeridas. Después, se im prim e la identificación de la m uestra con los resultados de prueba. E l Param ax im prim e etiquetas de código de barras para la identifica­ ción de la m uestra después que el operador introduce la inform ación del paciente y las pruebas requeridas en la ter­ m inal de la com putadora. Cuando se aplica la etiqueta a la m uestra, está se puede cargar en el analizador. Los m icroprocesadores controlan las pruebas, reactivos y el tiem ­ po, m ientras se com prueba el código de barras para cada m uestra. Éste es el vínculo entre los resultados reportados y la identificación de la m uestra. Incluso el más sim ple de los sistem as num era de form a secu encial los resultados de prueba para proveer una con exió n con las m uestras. D ebido a que en la actualidad la m ayor parte de los in s­ trum entos tiene integrado o ad ju nto u n m o nito r de video, los program as de software avanzados que vienen co n el instrum ento se pueden m ostrar para determ inar el estado de los diferentes aspectos de los procesos de análisis. E l m onitoreo com putadorizado está disponible para parám e­ tros com o la linealidad de la reacció n y el instrum ento, datos de con trol de calidad co n varias op cion es para pre­ sen tació n estadística e interpretación, d etección corta de m uestra co n banderas en la im presión, resultados anor­ m ales del paciente indicados con banderas, d etección de coágulos, tem peratura del recip iente de reacción o cám ara de prueba e inventarios de reactivo. La im presora tam bién puede m ostrar los resultados del paciente, así com o varias advertencias m encionadas antes. La m ayor parte de los fabricantes de instrum entos ofrecen softw are de com puta­ dora para programas y algoritmos de mantenim iento preven­ tivo para so lu ció n de problem as de d iagnóstico. Algunos fabricantes instalan m ódem s de teléfono en el analizador para tener un enlace de com u nicación directa entre el in s­ tru m ento y el centro de servicio para solu ción de proble­ m as instantánea y diagnóstico de problem as.

SELECCIÓN DE ANALIZADORES AUTOM ATIZADOS Cada enfoque del fabricante para la autom atización es úni­ co. Los instrum entos que son evaluados se deben calificar de acuerdo con las necesidades identificadas antes. U n labo­ ratorio podría requerir el analizador STAT, m ientras que otro tal vez necesite un analizador por lotes para volúm enes de alta concentración. Al considerar el costo hay que con­ siderar el precio del instrum ento y, lo más im portante, el costo total de consum ibles. E l alto costo de capital de un

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

instrum ento puede ser pequeño en realidad cuando se divi­ de entre un gran núm ero de m uestras que serán procesadas. Tam bién es im portante calcular el costo total por prueba para cada instrum ento que se considera. Además, un análi­ sis de punto de equilibrio para estudiar la relación de costos fijos, costos variables y ganancias puede ser útil al analizar la ju stificación financiera y el im pacto económ ico en un laboratorio. Por supuesto, el m odo de adquisición, es decir, com pra, arrendam iento, etcétera, se debe tener en cuenta en el análisis. E l costo variable de consum ibles se increm enta a medida que se llevan a cabo más pruebas o se analizan más muestras. La capacidad para usar reactivos producidos por más de un proveedor (sistem as de reactivo abiertos contra cerrados) puede dar a un laboratorio la posibilidad de per­ sonalizar la prueba y, tal vez, ahorrar dinero. El com ponente de trabajo se debe evaluar tam bién. Los instrum entos más antiguos pueden tener asignadas las unidades de registro de carga de trabajo del CAP; esto provee una base excelente para com paración, por medio de estudios de m ovim iento en el tiem po. D esafortunadam ente, los instrum entos más recientes en el mercado quizá no hayan sido regulados para trabajo y, por tanto, este ju icio podría ser más subjetivo de lo deseado. Con el gran núm ero de instrum entos disponi­ bles en el m ercado, el objetivo es encontrar el instrum ento correcto para cada situación .10 O tra consideración im portante en relación con la selec­ ción de un instrum ento son sus capacidades analíticas. ¿Cuáles son las características de desempeño del instru­ m ento para exactitud, precisión, linealidad, especificidad y sensibilidad (que pueden ser dependientes del m étod o ), estabilidad de la calibración y estabilidad de los reactivos (vida de anaquel y de abordo o reconstituidos)? La m ejor form a de com probar estas características de desempeño de un analizador antes de tom ar una decisión acerca del ins­ trum ento es tenerlo en operación. De m anera ideal, si un fabricante pone a prueba un instrum ento en el laboratorio del posible comprador, entonces se puede evaluar su desem ­ peño analítico para la satisfacción del cliente con estudios para com probar la exactitud, precisión y linealidad. Al m is­ m o tiem po, el personal del laboratorio puede observar las características de diseño com o m enús de prueba, capacidad real de independencia, facilidad de uso, y el espacio que el instrum ento y sus consum ibles ocupan en el laboratorio. La instrum entación de quím ica clínica provee velocidad y precisión para los ensayos que de otro m odo se lleva­ rían a cabo de forma manual. Las m etodologías elegidas y la adhesión a los requisitos del ensayo proveen exactitud. Nadie puede asum ir que el resultado producido es el valor correcto. Los m étodos automatizados se deben evaluar por com pleto antes de ser aceptados com o rutina. Es im portan­ te entender cóm o funciona en realidad cada instrum ento.

AUTOMATIZACIÓN TOTAL DEL LABORATORIO11 Las presiones de la reform a de aten ción de la salud y la aten ción adm inistrada han causado interés creciente en m ejo rar la productividad de las fases preanalítica y posanalítica del análisis de laboratorio. E n cu anto al proce­ so analítico en sí, los analizadores de rutina en quím ica clín ica tien en en la actualidad casi toda la m ecanización

que necesitan. La siguiente generación de autom atización reproducirá la práctica jap on esa de laboratorios de “caja negra”, en los que la m uestra entra en un extrem o y por el otro sale el resultado im preso .12 Se ha dedicado m ucho esfuerzo durante la década pasada en el desarrollo de alim entación “frontal” autom atizada de la m uestra en la “c a ja ” analítica, y el m an ejo autom atizado y com putadorizado de los datos que salen de la caja. Ha habido m u chos avances en las tres fases del proceso de prueba de labo­ ratorio; es decir, preanalítica (procesam iento de la m ues­ tra), analítica (análisis quím ico) y posanalítica (m an ejo de d atos) a medida que se fusionan en el sistem a integrado de autom atización total del laboratorio (A T L ). Los vendedores de equipo de autom atización están desarrollando com p o­ nen tes de arquitectura abierta que proveen m ás flex ibili­ dad en la e jecu ció n de la autom atización .13

Fase preanalítica (procesamiento de la muestra) E l protocolo de m anejo de la m uestra disponible en la actu a­ lidad en los principales analizadores de quím ica es usar el tubo de recolección de m uestra original (m uestreo de tubo prim ario) de cualquier tam año (después de la separación del plasm a o el suero) com o la taza de m uestra en el anali­ zador y lectores de código de barras, tam bién en el analiza­ dor, para identificar la m uestra. U n proceso autom atizado está reem plazando poco a poco el m anejo m anual y la pre­ sen tación de la m uestra al analizador. Increm entar la efi­ cien cia m ientras se reducen los costos ha sido un im pulso im portante para que los laboratorios com ien cen a integrar algún aspecto de la autom atización total del laboratorio en sus operaciones. Desde un punto de vista conceptual, la ATL se refiere a dispositivos autom atizados y robots inte­ grados con los analizadores existentes para llevar a cabo todas las fases del análisis de laboratorio. A la fecha se ha prestado más atención al desarrollo de los sistem as fronta­ les que pueden identificar y m arcar las m uestras, cen trifu ­ garlas y preparar alícuotas, y clasificar y entregar m uestras al analizador o para alm acen aje .14 Los sistem as de extre­ m o posterior pueden inclu ir la elim inación de m uestras del analizador y transporte para alm acen aje, recuperación desde el alm acenaje para repetir el análisis, tom ar nuevas alícuotas o elim inación, así com o el m anejo com pleto de los datos del analizador y la in teracción con el sistem a de inform ación del laboratorio (SIL). E l Dr. Sasaki y colaboradores instalaron el prim er labo­ ratorio clín ico por com pleto autom atizado en el m undo en la escuela m édica de K oshi en Ja p ó n 15; desde en tonces, el concepto se ha vuelto de m anera gradual y constan te una realidad en Estados U nidos. La U niversidad de N ebraska y la de Virginia han sido pioneras para el desarrollo del sistem a ATL. E n 1 9 9 2 , se desarrolló en la Universidad de N ebraska un prototipo de plataform a de autom atiza­ ció n del laboratorio, donde los com ponentes clave son u n sistem a de transporte, m uestras con código de barras y un paquete de softw are de com putadora para controlar el m ovim iento de la m uestra y el segu im iento, y la coor­ d inación de robots co n los instrum entos com o celdas de tra b a jo .16 A lgunos de los prim eros laboratorios autom a­

CAPITULO 5 ■ PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN QUÍMICA CLÍNICA

tizados en Estados U nidos han inform ado sus experien­ cias con la autom atización frontal con una gran cantidad de in form ació n para los interesados en la tecn olog ía .1718 E l prim er hospital de laboratorio en instalar un sistem a autom atizado fue el hospital de la Universidad de Virginia en C harlottesville en 1 9 95 . Su C entro de Investigación de A u tom atización M édica cooperó con Jo h n so n & Jo h n so n y C oulter C orporation para usar u n Vitros 9 5 0 conectado a u n carril “U ” Coulter/IDS para m uestreo directo de un transportador de m uestra sin usar robótica interm ed ia .19 E l prim er sistem a llave en m ano disponible a nivel com er­ cial fue el Clinical Laboratory Automation System (CLA S) (Boehringer-M annheim D iagnostics; ahora, R oche Diag­ n o stics). É ste acopla la lín ea de analizadores H itachi con un sistem a de banda transportadora para proveer u n siste­ m a com pletam ente operacional con las interfaces .20 La robótica y la autom atización frontal están cam bian­ do la fisonom ía del laboratorio c lín ico .21 G ran parte del beneficio derivable de la ATL se puede com prender sólo m ediante la autom atización frontal. La planificación, eje ­ cu ción y evaluación del desem peño de un sistem a de trans­ porte y clasificación autom atizado en un laboratorio de referencia grande han sido descritas en detalle .22’23 Varios fabricantes de instrum entos trabajan en la actualidad en dispositivos frontales de interfaz, o ya los com ercializan, ju n to con softw are para sus propios analizadores de quím i­ ca. Jo h n s o n & Jo h n so n in trod u jo el sistem a V itros 9 5 0 AT (A utom ation Technology) en 1 9 9 5 con un diseño de arqui­ tectu ra abierta para perm itir a los laboratorios seleccionar de m u chos sistem as de autom atización frontales en vez de estar encerrados en una interfaz de propietario. Ahora está disponible una interfaz Lab-Track en el D im ensión R xL de Dade B ehring C hem istry System s que es com patible con los principales vendedores de autom atización y perm ite el m uestreo directo desde un sistem a de pistas. Tam bién, en la actualidad existe tecnología para que los separadores m icrocentrífugos sean integrados en los analizadores de quím ica clín ica .24 Otros cuantos sistem as están ahora en el m ercado, inclu so el sistem a Advia L abC ell, que em plea un enfoque m odular para la autom atización. E l Pow er Processor Core System (B eckm an C oulter) lleva a cabo clasi­ ficación, centrifu gación y elim in ación de tapas. E l enG en Series A utom ation System (O rth o -C lin ical D iagnostics) provee clasificación, centrifugación, elim inación de tapas y fu nciones de alm acenam iento de la m uestra e interfaz de form a directa con u n analizador V itros 9 5 0 AT. E stán dis­ p onibles tres sistem as de autom atización de O lym pus que pueden efectuar clasificación, centrifu gación, elim inación de tapas, tom a de alícuotas y capacidades de interfaz direc­ ta co n el instrum ento. E l G énesis F E 5 0 0 (Tecan) es un ejem plo de un sistem a frontal independiente que clasifica, centrifuga, retira tapas y tom a alícuotas. Algunos laborato­ rios han adoptado un enfoque m odular de extrem o en fase con dispositivos para sólo ciertas fu nciones autom atiza­ das. C iba-C ornin g C linical Laboratories instaló sistem as autóm atas en varios laboratorios regionales .19 Lo prim or­ dial es que la robótica y la autom atización frontal están aquí para perm anecer. Conform e m ás y m ás laboratorios clín ico s cam bian hacia la autom atización total del labo­

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ratorio, ellos están construyendo laboratorios n ú cleo que contienen todos sus analizadores autom atizados com o la prim era etapa necesaria para enlazar con m ás facilidad los distintos in strum entos en u n sistem a ATL .25

Fase analítica (análisis quím icos) Ha habido cam bios y m ejoras que ahora son com unes para m uchos analizadores de quím ica en general. Entre otros están el m icrom uestreo siempre más pequeño y la entrega de reactivo con m últiples adiciones posibles desde reactivos restituidos al azar; m enús de prueba totales y expandidos a bordo, en particular fárm acos y horm onas; tiem pos de reacción acelerados con características quím icas para rendi­ m iento m ás rápido y m enor tiem po de perm anencia; mayor óptica de resolución con m onocrom adores de rejilla y con­ ju n to s de diodos para análisis policrom ático; electrodos de flujo directo m ejorados; software interactivo m ejorado de fácil m anejo para control de calidad, m antenim iento y diag­ nóstico; m ódem s integrados para solución de problem as en línea; sistem as de m anejo de datos con interfaz para el SIL; frecuencias reducidas de calibración y controles; m odos automatizados para calibración, dilución, repetición de la ejecu ción y m antenim iento; así com o m ejoras de diseño ergonóm icas y físicas para facilidad del operador, funcio­ nalidad y reducción de m antenim iento. De acuerdo con los datos de estudio recientes del CAP, los ocho analizadores de quím ica más populares son Aeroset (A bbott D iagnostics); Advia (Bayer H ealth); sistemas AU (O lym pus); D im ensión (Dade B eh rin g ); sistem as H itachi (R oche D iagnostics); siste­ mas Integra (R oche D iagnostics); sistem as Synchron (B eck­ m an Instru m ents), y Vitros (O rtho-C linical D iagnostics ).26 Las características y especificaciones de estos ocho sistemas se resum en en el cuadro 5-1. Una ventaja principal de los analizadores de quím ica modulares es la escalabilidad. Con­ form e aum enta la carga de trabajo, se pueden agregar más módulos para increm entar el rendim iento. U n esquema del sistem a M ODULAR ANALYTICS (R oche) se m uestra en la figura 5-2 0 . Este sistem a puede acom odar desde uno has­ ta cuatro módulos D, P o E. Esto provee flexibilidad para adaptar a cargas de trabajo cam biantes. Es posible com binar las pruebas de inm unoensayo y quím ica, sin considerar la necesidad de dividir las muestras. Las pruebas repetidas se pueden llevar a cabo de forma autom ática con la disolución amortiguadora de reejecución, que soporta todas las m ues­ tras hasta com pletar todo el análisis. Línea de reejecución

Disolución amortiguadora de entrada

Disolución amortigua- Disolución amorti­ dora de reejecución guadora de salida

FIGURA 5-20. Esquema del sistema Roche MODULAR ANALYTICS. (Foto cortesía de Roche Diagnostics.)

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PARTE ¡ ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

Fase posanalítica (m anejo de datos) Aunque la m ayor parte de la atención en años recientes en el concepto de autom atización del laboratorio se ha dedicado a sistem as frontales para el m anejo de muestras, varios fabricantes han estado desarrollando y m ejorando el m anejo de datos de extrem o posterior. La com unicación bidireccional entre el (los) analizador(es) y la com putadora central o SIL se ha vuelto un enlace absolutam ente esen­ cial para solicitar pruebas e introducir datos demográficos del paciente, transferir de form a autom ática esta infor­ m ación personalizada al analizador, así com o enviar los resultados al registro del paciente. La evaluación y m anejo de datos desde el m om ento del análisis hasta el envío se ha vuelto una tarea más com pleja y automatizada con la integración de administradores de estaciones de trabajo en todo el sistem a de com unicación .27 La mayor parte de los dispositivos de m anejo de datos son m ódulos de com pu­ tadoras personales con software patentado de los fabri­ cantes que interactúa con uno o más de sus analizadores y el SIL anfitrión. Ellos ofrecen m anejo automatizado de datos de control de calidad con alm acenaje y evaluación de resultados contra los perímetros de control de calidad del laboratorio predefinidos del laboratorio con capacidades de graficación, representación visual e inform ación de resulta­ dos. La revisión y edición de resultados del paciente antes de la com probación y transm isión a la com putadora cen ­ tral se increm enta m ediante los perím etros definidos por el usuario para lím ites de alcance declarables, lím ites de valo­ res de pánico, com probaciones delta y com paraciones de control de calidad para cam bio clínico, pruebas repetidas y análisis de algoritm o. E l inventario de reactivos y el control de calidad, ju n to con el m onitoreo de las funciones del ins­ trum ento, son controlados m ediante el software de la esta­ ción de trabajo. La mayor parte de vendedores de SIL tienen software de interconexión disponible para los principales analizadores quím icos. Algunas necesidades de m anejo de datos relacionadas con la autom atización no se pueden m an ejar de m anera adecuada m ediante la m ayor parte de los SIL actuales. Por ejem plo, la m ayor parte de los analizadores actuales son capaces de evaluar el grado de hem olisis de la m uestra, ictericia y lipidem ia (cuadro 5 -1 ). Sin em bargo, h acer que esta inform ación esté disponible y sea útil para el m édico clín ico o el laboratorista de un m odo autom atizado requie­ re m anejo adicional de los datos. De m odo ideal, se requie­ ren d eterm inar las pruebas solicitadas para la m uestra, el um bral para interferencia de cada m uestra por cada uno de los tres agentes, y si la interferencia es positiva o nega­ tiva. E n el caso de la lipidem ia, los resultados para pruebas afectadas se deben m antener hasta que se pueda clarificar la m uestra y volver a ejecutar las pruebas. Para los siste­ m as SIL actuales es difícil o im posible efectuar esta últim a tarea. Es necesario contar con un vín cu lo entre el in stru ­ m ento y el SIL. U na com pañía, D ata Innovations, ha desa­ rrollado un sistem a denom inado In stru m en t Manager, que enlaza al analizador co n el SIL y provee la capacidad para que el usuario defina reglas para la lib eración de inform a­ ció n al SIL. Además, se pueden m ostrar banderas al ope­ rador del instrum ento para la e jecu ció n de operaciones

adicionales, com o clarificación de la m uestra y repetición del análisis. La capacidad para autom atizar por com pleto la revisión de datos por m edio del análisis basado en reglas es u n factor clave para pasar hacia la ATL.

TENDENCIAS FUTURAS EN LA AUTOMATIZACIÓN La autom atización de la quím ica clínica continuará evolu­ cionando a un paso rápido de 2 0 0 4 a 2 0 1 0 com o en la déca­ da de 1 9 9 0 . C on la m ayor parte de las m ism as fuerzas que im pulsan el mercado de autom atización en 2 0 0 5 , com o las analizadas en este capítulo, los analizadores continuarán desem peñándose de m anera más eficaz en cuanto a cos­ tos y con eficiencia. Más integración y m iniaturización de com ponentes y sistem as persistirá para acom odar analiza­ dores portátiles más avanzados para el exitoso mercado de pruebas en el lugar de la atención. La com un icación efec­ tiva entre los participantes de la autom atización para un determ inado proyecto es clave para la ejecu ció n exitosa .28 Se desarrollarán más pruebas nuevas para m enús expan­ didos, con una com binación de técnicas de m edición empleadas en los analizadores para inclu ir más inm unoensayos y ensayos basados en RCP. E l m apeo espectral, o el m onitoreo de longitud de onda m últiple, con los fotóm etros de alta resolución en los analizadores será rutina para las m uestras y pruebas conform e se diseñan más instrum entos con el dispositivo m onocrom ador en la trayectoria de la luz después de la cubeta, no antes. Las capacidades de m apeo espectral perm itirán el análisis sim ultáneo de diversos ana­ litos en el m ism o recipiente de reacción. Esto tendrá un im pacto trem endo en el rendim iento y tiem po de respuesta de los resultados de prueba. La espectrom etría de masas y la electroforesis capilar se usarán de m anera más extensa en los laboratorios clínicos para identificación y cu antificación de elem entos y com puestos en concentraciones en extrem o pequeñas. E n los años venideros ocurrirá más integración de sistem as y flujo de trabajo con la robótica y el m anejo de datos incluso autom atización total del laboratorio .29 Para llevar a cabo esto, más com pañías form arán alianzas para colocar sus productos de instrum entación en los laborato­ rios. La incorporación de inteligencia artificial en los siste­ mas analíticos evolucionará, con sistem as expertos y redes neurales .3031 Esto hará que avancen en gran medida las tec­ nologías de la robótica, el procesam iento digital de datos, el diagnóstico asistido por com putadora y la integración de datos con registros electrónicos. Por últim o, los avances tecnológicos en chips y biosensores acelerarán el desarrollo del análisis in vivo no invasi­ vo .32'34 E l m onitoreo transcutáneo ya está disponible con algunos gases sanguíneos. Los valores “verdaderos” o diná­ m icos del m onitoreo in vivo de constituyentes en la sangre u otros líquidos corporales revolucionarán la m edicina de laboratorio com o la conocem os hoy. Esto suena futurista, pero así pasó con el prim er autoanalizador hace 5 0 años.

RESUMEN Desde la introd u cción del prim er analizador por Techni­ con, los instrum entos autom atizados han proliferado en el laboratorio de quím ica clínica. E ntre las fuerzas im pul­

CAPÍTULO 5 ■ PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN QUÍMICA CLÍNICA

soras detrás del desarrollo y m ejoram ien to de los analiza­ dores están el volum en increm entado de prueba, tiem po de respuesta más rápido y costos disparados. Los analiza­ dores autom atizados pueden usar uno de los tres m étodos básicos para análisis de m uestras: flujo continu o, análisis centrífugo y análisis discreto, pero la m ayor parte en la actualidad usan análisis discreto. Los fabricantes han dise­ ñado sus instrum entos para im itar los pasos en un procedi­ m iento m anual para inclu ir la preparación e identificación de m uestras, m edición de la m uestra y entrega, sistem as de reactivos y prueba, fase de reacción quím ica, fase de m edi­ ción y procesam iento de señales y m anejo de datos. Cada enfoque del fabricante para la autom atización es único. Al seleccionar un analizador autom atizado para el labo­ ratorio de quím ica clínica es necesario consid erar varios

P R E G U N T A S 1. De lo siguiente, ¿cuál no es una fuerza im pulsora para más autom atización? á) Prueba de alta con centración . b ) Tiem po de respuesta rápido. c) Esperanza de resultados más exacto s de alta cali­ dad. d ) M ayor uso de paneles de quím ica. 2. ¿Cuál de los siguientes enfoques para la autom atiza­ ció n del analizador puede usar paletas de m ezclado para agitar? a ) A nálisis para centrifugar. b) F lu jo continuo. c) A nálisis discreto. d) A nálisis de placa quím ica seca. 3. ¿Cuál de los siguientes tipos de analizadores ofrecen capacidad de acceso aleatorio? a) A nalizadores de flujo continu o. b ) A nalizadores centrífugos. c) A nalizadores discretos. d) N inguno de los anteriores. 4. Las siguientes son consid eraciones prim arias en la selecció n de u n analizador de quím ica autom atizado EXC EPTO : a) E l costo de consum ibles. b) E l costo total del instrum ento. c) E l com ponente de trabajo. d) C óm o se agregan o m ezclan los reactivos. 5. U n ejem plo de un analizador de inm un oensayo auto­ m atizado sería: a) Advia Centaur. b) Param ax. c) Synchron. d ) Vitros.

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factores: necesidades del laboratorio, consu m ibles, capa­ cidades analíticas, espacio y facilidad de uso. La autom ati­ zación quím ica clín ica continuará evolucionando. La ATL provee en la actualidad la integración de las tres fases del análisis de laboratorio, y enlaza el procesam iento de m ues­ tra frontal y el m anejo de datos de extrem o posterior con la fase analítica. Las tendencias futuras inclu irán sin duda m ás capacidad de com putadora, m ás probabilidad, uso increm en tado de robótica, m apeo espectral, m ejo ram ien ­ to con tinu o en el software de com putadora, y el desarro­ llo de sistem as com putarizados con inteligencia artificial. Nuevas tecnologías, com o las reacciones en cadena de la polim erasa y el análisis in vivo no invasivo, tendrán tam ­ b ién u n gran im pacto.

DE

R E P A S O

6 . E l tiempo de perm anencia se refiere a: a) N úm ero de pruebas que u n instrum ento puede m anejar en un tiem po especificado.

b ) La capacidad del instrum ento para efectuar una car­ ga de trabajo definida en un tiempo especificado. c) E l tiem po entre la in iciació n de una prueba y la term inación del análisis. d) N inguna de las anteriores. 7. ¿En qué año se introd u jo el prim er analizador cen trí­ fugo com ercial? a) 1957. b) 1967. c) 1970. d) 1976.

8. Las siguientes son ventajas para la autom atización EXC EPTO : a) E l núm ero cada vez mayor de pruebas efectuadas. b) El com ponente de trabajo m inim izado. c) La correcció n de deficiencias inherentes en las m etodologías. d) E l uso de cantidades pequeñas de m uestras y reactivos en com paración con los procedim ientos m anuales. 9. ¿C uáles de los pasos siguientes en la autom atización es por lo general u n proceso m anual en la m ayor parte de los laboratorios? a) Preparación de la m uestra. b ) M ed ición de la m uestra y entrega. c) Entrega de reactivo. d) Fase de reacción quím ica. 10. ¿Cuál de los siguientes analizadores de quím ica emplean placas para contener todo el sistem a de reactivos? a) A nalizadores Vitros. b) A nalizadores ACA. c) A nalizadores Param ax. d) N inguno de los anteriores.

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

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Inmunoensayos y técnicas con sonda de ácido nucleico Susan O rto n C O N T E N I D O INM UNOENSAYOS Consideraciones generales Inmunoensayos no marcados Inmunoensayos marcados SONDAS DE ÁCIDO NUCLEICO Química del ácido nucleico Técnicas de hibridación Aplicaciones de la sonda de ácido nucleico

D E L

C A P I T U L O RESUM EN PREGUNTAS DE REPASO REFEREN CIAS

O B J E T I V O S Al term inar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Enunciar el principio de cada uno de los siguientes métodos: ■ Difusión doble ■ Inmundifusión radial ■ Inmunoelectroforesis ■ Electroforesis de inmunofijación * Nefelometría ■ Turbidimetría ■ Inmunoensayo competitivo ■ Inmunoensayo no competitivo ■ Inmunotransferencia ■ Inmunocitoquímica directa ■ Inmunocitoquímica indirecta ■ Inmunofenotipia por citometría de flujo ■ Reacción en cadena de la polimerasa ■ Southern blot ■ Hibridación in s itu ■ Polimorfismo de la longitud del fragm ento de restricción • Comparar y contrastar los tipos generales de mar­ cadores empleados en inm unoensayos.

Clasificar un inm unoensayo, dado su formato, como hom ogéneo o heterogéneo, competitivo o no competitivo y mediante su marcador. Explicar cómo se relaciona la concentración del analito en la muestra de prueba con la cantidad de reactivo marcado enlazado para inm unoensayos competitivos y no competitivos. Describir los tres métodos empleados para separar reactivo marcado no enlazado de reactivo marca­ do enlazado. Describir la reducción de datos en el radioinmunoensayo competitivo clásico. Comparar y contrastar las metodologías, EMIT, DELFIA, MEIA, RIA, FPIA, ELISA, CEDIA, ICON y OIA. Explicar ios principios de la hibridación. Expresar el papel de la transcriptasa, polimerasa y endonudeasa de restricción en los ensayos con sonda de ácido nucleico. Describir el principio de transferencia de energía por resonancia de fluorescencia como se emplea en el ensayo de la reacción en cadena de la poli­ merasa en tiem po real.

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

___________________________________________ T É R M I N O S Afinidad Amplicón Anillar Anticuerpo Antígeno Avidez Citometría de flujo Contrainmunoelectroforesis Dúplex Electroforesis por inmunofijación (EIF) Epitopo Fase sólida Hapteno (Hp) Hibridación

Hibridación in situ índice de DNA (ID) Inmunocitoquímica Inmunodifusión radial (RID) Inm unoelectroforesis (IEF) Inmunoensayo competitivo Inmunoensayo heterogéneo Inmunoensayo homogéneo Inm unoensayo no compe­ titivo Inmunofenotipia Inmunofluorescencia directa (IFD) Inmunofluorescencia indi­ recta (IFI)

E n este capítulo se introducen dos m étodos analíticos genéricos em pleados en el laboratorio clín ico: uno con lle­ va el enlace de anticuerpo a antígeno y el otro depende del enlace a una secuencia de ácido nucleico con su secu en­ cia com plem entaria de ácido nu cleico blanco. Com unes a am bos m étodos son la naturaleza com plem entaria de los reactivos, que determ ina la especificidad, y el sistem a detector, que determ ina el alcance de la reacción de enlace y se relaciona con la sensibilidad analítica. E n inm unoensayos, un antígeno se une a un anticuerpo. Las interacciones antígeno-anticuerpo podrían tener que ver con reactivos no marcados en técnicas m enos sensibles desde el punto de vista analítico o con un reactivo m arcado en técnicas más sensibles. E l diseño, marcador y sistem a de d etección se com binan para crear m uchos ensayos distintos, que perm i­ ten la m ed ición de una amplia variedad de m oléculas. E n el enlace de ácido n u cleico, por lo com ú n, una sonda se unirá con una secuencia de ácido n u cleico com plem en­ taria. E l ácido n u cleico blanco puede ser am plificado o no antes de la d etección o cuantificación, o am bas cosas. Así, los m étodos basados en ácido n u cleico están diseñados para detectar cam bios en la con cen tració n de DNA o RNA y no en detectar u n producto génico sintetizado, com o una proteina detectada en inrnunoensayos. De nuevo, m u chos diseños de ensayo usan sondas. Para dar una exp licación m ás clara, los inrnunoensayos serán considerados por separado de los ensayos con sonda de ácido nu cleico . En este capítulo se revisan los con cep tos del enlace, se des­ cribe la naturaleza de los reactivos em pleados y se analiza el diseño de ensayo básico de técnicas seleccionadas u tili­ zadas en el laboratorio clín ico; com o tal, pretende ser un repaso y no una revisión exhaustiva.

INM UNOENSAYOS

C L A V E

Inmunohistoquímica Inmunotransferencia Monodonal Nefelometría Northern blot Policlonal Polimorfismo de la longi­ tud del fragm ento de restricción Postzona Prozona Reacción en cadena de la ligasa (LCR) Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

Reacción en cadena de la transcriptasa polimerasa inversa (RT-PCR) Reactividad cruzada Replicación de secuencia autosostenida (3SR) Sonda de ácido nucleico Southern blot Técnica del cohete Transferencia de energía por resonancia de fluo­ rescencia (FRET) Trazador Turbidimetría W estern blot

puede ser un antígeno o un an ticuerpo. E l en lace se relacion a co n la co n cen tra ció n de cada reactivo, la esp e­ cificidad del an ticu erp o para el an tig en o, la afinidad y avidez para am bas y las con d icio n es am bientales. A u n­ que este cap ítu lo se en foca en inrnunoensayos que u san u n a m o lécu la de anticuerpo com o el reactivo de enlace, otros ensayos, com o los de recep tor y los de proteín a de en lace, com p etitivos, em plean p roteínas receptoras o de tran sp orte com o reactivo de enlace, respectivam ente. L os m ism os p rin cip io s se aplican a estos ensayos. Una m olécu la de anticu erp o es una inm u n og lo bu lin a co n un d om inio fu n cio n al con o cid o com o F (a b ); esta área de la proteín a de inm u n og lo bu lina se un e co n un sitio en el antígeno. É ste es relativam ente grande y co m p le jo y, por lo com ún, tiene sitios m últiples que se pu ed en u n ir a anticu erp os co n d iferentes esp ecificid ad es; cada sitio en el antígeno se co n o ce com o un d eterm inan te an tig én ico o epitopo. E xiste cierta con fu sión en la term inología usada: algunos inm u n ólogos se refieren a un inmunógeno com o la m olécula que induce la respuesta biológica y síntesis de anticuerpo, y algunos usan antígeno para referirse a lo que se un e co n el anticuerpo. Sin em bargo, todos concuerd an que el sitio antig énico al que se puede u n ir F (a b ) es el epitopo. El grado de enlace es una consid eración im portante en un inm unoensayo. E l enlace de u n anticuerpo con u n an tí­ geno se relaciona de m odo directo con la afinidad y avidez del anticuerpo para el epitopo, así com o la con cen tració n del anticuerpo y el epitopo. E n cond icion es estándar, la afinidad de u n anticuerpo se m ide usando un hapteno (Hp) porque éste es un antígeno de peso m olecular b ajo que se considera tiene sólo un epitopo. La afinidad hacia el hap­ teno se relaciona co n la probabilidad para enlazar o con el grado de naturaleza com plem entaria de cada uno. La reacción reversible se resum e en la ecu ación 6- 1 :

Consideraciones generales E n u n inm u n oensayo, una m olécu la de anticuerpo re co ­ n o ce y se une con un antígeno. La m olécu la de interés

Hapteno + anticuerpo

v* com plejo hapteno-anticuerpo (Ec. 6-1)

CAPÍTULO 6 ■ INMUNOENSAYOS Y TÉCNICAS CON SONDA DE ÁCIDO NUCLEICO

E l enlace entre u n hapteno y el anticuerpo obedece la ley de acción de m asas y se expresa m atem áticam ente en la ecu ación 6- 2 :

K = kí = [HP ~ fl k2 [Hp] [Ab]

(Ec. 6-2)

Ka es la constan te de afinidad o equilibrio y representa el recíproco de la con cen tració n de hapteno libre cuando están ocupados 50% de los sitios de enlace. M ientras mayor sea la afinidad del hapteno hacia el an ticuerpo, m enor es la con cen tració n del hapteno necesaria para saturar 50% de los sitios de enlace del anticuerpo. P or ejem plo, si la constan te de afinidad de un anticuerpo m o n oclon al es 3 X 1 0 n L/mol, significa que una con cen tració n de hap­ teno de 3 X 10 !l mol/L es necesaria para ocupar la mitad de los sitios de enlace. Por lo com ú n, la constan te de afi­ nidad de anticuerpos que se em plea en procedim ientos de inm unoensayo varia de 10 9 a 1 0 11 L/mol, m ien tras que la constan te de afinidad para proteínas de transporte varía de 1 0 7 a 10 8 L/mol, y la afinidad para los receptores va de 10 8 a 1 0 11 L/mol. C om o con todas las reacciones quím icas (m olecu lares), las consid eraciones iniciales de los reactivos y productos afectan el grado de enlace com p lejo. En inm unoensayos, la reacción es directa (hacia la derecha) (ecu ación 6- 1 ) cuando la con cen tració n de los reactivos (Ag y Ab) excede la con cen tració n del producto (co m p lejo Ag-Ab) y cuando hay una constan te de afinidad favorable. Las fuerzas que agrupan a un determ inante antigénico y u n anticuerpo son enlaces reversibles, no covalentes, que resultan de los efectos acum ulados de fuerzas hidrófobas, hidrofílicas, de puente de hidrógeno y de van der W aals. E l factor m ás im portante que afecta la resistencia acu m u­ lada de enlace es la bondad (o cercanía) de ajuste entre el anticuerpo o el antígeno. La resistencia de la m ayor parte de estas fuerzas interactivas se relaciona de m anera inver­ sa con la d istancia entre los sitios interactivos. M ientras m ás se aproxim en el anticuerpo y el oxígen o, m ayores son las fuerzas de atracción. D espués que se form a el com p lejo antígeno-anticuerpo, la probabilidad de separación (que se relaciona de m anera inversa co n la tensión de en lace) se con o ce com o avidezÉsta representa un fenóm eno de valor añadido en el que la resistencia de enlace de todos los pares anticuerpo-epitopo exced e la sum a del enlace ún ico anticuerpo-epitopo. E n general, m ientras más fuertes sean la afinidad y la avi­ dez, m ayor es la posibilidad de reactividad cruzada. La especificidad de un anticuerpo se describe en la m ayor parte de los casos m ediante el antigeno que indujo la produ cción de anticuerpo, el antígeno hom ólogo. De m anera ideal, este anticuerpo reaccionaría sólo con ese antígeno. Sin em bargo, un anticuerpo puede reaccionar co n un antígeno que en estructura es sim ilar con el antí­ geno hom ólogo; esto se con o ce com o reactividad cru za­ da. C onsiderando que u n determ inante antigénico puede tener cinco o seis am inoácidos o u n azúcar inm unodom inante, n o es sorprendente que sea com ún ia sim ilitud del antígeno. M ientras m ayor sea la sim ilitud entre el antígeno

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de reacción cruzada y el hom ólogo, más fuerte es el enlace co n el an ticu erp o .1 La producción de anticuerpo de reac­ tivo se logra m ediante técnicas policlonales o m onoclonales. En la p rod u cción de anticuerpo policlonal, el antígeno estim ulante se inyecta en u n anim al sensible al antígeno; el anim al detecta este antígeno extraño y prepara una res­ puesta inm une para elim inar el antígeno. Si parte de esta respuesta inm une incluye produ cción intensa de anticuer­ po, entonces se colecta la sangre y se recoge el anticuerpo, caracterizado y purificado para producir el reactivo anti­ sérico com ercial. E ste reactivo de anticuerpo policlonal es una m ezcla de especificidades de anticuerpo. Algunos anticuerpos reaccionan con los epitopos estim ulantes y algunos son endógenos para el huésped. M últiples anti­ cuerpos dirigidos contra los epitopos m últiples en el antí­ geno están presentes, y pueden form ar un enlace cruzado con el antígeno m ultivalente. Los anticuerpos policlonales se em plean por lo com ún com o anticuerpos de “captu ra” en inm unoensayos de emparedado o indirectos. En contraste, una línea de células inm ortales produce anticuerpos m onoclonales ; cada línea produce un anticuer­ po específico. E ste m étodo se desarrolló com o una e xten ­ sión del trabajo de hibridom a que pu blicaron K ohler y M ilstein en 1 9 7 5 .2 E l proceso com ienza con la selección de células con las características que perm itirán la síntesis de un anticuerpo hom ogéneo. Prim ero, un huésped (por lo com ún, un ratón) se inm uniza con u n antígeno (aquél para el que se desea un anticuerpo); después, se recogen del bazo los lin focitos sensibilizados. Segundo, una línea de células inm ortales (por lo regular una línea de células de m ielom a de ratón no secretoria que es deficiente en fosforribosiltransferasa de guanina h ip oxantin a) se requiere para asegurar que sea viable la propagación con tinu a in vitro. Estas células se m ezclan en presencia de un agente de fusión, com o el glicol de polietileno, que prom ueve la fusión de dos células para form ar u n hibridom a. E n un m edio de crecim iento selectivo, sólo sobrevivirán las célu ­ las híbridas. Las células B tien en un lapso de vida natural lim itado in vitro y no pueden sobrevivir, y las células de m ielom a no fusionadas no sobreviven debido a su defi­ ciencia de enzim as. Si las células fusionadas viables sin te­ tizan anticuerpo, entonces se evalúan la especificidad y el isotipo de cu alquier anticuerpo. El reactivo de anticuerpo m on oclonal se produce en el com ercio m ediante el cre­ cim iento de hibridom a en cultivo de tejid o o en anim a­ les com patibles. Una característica im portante acerca del reactivo de anticuerpo m onoclon al es que el anticuerpo es hom ogéneo (u n solo anticuerpo, no una m ezcla de anti­ cu erp os). P or tanto, reconoce sólo un epitopo o un antige­ no m ultivalente, y no puede form ar u n enlace cruzado con un antígeno m ultivalente.

Inm unoensayos no m arcados Precipitación in m u n e en g el E n uno de los inm unoensayos no m arcados m ás sim ples introducidos en el laboratorio clínico, el anticuerpo no m ar­ cado se im pregnó en la parte su p erior del antígeno no marcado (am bos en la fase de líqu id o); durante el período

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

de in cu b ació n , el anticuerpo y el antígeno se difundieron y se registró la presencia de precipitación . La p recipitación ocu rrió porque cada anticuerpo recon o ció u n epitopo, y los antígenos m ultivalentes form aron enlaces cruzados co n anticuerpos m últiples. Cuando el com p lejo antígenoanticuerpo es de tam año suficiente, la in teracció n co n el agua es lim itada, de m odo que el com p lejo se vuelve d iso­ luble y precipita. Se ha observado que si se increm enta la concen tración de antígeno m ientras la con cen tració n de anticuerpo per­ m anece constan te, la cantidad formada de precipitado se relaciona con el anticuerpo a antígeno. Com o se m uestra en la figura 6- 1 , hay una relación óptim a entre la co n cen ­ tración de anticuerpo y la con cen tració n de antígeno que da com o resultado la precipitación m áxim a; es decir la zona de equivalencia. Fuera de esta zona, la cantidad de preci­ pitado se reduce o está ausente debido a que la relación de anticuerpo a antígeno está fuera de proporción y se reduce el entrecruzam iento de antígeno. Cuando la con cen tra­ ción de anticuerpo está en exceso y se reduce el entrecru­ zam iento, el ensayo está en prozona. A la inversa, cuando la con cen tració n de antígeno está en exceso y dism inuye el entrecruzam iento, el ensayo está en poszona. Aunque en un principio se describió con reacciones de precipitación, este concepto se aplica a otros ensayos en los que la rela­ ció n de anticuerpo a antígeno es m uy im portante. Las reacciones de precipitación en gel se llevan a cabo por lo com ún en el laboratorio clínico actual. E l gel es aga­ rosa diluida (por lo regular m enos de 1 %) disuelta en una disolución amortiguadora acuosa. Esto provee un medio sem isólido por el que puede pasar con facilidad el antígeno soluble y el anticuerpo. Los com plejos inm unes precipita­ dos son más fáciles de discernir en gel en oposición a una suspensión líquida. Los m étodos de precipitación inm une en gel se pueden clasificar com o m étodos pasivos o los que usan electroforesis, y se resum en en el cuadro 6-1. E l m étodo

CUADRO 6-1. MÉTODOS DE PRECIPITACIÓN INMUNE___________________________ Gel Pasivo Difusión doble (técnica de Ouchterlony) Difusión simple (inmunodifusión radial)

Electroforesis Contrainmunoelectroforesis Inmunoelectroforesis Electroforesis de ¡nmunofijación Electroforesis de cohete

Fase soluble Turbidimetría Nefelometría

m ás sim ple y m enos sensible es la difusión doble (la técnica de O uchterlony ).3 La agarosa se coloca en una superficie sólida y se perm ite que solidifique. Los pozos se cortan en la agarosa. Una plantilla com ún son seis pozos de anticuer­ po, que rodean un solo pozo de antígeno en el centro. El antígeno y el anticuerpo solubles se agregan para separar los pozos y ocurre la difusión. Se interpretan la intensidad y el patrón de la banda de precipitación. Com o se ilustra en la figura 6- 2 , la banda de precipitina de una m uestra descono­ cida se com para con de una muestra que se conoce contiene el anticuerpo. U n patrón de identidad confirm a la presencia del anticuerpo en la m uestra desconocida. Los patrones de

O

© Incremento de la concentración de antígeno FIGURA 6-1. Curva de precipitina que muestra la cantidad de preci­ pitado en función de la concentración de antígeno. La concentración de anticuerpo es constante.

FIGURA 6-2. Esquema que demuestra el patrón de identidad. El pozo del centro contiene el antígeno, extracto de timo de conejo. El pozo 1 se llena con un suero que contiene anticuerpo Sm. Los pozos de prueba están en los pozos 2 y 3; el patrón de identidad, la línea continua entre los tres pozos, confirma la presencia de anticuer­ po Sm en los sueros de prueba. El pozo 4 se llena con un suero que contiene anticuerpo U1-RNP. Los sueros de prueba en los pozos 5 y 6 también contienen anticuerpo U1-RNP confirmado por el patrón de identidad entre el suero conocido y los sueros de prueba.

CAPÍTULO 6 ■ INMUNOENSAYOS Y TÉCNICAS CON SONDA DE ÁCIDO NUCLEICO

identidad parcial y sin identidad son ambiguos. Esta técnica se em pleó para detectar anticuerpos relacionados con enfer­ m edades, com o Sm y RNP detectados en lupus eritem atoso sistém ico, SSA y SSB en el síndrom e de Sjógren y S cl-7 0 en la esclerosis sistém ica progresiva. La técnica de difusión sim ple, inmunodifusión radial (RID), es un m étodo de precipitación inm un e empleado para cuantificar proteína (el antígeno). E n este m étodo, el antisuero m onoespecifico se agrega a la agarosa líqu i­ da; luego, la agarosa se vacía en una placa y se enfría. Los pozos se cortan en la agarosa solidificada. Los estándares m últiples, una o más m uestras de control de calidad, y m uestras del paciente se añaden a los pozos. E l antlgeno se difunde desde el pozo en todas direcciones, se une al anticuerpo soluble en la agarosa y form a un com plejo visto com o un anillo de precipitina concéntrico (fig. 6 -3 ). E l diám etro del anillo se relaciona con la concentración del antígeno que se difunde desde el pozo. Se construye una curva estándar para determ inar la concentración en las m uestras de control de calidad y del paciente. E l alcan­ ce analítico utilizable está entre los estándares m ínim o y m áxim o. Si el anillo es m ayor que el estándar superior, se debe diluir la m uestra y volverla a analizar. Si el anillo es m enor que el estándar m ínim o, la m uestra se debe ejecutar en una placa de concentración baja. E xisten dos variantes: el m étodo de punto final (M ancini )4 y el m étodo cinético (Fahey-M cKelvey ).5 El método de punto final requiere que el antígeno se difunda desde el pozo, y la concentración del antígeno se relaciona con el cuadrado del diámetro del anillo de precipitina; la curva estándar se gráfica en papel de grá­ fica lineal y es la recta del m ejo r ajuste. Para asegurar que se ha difundido todo el antígeno, el tiem po de incubación es 4 8 a 7 2 horas, lo que depende del peso m olecular del antígeno; por ejem plo, la cu antificación de IgG requiere 4 8 horas, IgM requiere 72 horas. E n cam bio, el m étodo cinéti­ co requiere que los anillos sean m edidos en un tiem po fijo de 18 horas; una m u estra c o n u n a c o n c e n tra c ió n m ayor se d ifu n d irá a un a m ayor rapidez y será más grande un

FIGURA 6-3. Una placa de inmunodifusión radia! para detectar haptogloblna. El diámetro del círculo de precipitina se relaciona con la concentración de haptoglobina en el suero.

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tiem po fijo. Si se utiliza papel de gráficas sem ilogarítm ico, la concentración del antígeno se gráfica contra el diám etro del anillo de precipitina; la línea se dibuja punto a punto. Para los que llevan a cabo RID , se favorece el m étodo de punto final debido a su estabilidad e indiferencia a varia­ ciones de tem peratura; sin em bargo, el tiem po de respuesta es más grande com parado con el m étodo cinético. La contrainmunoelectroforesis es un m étodo de precipita­ ción inm une que emplea un cam po eléctrico para hacer que el antígeno y el anticuerpo migren uno hacia el otro. Se cor­ tan dos líneas de pozos paralelas en la agarosa; el anticuerpo se coloca en una línea y el antígeno en la otra. E l anticuer­ po migrará hacia el cátodo y el antígeno hacia el ánodo; una línea de precipitina se forma donde se encuentran. La prue­ ba cualitativa es útil para detectar ciertos antígenos bacte­ rianos en el líquido cefalorraquídeo y otros líquidos cuando se necesita una respuesta de laboratorio rápida. La inmunoelectroforesis (IEF) y la electroforesis de inmunofijación (EIF) son dos m étodos em pleados en el labo­ ratorio clín ico para caracterizar proteínas m onoclonales en suero y orina. E n 1 9 6 4 , G rabar y B urtin pu blicaron m étodos para exam inar proteínas séricas por m edio de electroforesis acoplada con reacciones inm unoquím icas en agarosa .6 Las proteínas de suero se separan electroforéticam ente y después el anticuerpo de reactivo se coloca en un canal que corre paralelo a las proteínas separadas. E l reactivo de anticuerpo y las proteínas séricas separadas se difunden; cuando el anticuerpo de reactivo recon o ce la proteína sérica y la reacción es en la zona de equiva­ lencia, se ve un arco de precipitina (fig. 6 -4 ). La placa de agarosa se tiñe (por lo com ún, con una tin ció n de pro-

FIGURA 6-4. Inmunoelectroforesis. Los p o zo s 1, 3, 5 j 7 contienen suero humano normal, y los po zo s 2, 4 y 6 contienen el suero de prueba. El reactivo antisérico está en los canales: A contiene suero completo antihumano: B contiene IgG antihumana: C contiene IgA antihumana; D contiene IgM antihumana; E contiene k antihumana; F contiene X antihumana. Las flechas en la parte superior apuntan hacia una cadena y anormal que reacciona con el reactivo anti-lgG. Una banda similar se muestra en el fondo con el reactivo anti-K. Tam­ bién hay un patrón de identidad con el reactivo anti-K que muestra cadenas k libre en el suero de prueba.

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

teína com o el negro de Am ido 1 0 ), se destiñe y seca para increm en tar la legibilidad de los arcos de precipitina, en particular los arcos débiles. E l tam año, form a, densidad y u b icació n de los arcos ayuda en la interpretación de la pro­ teína. Toda la interpretación se hace com parando los arcos de la m uestra del paciente con los de control de calidad, un suero hu m ano norm al. D ebido a que la IE F se em plea para evaluar una proteína m o n oclonal, se debe determ i­ nar la clase de cadena pesada y el tipo de cadena ligera. Para evaluar las proteínas m onoclonales más com unes, se u san los siguientes antisueros: suero com pleto antihu­ m ano (que con tien e una m ezcla de anticuerpos contra las proteínas séricas principales), IgG antihum ana (específica de cadena y), IgM antihum ana (específica de cadena u), IgA antihum ana (específica de cadena a ) , X antihum ana (específica de cadena K) y k antihum ana (específica de cadena k ) . E l tiem po de respuesta de prueba y la sutileza en la interp retación han disuadido de usar la IE F com o la técnica prim aria para evaluar anticuerpos m onoclonales. La E IF 7 ha reem plazado a la IE F en m u chos laborato­ rios. Se coloca una m uestra de suero, orina o líquido cefa­ lorraquídeo en los seis carriles de un gel de agarosa y se som ete a electroforesis para separar las proteínas. E l aceta­ to de celulosa (o algún otro m aterial poroso) se satura con reactivo de anticuerpo y se aplica después a u n carril de la proteína separada. Si el reactivo de anticuerpo recon o ce la proteína, se form a un com p lejo insolu ble. D espués de teñir y secar la película de agarosa, la interpretación se basa en la m igración y apariencia de las bandas. Com o se m uestra en la figura 6 -5 , la proteína m o n oclon al aparece­ rá com o una banda discreta (co n un antisuero m onoespecífico de cadena pesada y ligera que está en la m ism a p o sició n ). Las proteínas policlonales lo h acen com o una banda difusa. La con cen tració n de la m uestra del paciente

FIGURA 6-5.

Electroforesis de inmunofljación. A. Inmunoglobulina monoclonal IgG k . B. Inmunoglobina monoclonal IgA k con cadenas ligeras de k libre. C. Inmunoglobulinas biclonales IgG X e IgM k . D. Banda de cadena pesada de IgA difusa sin una cadena ligera corres­ pondiente.

podría requerir aju ste para asegurar que la reacción está en la zona de equivalencia. E l últim o m étodo de precipitación in m u n e en gel que se analiza es la técnica de cohete (técn ica de Laurell o electroinm unoensayo ).8’9 E n esta técnica cuantitativa, el anti­ cuerpo de reactivo se m ezcla co n agarosa; el antígeno se coloca en el pozo y se som ete a electroforesis. Conform e el antígeno se m ueve por la agarosa, reacciona co n el an ti­ cuerpo de reactivo y form a un “co h ete”, con precipitación a lo largo de los bordes. La altura del cohete es proporcio­ nal a la con cen tració n de antígeno presente; la con cen tra­ ció n se determ ina co n base en una curva de calibración. E l alcance estrecho de linealidad podría requ erir d ilu ción o co n cen tració n de la m uestra desconocida.

D etección d e com plejos d e antígeno-anticuerpo en fa s e líquida U na estrategia diferente para cu antificar los com p lejos antígeno-anticuerpo es usar un instrum ento para detectar los com plejos antígeno-anticuerpo solubles cuando interactú an co n luz. Cuando el antígeno y el anticuerpo se com binan, se form an com plejos que actúan com o partí­ culas en suspensión y, por tanto, pueden dispersar luz. E l tam año de las partículas determ ina el tipo de dispersión que dom inará cuando la d isolu ción interactúa con luz casi m o n ocro m ática .10 Cuando la partícula, com o albúm ina o IgG, es relativam ente pequeña en com paración co n la longitud de onda de la luz in cid ente, la partícula disper­ sará luz de form a sim étrica, hacia delante y hacia atrás. U n m ínim o de luz dispersada es d etectable a 9 0 ° de la luz incid ente. Las m oléculas más grandes de com p lejos an tí­ g eno-anticu erpo tienen diám etros que aproxim an la lo n ­ gitud de onda de la luz incid ente y dispersan luz con una intensidad m ayor en la d irección directa. La longitud de onda de la luz se seleccio n a con base en su capacidad para ser dispersada en d irección directa y la capacidad de los com p lejos antígeno-anticuerpo para absorber la longitud de onda de la luz. La turbidim etría m ide la luz transm itida y la n efelom e­ tría la luz dispersada. Los turbidlm etros (esp ectrofotó­ m etros o colorím etros) están diseñados para m ed ir la luz que pasa por una d isolu ción , de m odo que el fo tod etector está colocad o a un ángulo de 1 8 0 ° desde la luz incid ente. Si la absorban cia de luz es insign ificante, la turbidez se puede expresar com o la absorbancia, q ue está relacionada de form a directa co n la co n cen tració n de partículas su s­ pendidas y la longitud de la trayectoria. Los nefelóm etros m id en la luz a u n ángulo d istinto a 1 8 0 ° a partir de la luz in cid en te; la m ayor parte m id en luz directa dispersada a m enos de 9 0 ° porque la sen sibilid ad se in crem en ta (véa­ se el capítu lo 4 , T écnicas an alíticas e instrum entación). La co n cen tració n relativa del reactivo de anticu erp o y el antígeno es m uy im portante para asegurar que el tam año del com p lejo generado sea m ejo r d etectad o por el n efelóm etro o tu rbid ím etro, y que la reacció n in m u n e n o esté en poszona o prozona. P or tanto, podría ser im portante probar m ás de una co n cen tra ció n de m u estra del p acien ­ te, m onitorear la presen cia de anticu erp o en exceso o añadir m ás antisuero y vigilar la tasa m áxim a. E l exceso

CAPÍTULO 6 ■ INMUNOENSAYOS Y TÉCNICAS CON SONDA DE ÁCIDO NUCLEICO

de anticu erp o indicaría que hay poco antígeno y que se subestim ó la reacción. Para turbidim etría y nefelom etría, todos los reactivos y sueros deben estar libres de partículas que podrían disper­ sar luz. E l pretratam iento de suero con p o lietileng licol, un polím ero hidrofílico, no ión ico , m ejora la in teracció n antígeno-anticu erpo. D ebido a que el polím ero es m ás hidro­ fílico que el antígeno o el anticuerpo, el agua es atraída desde el antígeno y el anticuerpo al polietilenglicol. Esto da com o resultado una tasa m ás rápida y m ayor cantidad de form ación de com p lejo antlgeno-anticuerpo. Am bos m étodos se pueden efectuar en un m odo de pu nto final o cinético. E n el m odo de pu nto final, se toma una m ed ición al com ienzo de la reacción (la señal de fon­ do) y otra en u n tiem po fijo en la reacció n (señal de m ese­ ta o punto final); la con cen tració n se determ ina por m edio de una curva de calibración. E n el m odo cin ético , la tasa de form ación de com plejo se m oni torea sin interrup ción y se d eterm ina la tasa m áxim a. É sta se relaciona de m ane­ ra directa con la con cen tració n del antígeno, aunque esto no necesariam ente es lineal. Así, se requiere una curva de calibración para determ inar la con cen tració n de m uestras d esconocidas.

Inm unoensayos m arcados C o n sideracio nes g en era les P or lo general, en todos los inm unoensayos m arcados, u n reactivo (antígeno o anticuerpo) se m arca al u n ir una partícula o m olécula que se d etecta m ejo r a m enores co n ­ centraciones de los com plejos an tígeno-anticuerpo. Por tanto, el m arcador m ejora la sensibilidad analítica. Todos los ensayos tienen un reactivo de enlace, que puede unir­ se al antígeno o ligando. Si el reactivo de enlace es un anticuerpo, el análisis es un inm unoensayo. Si el agente

151

de enlace es un receptor (p. e j., receptor de estrógeno o p ro g estero n a), el ensayo es un análisis de receptor. Si el reactivo de enlace es una proteína de transporte (com o g lobulina ligadora de tiroxina o tran scortin a), el ensayo se puede llam ar prueba com petitiva de enlace a proteína. E n la actualidad los inm unoensayos se em plean casi de m odo exclusivo, con dos excep cion es notables: ensayos de receptor de estrógeno y progesterona, y la relación de en lace de horm ona tiroidea, que em plea globulina ligado­ ra de tiroxina. Los inm unoensayos se pueden d escribir co n base en su m arcador; cuál reactivo está m arcado, la con cen tració n relativa y la fuente del anticuerpo, el m étodo em pleado para separar reactivos libres de los m arcados por enlace, la señal que se m ide y el m étodo utilizado para asignar la con cen tració n de analito en la m uestra. P or tanto, el diseño de inm unoensayo tien e m uchas variables por con ­ siderar, que cond u cen a diversos ensayos.

M arcadores La form a más sim ple de identificar un ensayo es m ediante el m arcador utilizado. E n el cuadro 6 -2 se listan los m arca­ dores de uso com ú n y los m étodos em pleados para d etec­ tarlos. M arcadores rad iactiv os. L os átom os con n ú cleos ines­ tables que em iten radiación en form a espontánea son radiactivos y se co n o cen com o radionúclidos. La em isión se con o ce com o decaim iento radiactivo y es independiente de los parám etros quím icos o físicos, com o tem peratura, presión o con cen tració n . De las tres form as de radiación, sólo se em plean beta y gamma en el laboratorio clín ico . En la em isión beta, el nú cleo puede em itir electrones con car­ ga negativa o partículas con carga positiva llam ados p osi­ trones. Los electrones em itidos se con o cen tam bién com o partículas beta. E l tritio (3H) es el radionúclido empleado

CUADRO 6-2. M A R C A D O R ES Y M ÉTO D O S D E D ETECCIÓ N INM UNOENSAYO

M AR CA D O R COM ÚN

M ÉTO D O DE DETECCIÓN

RIA

3H

Contador de centelleo líquido

125l

Contador gamma

Peroxidasa de rábano

Fotómetro, fluorómetro, luminómetro

Fosfatasa alcalina

Fotómetro, fluorómetro, luminómetro

p-D-Galactosidasa

Fluorómetro, luminómetro

Deshidrogenasa de glucosa-6-fosfato

Fotómetro, luminómetro

Derivado de isoluminol

Luminómetro

Ésteres de acridinio

Luminómetro

Fluoresceína

Fluorómetro

EIA

CLA

FIA

Europio

Fluorómetro

Ficobiliproteínas

Fluorómetro

Rodamina B

Fluorómetro

Umbeliferona

Fluorómetro

RIA, radioinmunoensayo; EIA, inmunoensayo enzimático; CLA, ensayo quimioluminiscente; FIA, inmunoensayo fluorescente.

152

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

por lo com ún en ensayos de inm un ología celu lar para diagnóstico e investigación. La em isión gam m a es rad iación electrom agnética con longitudes de onda m uy cortas que se originan de nú cleos inestables. Cuando u n radionúclido libera energía y se vuelve más estable, se desintegra o decae, liberando ener­ gía. U n espectro específico de niveles de energía se rela­ ciona con cada radionúclido. La unidad estandarizada de radiactividad es el becquerel (B q ), que es igual a una desintegración por segundo. La unidad trad icional es el curie (C i), que es igual a 3 .7 X 1 0 10 Bq; 1 q C i = 3 7 kBq. La vida m edia del radionúclido es el tiem po necesario para que 50% del radionúclido decaiga y se vuelva m ás estable. M ientras m ás larga sea la vida m edia, decae con m ayor lentitu d y, por tanto, se increm enta el tiem po en que se puede medir. Para sustancias radiactivas em pleadas en pruebas diagnósticas, es preferible que la em isión tenga u n nivel de energía apropiado, y que la vida m edia sea relativam ente larga; 125I satisface estos requisitos y es el radionúclido de em isión gamma que m ás se utiliza en el laboratorio clínico. Los radionúclidos de em isión gam m a son detectados por m edio de u n detector de centelleo de cristal (co n o ci­ do tam bién com o contador gam m a). La energía liberada durante el decaim iento excita una fluorita, com o el yodu­ ro de sodio activado con talio. La fluorita excitada libera u n fotón de luz visible, que es am plificada y detectada por un tubo fotom ultiplicador; la energía de luz am plificada se traduce entonces en energía eléctrica. E l decaim iento d etectable del radionúclido se expresa com o cuentas por m inuto (C PM ). E n los inm unoensayos, un reactivo se radiom arca. En ensayos com petitivos, el antígeno se m arca y se le d en o­ m ina trazador. E l radiom arcador debe perm itir al trazador ser fu ncional por com pleto y com petir por igual con el antígeno no m arcado por los sitios de enlace. Cuando el anticuerpo detector se radiom arca, el sitio de com bina­ ció n con antígeno debe perm anecer activo biológicam ente y libre. M a r c a d o r e s e n z im á ti c o s . Las enzim as se em plean por lo com ún para m arcar el antígeno/hapteno o anticuerpo .11’12 La peroxidasa de rábano (H R P), fosfatasa alcalina (ALP) y deshidrogenasa de glucosa- 6-fosfato se em plean en la m ayor parte de los casos. Las enzim as son catalizadores biológicos que increm entan la tasa de conversión de sus­ trato a producto y no se consum en en la reacción. Com o tal, una enzim a puede catalizar m uchas m oléculas de sus­ trato y, por consiguiente, am plificar la cantidad de produc­ to generado. La actividad de la enzim a se puede m onitorear de m anera directa al medir el producto form ado o el efec­ to del producto en una reacción acoplada. D ependiendo del sustrato em pleado, el producto puede ser fotom étrico, fluorom étrico o quim iolum iniscente. Por ejem plo, una reacción fotom étrica representativa con anticuerpo m arca­ do con HRP (Ab-HRP) y el sustrato (u n peróxido) generan el producto (oxígeno). E l oxígeno puede oxidar entonces u n crom ógeno reducido (ortofenilendiam ina reducida [O P D ]) para producir un com puesto coloreado (O PD o x i­ dada) que se m ide por medio de un fotóm etro.

Ab - HRP + peróxido —*■Ab = HRP + 0 2 0 2 + O PD reducida —> OPD oxidada + 1 1 ,0

(Ec. 6-3)

M a r c a d o r e s f l u o r e s c e n te s . Los m arcadores fluores­ centes (fluorocrom os o fluoróforos) son com puestos que absorben energía radiante de una longitud de onda y em i­ ten energía radiante de una longitud de onda más grande en m enos de 1 0 '4 segundos. Por lo com ún , la luz em itida se detecta a u n ángulo de 90° desde la trayectoria de luz de excita ció n con un fluoróm etro o u n esp ectrofotóm e­ tro m odificado. La diferencia entre la longitud de onda de excitación y la de em isión (cam bio de Stokes) varía entre 2 0 y 8 0 n m para la m ayor parte de los fluorocrom os. Algu­ nos inm unoensayos de fluorescencia sim plem ente su stitu ­ y en un m arcador fluorescente (co m o la fluoresceína) por un m arcador enzim ático y cuantifican la fluorescen cia .13 O tro m étodo, el inm unoensayo de fluorescencia de reso­ lu ción en el tiem po, utiliza un m arcador fluorescente m uy eficaz, com o un quelato de europio ,14 que fluoresce casi 1000 veces m ás lento que la fluorescencia de fondo n atu ­ ral y tiene un cam bio de Stokes am plio. E l retraso perm ite que el m arcador fluorescente sea detectado con interferen­ cia m ínim a desde la fluorescencia de fondo. E l cam bio de Stokes largo facilita la m ed ición de rad iación de em isión al tiem po que se excluye la radiación de excitación. E l ensa­ yo resultante es m uy sensible y de resolu ción en el tiem po, con fluorescencia de fondo m inim izada. M a r c a d o r e s l u m in is c e n t e s . Los m arcadores lu m inis­ centes em iten u n fotón de luz com o resultado de una reacció n eléctrica, bioqu ím ica o q u ím ica .1516 Algunos com puestos orgánicos se excitan cuando se oxid an y em i­ ten luz cuando vuelven al estado basal. Los oxidantes inclu yen peróxido de hidrógeno, h ip oclorito u oxígeno. A veces se requiere un catalizador, com o peroxidasa, fosfata­ sa alcalina o iones m etálicos. E l lum inol, el prim er m arcador quim iolu m iniscente em pleado en inm unoensayos, es una diacilhidracida cícli­ ca que em ite energía lum inosa en cond iciones alcalinas en presencia de peróxido o peroxidasa. D ebido a que la peroxidasa puede servir com o catalizador, en los ensayos se puede usar esta enzim a com o m arcador; el sustrato quim iolum inogénico, lu m inol, producirá luz que es directa­ m ente proporcional a la cantidad de peroxidasa presente (ecu ación 6 -4 ):

L um inol + 2H 20 2 + OH" Peroxidasa » 3-am inoftalato + luz (4 2 5 nm )

(Ec. 6-4)

U n m arcador quim iolum iniscente popular, ésteres de acridinio, es una m olécula orgánica de anillo triple enlaza­ da m ediante un enlace de éster con una cadena orgánica. E n presencia de peróxido de hidrógeno y en condiciones alca­ linas, el enlace de éster se rompe y perm anece una m olécu­ la inestable (N -m etilacridón). La luz es em itida cuando la m olécula inestable vuelve a su estado basal más estable. É ster de acridinio + 2 1 1 ,0 , + OH- —* N -m etilacrid ón + C 0 2 + H ,0 + luz (4 3 0 nm ) (Ec. 6-5)

CAPÍTULO 6 ■ INMUNOENSAYOS Y TÉCNICAS CON SONDA DE ÁCIDO NUCLEICO

La fosfatasa alcalina conjugada por lo com ún con un anticuerpo ha sido em pleada en los analizadores de inm u­ noensayo autom atizados para producir algunos de los ensayos quim iolu m iniscentes m ás sensibles. La ALP cata­ liza los sustratos fosfato de arilo 1 , 2-d ioxetano adam antilo (A M PPD ) para liberar luz a 4 7 7 nm . E l lím ite de d etección se aproxim a a 1 zm ol, o aproxim adam ente 6 0 2 m oléculas de enzim a .17,18

D iseño del ensayo Inrnu noensayos com p etitivo s. E l prim er ensayo fue un inmunoensayo competitivo en el que el antígeno radiom arcado (Ag*; llam ado tam bién trazador) com pite con antí­ geno no marcado (Ag) por un núm ero lim itado de sitios de enlace (A b) (fig. 6- 6). La proporción de Ag y Ag* que se une con el Ab se relaciona con la co n cen tració n de Ag y Ag* y requiere anticuerpo lim itado en la reacción. E n el ensayo com petitivo, la con cen tració n de Ag* es constan te y lim itada. A medida que aum enta la con cen tració n de Ag, m ás se enlaza con el an ticuerpo, lo que da com o resultado m enos enlace de Ag*. Estos ensayos de reactivo lim itado eran m uy sensibles porque las con cen tracio n es bajas de antígeno no m arcado produ jeron una señal m ensurable grande a partir del antígeno enlazado m arcado. Si el ensa­ yo com petitivo está diseñado para alcanzar el equ ilibrio, los tiem pos de in cu b ació n suelen ser largos. La reacció n de antígeno-anticuerpo se puede realizar en una etapa cuando el antígeno marcado (Ag*), el antígeno no m arcado (Ag) y el anticuerpo de reactivo (A b) se in cu ­ b an de form a sim ultánea ju n to s para producir antígeno enlazado m arcado (Ag*Ab), antígeno no m arcado enlaza­ do (AgAb) y m arcador libre (Ag*) com o se m uestra en la figura 6-6 y la ecuación 6- 6: Ag* (reactivo fijo) + Ag + Ab (reactivo lim itado) —* Ag*Ab + AgAb + Ag*

(Ec. 6-6)

U n ensayo sim ultáneo com petitivo, genérico, heterogé­ n eo, com ienza al pipetear la m uestra de prueba (control de calidad, calibrador o m uestra del p acien te) en tubos de ensayo. A continu ación, se añaden el antígeno m arcado y

FIGURA 6-6.

Inmunoensayo marcado competitivo. Durante la incu­ bación simultánea, el antígeno marcado( ^ ) y el antígeno no mar­ cado ( Q ) compiten por los sitios de enlace de anticuerpo (= ^ ). Con frecuencia se mide el marcador enlazado en el precipitado.

153

los reactivos de anticuerpo. D espués de la in cu b ació n y la sep aración de antígeno libre marcado (no enlazado), se m ide el antígeno enlazado marcado. Com o opción, el ensayo com petitivo se puede llevar a cabo en etapas sucesivas. Prim ero, el antígeno m arcado se incuba con el anticuerpo de reactivo y luego se agrega el antígeno m arcado. Después de un tiem po de in cu b a­ ció n largo y u n paso de separación, se m ide el antígeno enlazado m arcado. E ste m étodo increm en ta la sensibilidad analítica del ensayo. Considere el ejem plo del cuadro 6 -3 . U n núm ero rela­ tivam ente pequeño, pero constan te, de sitios de com bi­ n ació n de Ab están disponibles para com binarse con una cantidad constan te, relativam ente grande, de Ag* (traza­ dor) y calibradores co n concentracio nes de antígeno co n o ­ cidas. D ebido a que la cantidad de trazador y anticuerpo son constan tes, la ún ica variable en el sistem a de prueba es la cantidad de antígeno no m arcado. Cuando se incre­ m enta la con cen tració n de antígeno no m arcado, aum enta la con cen tració n (o porcen taje) de trazador libre. Si se em plean varios calibradores, se establece una cur­ va de respuesta. Cuando se increm en ta la concentración de Ag n o m arcado, dism inuye la con cen tració n de trazador que se un e con el Ab. E n el ejem plo presentado en el cuadro 6 -3 , si la cantidad de antígeno no m arcado es cero, el tra­ zador m áxim o se com binará con el anticuerpo. Cuando no está presente el antígeno no m arcado, es posible el m áxim o enlace m ediante el trazador;’ esto se con o ce com o E_, E m a. x ’, 0’ enlace m áxim o o el estándar cero. Cuando la cantidad de antígeno n o marcado es la m ism a que el trazador, cada uno se unirá co n igual cantidad de anticuerpo. A medida que la con cen tració n de antígeno se increm enta en un ensayo com petitivo, la cantidad de trazador que se acom pleja con el reactivo de enlace disminuye. Si el trazador es de bajo peso m olecular, con frecuencia se m ide el trazador libre. Si el trazador es de alto peso m olecular, se m ide el traza­ dor enlazado. Los datos se pueden graficar en una de tres m aneras: enlazado/libre contra la dosis aritm ética de antí­ geno no m arcado; porcentaje enlazado contra el log de la dosis del antígeno no m arcado; y logit enlazado/EQcontra el log de la dosis del antígeno no marcado (fig. 6 -7 ). La fracción enlazada se puede expresar en varios for­ m atos. Enlazado/libre (E/L) son las CPM de la fracción enlazada com parada con las CPM de la fracción libre. E l p orcen taje enlazado (% E) es la CPM de la fracción enlaza­ da com parada co n la CPM del enlace m áxim o del trazador (E Q) m ultiplicadas por 100. La transform ación logit E/Efl es el log natural de (E/E0)/ (l - E/E0). Al usar papel para gráficas logit-log en el que E/E0se grá­ fica en el eje de las ordenadas y el log de la dosis del antígeno no marcado se gráfica en el eje de las abscisas, se produce una recta con una pendiente negativa. La mayor parte de las veces, las m icrocom putadoras calculan la m ejor recta por medio de la regresión lineal; los valores del paciente se pue­ den calcular m ediante la com putadora con esta relación. Es im portante recordar que el m ejo r tipo de técnica de aju ste de curva se determ ina m ediante experim ento, y no hay certeza de que la gráfica logit-log de los datos gene­ re siem pre una recta. Para determ inar el m ejo r m étodo,

154

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUIMICA CLÍNICA

C U A D R O 6-3. EJEMPLO DE ENSAYO DE ENLACE COMPETITIVO Ag

+

Ag*

+

Ab

AgAb

Ag*

Ab

AgAb

0

200

100

50

200

CONCENTRACIÓN DE REACTIVOS

Ag

+

A g *A b

+

Ag*

CONCENTRACIÓN DE PRODUCTOS

Ag*Ab

Ag*

0

100

100

100

20

80

120

100

200

100

34

66

134

200

200

100

50

50

150

400

200

100

66

34

166

CÁ LCU LO S DE M U ESTRA

DOSIS DE [Ag]

B/F

% B

0

1 0 ° = 50 200

50

80 - = 40 200

100

60 _ gg 200 ~~

200

— 200

400 200

100 100

1

JO -=.67 120 -® 6 _= .4 9 134

=

25

J O - -.33 150

=

17

34 166

=

.20

se deben probar varios de graficación de datos cuando se introd u ce u n nuevo ensayo. Cada vez que se lleva a cabo el ensayo, se debe preparar una curva de respuesta de dosis para com probar el desem peño del ensayo. Recuerde que el error relativo para todas las curvas de respuesta de dosis de radioinm unoensayo (RIA ) es m ínim o cuando E/E0 es 0 .5 y se increm en ta a concentracio nes altas y b ajas de la gráfica. C om o se m uestra en la gráfica de E/E0 contra log de la con cen tració n de antígeno (fig. 6 -7 ), un cam bio rela­ tivam ente grande en la con cen tració n en cualquier extre­ m o de la curva produce poco cam bio en el valor de E/E . Los valores del pacien te obtenidos de un valor de E/E0 m ayor que 0 .9 o m enor que 0 .1 se debe interpretar con precaución. Cuando se m uestran los m ism os datos usando la gráfica logit-log, es fácil pasar por alto el error en cual­ quier extrem o de la recta. Inmunoensayos no competitivos. C onocid os a veces com o ensayos inm un om étricos, los inmunoensayos no competitivos em plean un anticuerpo de reactivo marcado para detectar el antígeno. Se requiere exceso de anticuerpo m arcado para asegurar que el anticuerpo de reactivo m ar­ cado no lim ita la reacción. La con cen tració n del antígeno es directam ente proporcional al anticuerpo m arcado en la­ zado com o se m uestra en la figura 6- 8. La relación es lineal hasta u n lím ite y luego está sujeta al efecto de gancho de dosis alta. FIGURA 6-7. Curvas de respuesta de dosis en un ensayo competiti­ vo. E = antígeno enlazado marcado. F = antígeno libre marcado. Eo = enlace máximo. % E = E/E„ x 100.

155

CAPÍTULO 6 ■ INMUNOENSAYOS Y TÉCNICAS CON SONDA DE ÁCIDO NUCLEICO

% JK 0

O P \

+! < é f ~ o % II

o ___ /

x—

A

B

/

\ V

__

c

FIGURA 6-10. Ensayo de emparedado no competitivo de dos sitios para detectar anticuerpo. El antígeno inmovilizado ( 0 ) capta al anticuerpo (= ^ ) . Entonces, se añade el anticuerpo marcado (=í4(), se enlaza con el anticuerpo captado y se detecta. Concentración del analito FIGURA 6-8. competitivo.

Curva de dosis respuesta en un Inmunoensayo no

E n el ensayo de emparedado para detectar antígeno (co n ocid o tam bién com o ensayo de captación de antí­ gen o), el anticuerpo no m arcado, inm ovilizado, capta el antígeno. D espués del lavado para elim inar m oléculas que no reaccionaron, se añade el anticuerpo d etector m arca­ do. D espués de otro lavado para elim inar el anticuerpo detector marcado libre, la señal del anticuerpo m arcado enlazado es proporcional al antígeno captado. E ste form a­ to depende de la capacidad del reactivo de anticuerpo para reaccionar con un solo epitopo en el antígeno. La especi­ ficidad y cantidad de anticuerpos m onoclon ales ha perm i­ tido la expansión rápida de diversos ensayos. E n la figura 6 -9 se m uestra un esquema. E l ensayo de emparedado es otro estudio no com petiti­ vo em pleado para detectar an ticuerpo, en el cual el antíge­ n o inm ovilizado capta anticuerpo específico. D espués de lavar, el anticuerpo detector m arcado se añade y se enlaza co n el anticuerpo captado. La cantidad de anticuerpo m ar­ cado enlazado es directam ente proporcional a la cantidad de anticuerpo específico presente (fig. 6 -1 0 ). Este estudio

FIGURA 6-9. Ensayo de emparedado no competitivo de dos sitios para detectar antígeno. El anticuerpo inmovilizado ( = 0 capta al antígeno (=f^)- Entonces, se añade el anticuerpo marcado ( 0 ), se enlaza con el antígeno captado y se detecta.

se puede m odificar para determ inar la clase de inm unoglobulina del anticuerpo específico presente en el suero. P or ejem p lo, si el anticuerpo detector fuera m arcado y no específico (p. e j., IgM antihum ana de co n ejo [específica de cadena p ]), detectaría y cuantificaría sólo la IgM hum ana captada por el antígeno inm ovilizado.

T écnicas d e separación Los inm un oensayos requieren que el reactivo m arcado libre se distinga del m arcado enlazado. E n ensayos hetero­ géneos, la separación física es necesaria y se logra m ediante absorción, p recipitación o in teracció n con una fase sólida com o se lista en el cuadro 6 -4. M ientras m ejo r sea la sepa­ ración del reactivo enlazado del libre, m ás confiable será el ensayo. Esto contrasta con los ensayos hom ogéneos en los que la actividad o expresión del m arcador depende de si el reactivo m arcado está libre o enlazado. No se requiere ninguna etapa de separación en ensayos hom ogéneos. A d s o r c i ó n . Las técnicas de adsorción em plean partículas para captar antígenos pequeños, marcados o no marcados. Por lo com ún se usa una m ezcla de carbón vegetal y dextrano entrecruzado. E l carbón vegetal es poroso y se com bina fácil con m oléculas pequeñas para elim inarlas de la disolu­ ción; el dextrano evita que proteína no específica se enlace con el carbón vegetal. E l tamaño del dextrano afecta el de la molécula que puede ser absorbida; mientras m enor sea el peso m olecular del dextrano empleado, más pequeño es el peso m olecular del antígeno libre que puede ser absorbi­ do. Otros adsorbentes son sílice, resina de intercambio iónico o Sephadex. Después de la absorción y la centrifugación, el antígeno libre marcado se encuentra en el precipitado. P r e c i p i t a c i ó n . La precipitación no inm un e ocurre cuando el am biente se m odifica afectando la solubilidad de la proteína. Los com puestos com o el sulfato de am onio, sulfato de sodio, p olietilenglicol y etanol precipitan pro­ teína de m anera no específica; precipitarán tanto anticuer­ po libre com o com plejos antígeno-anticuerpo. E l sulfato de am onio y el sulfato de sodio “separan” las globulinas libres y los com p lejo s antígeno-anticuerpo. E l etanol des­ naturaliza proteína y com plejos antígeno-anticuerpo, y causa precipitación. E l polietilenglicol precipita moléculas

156

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUIMICA CÜNICA

CUADRO 6-4. CARACTERÍSTICAS DE TÉCNICAS DE SEPARACIÓN TÉCN ICA DE SEPARACIÓN

Adsorción

EJEM PLO

Carbón vegetal

ACCIÓN y

dextrano

Sílice

Trampas de antígeno libre marcado Separación por centrifugación

Resina de intercambio iónico Sephadex Precipitación No inmune

Etanol

Desnaturaliza al antígeno enlazado marcado

Sulfato de amonio

Separación por centrifugación

Sulfato de sodio Polietilenglicol Inmune

Segundo anticuerpo

Se reconoce al anticuerpo primario y se forma complejo insoluble

Proteína estafilocócica A Fase sólida

Poliestireno

Separación por centrifugación

Membranas

Se absorbe un reactivo o se une por enlace covalente con la superficie inerte

Partículas magnetizadas

Separación por lavado

de proteína m ás grandes con o sin el antígeno unido. Idealm ente, después de la centrifu gación, todo el antígeno enlazado marcado estará en el precipitado, y dejará al antí­ geno libre m arcado en el sobrenadante. Los com p lejos solubles antígeno-anticuerpo pueden ser precipitados m ediante u n segundo anticuerpo que recon o ce al anticuerpo prim ario en el com p lejo soluble. El resultado es un com p lejo más grande que se vuelve in solu ­ b le y precipita. La centrifu gación se utiliza de nuevo para ayudar a la separación. Este m étodo de separación inm une se con o ce tam bién com o m étodo de anticuerpo doble o segundo anticuerpo. Por ejem plo, en un ensayo de hor­ m ona de crecim iento, el anticuerpo prim ario o específico de antígeno producido en un co n ejo recon o ce a la h orm o­ na de crecim iento. E l segundo an ticuerpo, producido en una oveja o cabra, reconocería al anticuerpo de con ejo. L os com p lejos antígeno-anticuerpo m arcados, com p lejos antígeno-anticuerpo no marcados y an ticuerpos prim arios libres precipitan con el segundo anticuerpo. Este m étodo de separación es más específico que la p recipitación no inm une porque sólo precipita el anticuerpo prim ario. Una separación sim ilar ocurre cuando la proteína estafilocócica A (SPA) sustituye al segundo anticuerpo. La SPA se une con IgG hum ana y causa precipitación. F a s e s ó lid a . E l uso de una fa s e sólida para inm ovilizar anticuerpo de reactivo o antígeno provee un m étodo para separar reactivo marcado enlazado del libre después de lavar. E l soporte de fase sólida es una superficie inerte a la que se une el antígeno del reactivo o anticuerpo. E l soporte de fase sólida puede ser, pero no está lim itado a, superficies de poliestireno, m em branas y cuentas m agnéticas. E l antígeno inm ovilizado o anticuerpo puede ser absorbido o enlazado de form a covalente con el soporte de fase sólida; el enlace covalente evita la liberación espontánea del antígeno inm o­

vilizado o anticuerpo. Los inm unoensayos con separación de fase sólida son más fáciles de efectuar y automatizar, y su ejecu ción requiere m enos m anipulación y tiem po que otros inm unoensayos. Sin embargo, es necesaria una cantidad relativam ente grande de anticuerpo de reactivo o antígeno para cubrir la superficie de la fase sólida y es difícil lograr la cobertura uniform e de la fase sólida. Cuesta más producir ensayos de fase sólida y requieren mayor habilidad técnica a fin de m inim izar la variabilidad intraensayo e interensayo. E l lavado insuficiente es una fuente de error com ún.

E jem plos d e inm unoensayos m arcados E l inm unoensayo de in h ib ición tu rbid im étrico m ejo ra­ do por partículas (P ETIN IA ) es un inm unoensayo com ­ petitivo hom ogéneo en el que los haptenos de b ajo peso m olecular enlazados a partículas com piten con analito no marcado por u n anticuerpo específico. E l grado de aglu­ tinación de partículas es inversam ente proporcional a la con cen tració n de analito no m arcado y se evalúa m idiendo el cam bio en la luz transm itida en un analizador clín ico autom ático (ACA) (D uPont; ahora, D ade ).19 Los análisis de inm un oabsorción ligados a enzim as (E L ISA ), un grupo popular de inm un oensayos heterogé­ neos, tien en un m arcador enzim ático y usan una fase sóli­ da com o la técnica de separación. Cuatro form atos están disponibles: un ensayo com petitivo con antígeno m arca­ do, un ensayo com petitivo co n anticuerpo m arcado, un ensayo no com petitivo para detectar antígeno y u n ensayo no com petitivo para detectar anticuerpo. U no de los prim eros ensayos hom ogéneos fue la téc­ nica de inm un oensayo de m u ltip licación de enzim as (E M IT ), un ensayo enzim ático que produce en la actu a­ lidad Syva C o rp oration .20 Com o se m uestra en la figura 6- 1 1 , los reactivos en la m ayor parte de los sistem as de

CAPÍTULO 6 ■ INMUNOENSAYOS Y TÉCNICAS CON SONDA DE ÁCIDO NUCLEICO

FIGURA 6-11. Técnica de inmunoensayo multiplicado por enzima. (A) Cuando el antígeno marcado con enzima se une con el anticuer­ po, se inhibe la actividad enzimática. (B) El antígeno libre del paciente se une con el anticuerpo y evita que éste se enlace con el antígeno marcado. El sustrato indica la cantidad de antígeno libre marcado.

prueba inclu yen u n antígeno m arcado con enzim a (por lo com ún, un analito de b ajo peso m olecular, com o un fár­ m aco ), u n anticuerpo dirigido con tra el antígeno, el sus­ trato y el antígeno de prueba. La enzim a es catalíticam ente activa cuando el antígeno m arcado está libre (no enlazado al anticuerpo). Se cree que el anticuerpo se com bina con el antígeno m arcado, el anticuerpo im pide estéricam ente a la enzim a. Los cam bios conform acionales que ocurren durante la in teracció n antígeno-anticuerpo inhib en la actividad enzim ática. E n este ensayo h om ogéneo, el antí­ geno n o m arcado en la m uestra com pite con el antígeno m arcado por los sitios de enlace de an ticuerpo; cuando se increm en ta la con cen tració n de antígeno no m arcado, m enos antígeno m arcado con enzim a se puede un ir al anticuerpo. P or tanto, más antígeno m arcado está libre, y la actividad enzim ática es mayor. Los inrnunoensayos de donador de enzim a clonada (C ED IA ) so n ensayos hom ogéneos com petitivos en los que el m arcador diseñado genéticam ente es |3-galactosidasa .21 La enzim a está en dos piezas inactivas: el aceptor y el donador de enzim a. Cuando se u n en estas dos piezas, se restablece la actividad enzim ática. E n el ensayo, el antí­ geno m arcado con el donador de enzim a y el antígeno no m arcado en la m uestra com piten por sitios específicos de enlace de anticuerpo. Cuando el anticuerpo se un e con el antígeno m arcado, el aceptor de enzim a no se puede unir co n el donador de enzim a; por tanto, la enzim a no se res­ tablece y perm anece inactiva. Más antígeno no m arcado en la m uestra da com o resultado m ás actividad enzim ática. E l inm unoensayo enzim ático de captación de m icropartículas (M EIA ) es un análisis autom atizado disponible en el IM x (A bbott Laboratories). Las m icrop artículas sir­ ven com o fase sólida, y una m atriz de fibra de vidrio sepa­ ra el reactivo marcado enlazado. E stán disponibles tanto estudios com petitivos com o no com petitivos. A unque el m arcador es una enzim a (fosfatasa alcalina), el sustrato (fosfato de 4-m etillu m beliferilo ) es fluorogénico.

157

Los inrnunoensayos de fluorescencia de fase sólida (SP FIA ) son análogos a los m étodos ELISA excepto que el m arcador fluoresce. De especial im portancia es FIA X (B ioW hittaker, W alkersville, M D ). E n este ensayo, el anti­ cuerpo en la fase sólida capta al antígeno no m arcado de fase líquida; después de lavar, el anticuerpo d etector (co n u n m arcador fluorescente adherido) reaccion a co n el antí­ geno captado de fase sólida. E l inm unoensayo de fluorescencia por con cen tració n de partículas (P C F IA ) es un inm unoensayo com p etiti­ vo, heterogéneo, en el cual las partículas se em plean para localizar y con cen trar la fluorescencia. E l antígeno m arca­ do y el antígeno no marcado en la m uestra com piten por el anticuerpo enlazado a partículas de poliestireno. Las par­ tículas son captadas y se m ide la fluorescencia. E l ensayo se puede diseñar tam bién de m odo que el anticuerpo m ar­ cado y el anticuerpo no m arcado com pitan por antígeno fijado en las partículas. E l inm unoensayo de transferencia de excita ció n por fluorescencia (F E T I) es un inm un oensayo hom ogéneo, com petitivo, con dos fluoróforos (co m o la fluoresceína y la rodam ina ).22 Cuando los dos m arcadores están próxim os, la luz em itida de la fluoresceína la absorbe la rodam ina. Así, se extingue la em isión de la fluoresceína. E l antíge­ no m arcado con fluoresceína y el antígeno no marcado com piten por el anticuerpo m arcado co n rodam ina. Más antígeno no m arcado dism inuye la cantidad de antígeno m arcado con fluoresceína que se u n e; por tanto, hay más fluorescencia (m enos extin ció n ). E l inm unoensayo de fluorescencia de nivel de sustra­ to (SL FIA ) es otro análisis h om ogéneo, com petitivo. Esta vez, el hapteno se m arca co n u n sustrato; cuando se cata­ liza m ediante una enzim a apropiada se genera producto fluorescente. E l hapteno m arcado con sustrato y el no m ar­ cado en la m uestra com piten con el anticuerpo; la enzim a n o puede catalizar al hapteno m arcado enlazado. E l inm unoensayo de polarización por fluorescencia (FP IA ) es otro ensayo en el que se em plea u n m arcador flu o rescente .23,24 Este inm unoensayo hom ogéneo em plea luz polarizada para excitar al m arcador fluorescente. La luz polarizada se crea cuando la luz pasa por filtros espe­ ciales y consta de ondas lum inosas paralelas orientadas en u n plano. Cuando se em plea luz polarizada para excitar u n m arcador fluorescente, la luz em itida podría ser pola­ rizada o despolarizada. Las m oléculas pequeñas, com o el hapteno marcado fluorescente libre, giran con rapidez y al azar, interrum piendo la luz polarizada. Las m oléculas más grandes, com o las que se crean cuando el hapteno fluores­ cente m arcado se un e a un anticuerpo, giran co n m ás len ­ titud y em iten luz polarizada paralela a la de excitación . La luz polarizada se m ide a un ángulo de 90 ° en com paración con la trayectoria de la luz de excitación . E n u n FP IA com ­ petitivo, el hapteno m arcado fluorescente y el no marcado en la m uestra com piten por sitios de anticuerpo lim itados. Cuando no hay hapteno n o m arcado, el m arcado se une al m áxim o con el anticuerpo, así que se crean com plejos grandes que giran con lentitu d y em iten un nivel alto de luz polarizada. Cuando el hapteno está presente, com pite con el m arcado por los sitios de anticuerpo; a m edida que

158

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

se increm en ta la con cen tració n de hapteno, m ás hapteno marcado es desplazado y está libre. E l hapteno marcado libre gira co n rapidez y em ite m enos luz polarizada. El grado de desplazam iento de hapteno marcado se relaciona de m odo inverso con la cantidad de hapteno no m arcado presente. E l fluoroinm unoensayo de lantánido m ejorado por d isociación (D E L FIA ) es un sistem a autom atizado (Phar­ m acia) que m ide la fluorescencia retardada en el tiem po del m arcador europio. Este análisis se puede designar com o un ensayo heterogéneo, com petitivo o u n ensayo heterogéneo no com petitivo (em paredado ).23 E l RIA clásico es un ensayo com petitivo, heterogéneo, con un trazador .26 Cuando se m ide el trazador enlazado, la señal del m arcador (cu entas por m inuto) está relacionada inversam ente co n la con cen tració n del antígeno no m ar­ cado en la m uestra.

In m unoensayo rápido La sensibilidad y especificidad de los estudios m arcados autom atizados y la tendencia para el exam en de laborato­ rio descentralizado han originado el desarrollo de estudios que son fáciles de usar, sim ples (m u ch o s clasificados com o descartados o m oderadam ente com p lejos en relación con las Enm iendas de 1 9 8 8 de M ejoram ien to del L aboratorio C lín ico ), rápidos, de sitio neutro y sin requisito de in stru ­ m entación. Los descritos aquí son representativos de equ i­ pos com erciales disponibles en la actualidad; sin em bargo, esta d escripción no pretende ser exhaustiva. Surgen tres categorías de inm unoensayos rápidos: a) partículas látex para visualización de la reacción, b ) flujo de líquido y reac­ tivo m arcado y c) cam bios en la propiedad física o quím ica después del enlace antígeno-anticuerpo. Las prim eras pruebas rápidas fueron aquéllas en las que se añadió suspensión de partículas látex a la m uestra; si el com ponente inm unorreactivo unido a la partícula reco ­ n ocía a su contraparte en la m uestra, ocurría aglutinación m acroscópica. Ahora están disponibles partículas látex coloreadas para facilitar la lectu ra de la reacción. H an surgido dispositivos independientes que usan la naturaleza líquida de la m uestra. E n los sistem as de flu­ jo directo, un reactivo de captación se inm oviliza en una m em brana, la fase sólida. La naturaleza porosa de las m em branas increm en ta el área superficial a la que puede enlazar el reactivo de captación. M ientras más reactivo de cap tación se una a la m em brana, m ayor es la sensibilidad del ensayo potencial. Después que el reactivo de captación se une a la m em brana, otros sitios de enlace se saturan con u n com puesto quím ico de bloqueo no reactivo para redu­ cir el enlace no específico m ediante sustancias en la m ues­ tra del paciente. E n el ensayo, se perm ite que la m uestra que contiene al analito pase por la m em brana y el analito se enlace con el reactivo de captación. P or lo com ún, el líquido es atraído por la m em brana m ediante un m aterial absorbente. E l analito es detectado m ediante u n reactante m arcado, así com o la señal del reactante marcado. E l siguiente paso en el desarrollo de los dispositivos de u n solo uso, autónom os, fue incorporar controles internos. U n esquem a para detectar gonadotropina corión ica h u m a­

na, el ensayo de in m u n ocon cen tración (Im m u n o C on cen tration Assay [IC O N ; H ybritech ]),27,28 crea tres zonas en las que se depositan partículas tratadas de m odo esp ecí­ fico. E n la zona de ensayo, las partículas están cubiertas con anticuerpo de reactivo específico para el ensayo; en la zona de con trol negativa, las partículas están cubiertas con anticuerpo no inm un e; y, en la zona de con trol p ositi­ va, las partículas están cubiertas con u n com p lejo inm un e para el ensayo. La m uestra del pacien te (suero u orina) pasa por la m em brana, y en la zona de ensayo el anticuer­ po de reactivo específico capta al analito. A con tin u ació n , el anticuerpo m arcado pasa por la m em brana, que fija al com p lejo inm une específico form ado en la zona de ensayo o en la zona de control positiva. Después de la form ación de color, se nota una reacción positiva cuando se colorean las zonas de ensayo y positiva. U n segundo inm unoensayo hom ogéneo conlleva el flu­ jo tangencial de líquido por una m em brana. E l líquido se disuelve y se enlaza con el reactivo de captación seco; el com p lejo fluye hacia el área de d etección, donde se c o n ­ centra y observa. U n tercer inm unoensayo hom ogéneo, la inm un ocrom atografía enzim ática, tiene que ver con flujo de líquido a lo largo de una m em brana .29 Éste es cu antitativo y no requiere ninguna instrum entación. Una tira de papel seco con anticuerpo inm ovilizado se sum erge en la d isolu ción de analito no m arcado y un analito marcado con enzim a; el líquido asciende por la tira m ediante a cción capilar. C onform e m igran el analito marcado y el no m arcado, com piten y se une co n el anticuerpo inm ovilizado. Se absorbe una cantidad finita de m ezcla de analito m arcado y no m arcado. La distancia de m igración del analito m ar­ cado se observa cuando la tira reacciona con un reactivo de sustrato y se form a un producto de reacció n coloreado. Com parar la distancia de m igración de la m uestra con el calibrador perm ite asignar la con cen tració n de ligando no marcado. La siguiente generación de inm un oensayos rápidos se relaciona co n el cam bio de las propiedades físicas o q u í­ m icas después que ocurre una in teracció n antígeno-anti­ cuerpo. U n ejem plo es el inm unoensayo óp tico (O IA ).30 Se em plea una oblea de Silicon para soportar una película fina de recubrim iento óptico; luego, ésta se cubre con el anticuerpo de captación. La m uestra se aplica d irectam en­ te al dispositivo. Si se form a un com p lejo an tíg en o-anti­ cuerpo, el espesor de la superficie óptica se increm enta y cam bia la trayectoria óptica de la luz. E l color cam bia de dorado a púrpura. A lgunos estudios hacen pensar que este m étodo tiene una m ejo r sensibilidad analítica en com pa­ ración con los inm unoensayos, que dependen del flujo de líquido.

Inm uno tra nsferencia s Casi todos los estudios descritos hasta aquí están d iseña­ dos para m edir un solo analito. E n algunas circunstan­ cias, es b enéfico separar m últiples antígenos m ediante electroforesis para poder detectar al m ism o tiem po m ú l­ tiples anticuerpos séricos. La Western blot es una técnica de transferencia que se emplea para detectar anticuerpos

CAPITULO 6 ■ INMUNOENSAYOS Y TÉCNICAS CON SONDA DE ÁCIDO NUCLEICO

específicos. C om o se ilustra en la figura 6 -1 2 , m últiples antígenos de proteina (co m o los relacionados con el virus de la inm unod eficiencia hum ana [H IV ]) se aíslan, des­ naturalizan y separan m ediante dodecil sulfato de sodioelectro fo resis en gel de poliacrilam ida (SD S-PA G E). El SDS desnaturaliza la proteína y añade un a carga negativa global proporcional al peso m olecu lar de la proteína. La PAGE de proteínas tratadas co n SDS perm ite la separación de proteína con base en el peso m olecular. Las proteí­ nas separadas se transfieren en ton ces a un nuevo m edio (co m o m em brana de nylon, nitrocelulosa o de difluoruro de polivinilid eno). Las proteínas separadas se fijarán en el nuevo m edio y se pueden teñir para asegurar la sepa­ ración. Cada carril en la m em brana se incuba con una

1 2

Extracto de proteína de cepa

B

3 4

+ Electroforesis SDS-PAG

o

1 2 □

□

3 4

□

□

cm cm cm cm

Proteínas separadas transferidas

c m tm

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cm

1 2

3 4

<=l D

+

Revestimiento con muestra de suero

o

1 2 i

Ií

3 4

1 f--- 11--- 1 1—HRP

A

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i

i

cm

E + Revestimiento con Ig-HRP antihumana

F

+ Anticuerpo visualizado del paciente

FIGURA 6-12. inmunotransferenda (W estern blot) para detectar anticuerpos para antígenos de HIV. (A) Se desestabiliza al HIV y se extrae para generar sus antígenos. (B) Los antígenos de HIV son separados mediante electroforesis en gel de dodecil sulfato de sodio poliacrilamida. (C) Se vizualizan los antígenos separados y luego se transfieren a una membrana. (D) Cada carril de la membrana se recubre con un suero de paciente o de control. (E) Después de la incu­ bación y el lavado los carriles se recubren con reactivo de anticuerpo marcado. (F) Se detecta el anticuerpo enlazado marcado.

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m uestra del pacien te o de control. E l anticuerpo recon o ce al antígeno y se enlaza con él para form ar u n com p lejo insoluble. D espués del lavado, un reactivo de anticuerpo m arcado detecta el com plejo. D ependiendo del marcador, se podría obtener u n producto fotom étrico, fluorescente o quim iolu m iniscente que aparece com o una banda. Las bandas de la m uestra del pacien te se com paran con las del con trol que con tien en anticuerpo que reaccionará con antígenos con ocid os. Los m arcadores de peso m olecular se separan tam bién y se tiñen para proveer una guía para la interpretación del peso m olecular.

Inm unocitoquím ica e inm unohistoquím ica Cuando los reactivos de anticuerpo se em plean para detec­ tar antígenos en células o tejidos, los m étodos se co n o cen com o inmunocitoquímica e inmunohistoquím ica, respecti­ vam ente. Cuando el antígeno es una parte integral de la célula o el tejid o, éste es u n análisis directo. U na segun­ da estrategia, el análisis indirecto, em plea células o te ji­ do com o sustrato; este com plejo se detecta en ton ces por m edio de un reactivo de anticuerpo m arcado. Los m arcadores fluorescentes son los m ás com unes en inm u n ocitoq u ím ica o inm unohistoquím ica. Cuando se em plean para identificar m icroscópicam ente bacterias o constitu yentes en tejid o (co m o com p lejos inm unes depo­ sitados in vivo), el m étodo se llam a inmunofluorescencia directa (IF D ) o ensayo de fluorescencia directa (E F D ). Se requiere un m icroscopio de fluorescencia configurado de m odo especial. Se seleccion an longitudes de onda de luz m ediante un filtro m onocrom ador para excitar el m arca­ dor fluorescente; éste em ite luz de una segunda longitud de onda que se selecciona para ver por u n segundo filtro m onocrom ador. E jem plos de E FD son la d etección de Trepon em a pallidum en líquido de lesión o d etección de com ­ p lejos inm unes en la glom erulonefritis relacionada con el síndrom e de Goodpasture y nefritis del lupus. Cuando se em plea un m arcador fluorescente en el aná­ lisis indirecto, éste es inmunofluorescencia indirecta (IFI) o un ensayo de inm unofluorescencia in directo (E IF ). E l sustrato se coloca en una placa de m icroscopio, se cubre con una capa de suero y se perm ite que reaccione con el antígeno, y el anticuerpo enlazado se detecta m ediante el reactivo de globulina antihum ana m arcada. La placa se ve con un m icroscopio de fluorescencia. E l E IF más com ún llevado a cabo en el laboratorio clín ico detecta anticuer­ pos para antígenos nucleares (AAN ). Tanto el título com o el patrón de fluorescencia proveen inform ación útil para diagnosticar enferm edad tisular conectiva. O tros autoanticuerpos y anticuerpos para enferm edad in feccio sa se pue­ den detectar m ediante el EIE

Inm unofenotipia U n avance im portante y más reciente en la in m u n ocito­ quím ica es el uso de un citóm e tro de flujo para detectar antígenos de superficie intracelulares y celulares. Esta téc­ nica, inmunofenotipia, se em plea para clasificar lin a je celu ­ lar e identificar la etapa de m ad uración de la célula. En particular, la inm unofenotipia ayuda en el diagnóstico de leucem ias y linfom as. D iferenciar entre leucem ia m ielóge-

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUIMICA CLÍNICA

na aguda y leu cem ia linfoblástica aguda es d ifícil, desde el punto de vista m orfológico, y requiere m ás inform ación para identificar las m oléculas expresadas fenotípicam ente. E n las leu cem ias linfoides y linfom as, la identificación de células tum oraies, com o lin focitos T o B, puede ser un pred ictor im portante de resultado clínico. O tra aplicación es determ inar la relación CD4/CD8 (la relación del núm ero de lin focitos T colaboradores a lin focitos T cito tó xico s) y, m ás reciente, el núm ero absoluto de células positivas CD 4. É ste es el m étodo estándar para diagnosticar in fec­ ción , e iniciar y m onitorear el tratam iento aunque la cuantificación de carga viral sea considerada por m u chos com o un m ejo r marcador. La inm unofenotipia com ienza con una suspensión de células vivas. Las células pueden provenir de sangre peri­ férica, m édula ósea o tejido sólido. Los leu cocitos o células m ononu cleares se pueden aislar por m edio de separación de gradiente de densidad (cen trifu gación por Licoll-H ypaque) o m ediante lisis de eritrocitos. E l tejid o, com o ganglio linfático o m édula ósea, requiere elim inación de m ecánica de células del tejido para colectar una suspensión de célu ­ las. C o n base en los antecedentes del pacien te y el tipo de m uestra, se em plea un panel de an ticuerpos m onoclonales (M Ab) m arcados con fluorocrom o. Los fluorocrom os de uso com ú n en inm un ofenotipia son isotiocian ato de fluoresceína, ficoeritrina, clorofila de peridinina, CY-5, aloficocianin a e isotiocian ato de tetram etil rodam ina. Una alícuota de la suspensión celular se incuba con uno o más MAb, lo cual depende del diseño del citóm etro de flujo. Si la célula expresa el antígeno, entonces el MAb m arca­ do se enlaza y se puede detectar el m arcador fluorescente. La citom etría de flu jo se basa en células transportadas b ajo presión fluídica pasando una por una por un haz láser. La dispersión de luz directa, la dispersión de luz lateral y la em itida de m arcadores fluorescentes se d etectan m ediante tubos fotom ultiplicadores. La dispersión de luz directa se relaciona con el tam año de la célu la, y la dispersión late­ ral con la granularidad de la célula. Cuando se em plean estos dos parám etros ju n to s en u n diagram a de dispersión (histogram a de dos parám etros), la población de células deseada se puede seleccion ar por m edios electrón icos. En esta población de células se evalúa tam bién la em isión del MAb m arcado. Para un solo parám etro, la frecuencia de las células contra la intensidad de fluorescencia (el núm ero de canal) se registra y presenta com o un histogram a de un solo parám etro. P or otro lado, si se evalúan dos parám e­ tros en la m ism a celda, se genera u n diagram a de disper­ sión que m uestra la expresión de dos antígenos en form a sim ultánea. C on un panel de M Ab, se puede identificar la célu la y determ inar el núm ero relativo o absoluto de la célula.

A nálisis d e D N A m ediante citom etría d e flu jo E n la citom etría de flujo, otro uso del citóm etro de flujo es m edir el contenid o de ácido d eso xirribo n u cleico (DNA) nu clear y la capacidad proliferativa de las células m alig­ nas. E sto ayuda a distinguir entre enferm edad benigna y m aligna, para vigilar el avance de la enferm edad y predecir la respuesta al tratam iento. Las células norm ales en reposo

están en la fase G 0y G t del ciclo celular, y el contenid o de DNA nu clear son dos con ju n tos de 2 3 crom osom as, co n o ­ cido com o diploide. Cuando una célula se prepara para la replicación , se sintetiza DNA (fase S) y el contenid o de DNA es aneuploide. Siguen la m itosis (fase M ) y la divi­ sió n celular. E l estado de ploidía reflejado en el índice de DNA (DNA index, DI) com para la cantidad de DNA m edi­ do en las células tum oraies con el de las células norm ales (ecu ación 6 -7 ): ^

núm ero de canales máximo del pico aneuploide G 0!G l número de canales máxim o del pico diploide G 0/GT (Ec. 6-7)

Si se m idieran las células diploides norm ales, en ton ­ ces el DI es uno. Si el D I no es u n o, entonces las células son aneuploides. Si el DI es m enor que uno, las células son hipodiploides; a la inversa, un DI m ayor que uno es hiperploide. E l porcentaje de células en la fase S se determ ina tam bién y por lo regular es m enor que 5%. Es posible em plear células nuevas fijadas en alcoh ol o células rehidratadas rem ovidas de un bloqu e de parafina. Las células se tratan con un detergente para perm itir que la tin ció n entre al n ú cleo. Las tinciones, com o el yoduro de piridinio o el de etidinio, intercalan el DNA, y la fluo­ rescen cia se m ide con el citóm etro de flujo. E l contenido de DNA se relaciona con la intensidad de fluorescencia (núm ero de can ales). M edir el D I y el porcentaje de célu ­ las de la fase S son indicadores de pron óstico en cán cer de m am a, ovario, vejiga y colorrectal.

SONDAS DE ÁCIDO NUCLEICO E l exam en m olecular es un área en rápida expan sión en el laboratorio clínico. Los laboratorios de investigación han em pleado estas técnicas durante m u chos años; sin em bargo, es reciente el desarrollo de los estudios apro­ bados por la FD A para la d etección y cu antificación de DNA y RNA en m uestras quím icas. A suntos de calidad im portantes que se atenderán en cualquier estudio clín ico basado en DNA son la calidad y preparación de la m uestra, sensibilidad de los reactivos a contam inantes inactivadores, sesgo de la am plificación y variabilidad, selecció n de controles apropiados, desem peño de la enzim a de restric­ ción , y reproducibilidad y contam in ación cruzada de reac­ ciones de am p lificación .31 Los ácidos n u cleico s alm acenan toda la inform ación genética y dirigen la síntesis de pro­ teínas específicas. Al evaluar ácidos n u cleico s, se podría in ten tar com prender m ejo r los cam bios celulares antes de poder detectar productos proteín icos específicos. Las enferm edades con base genética, presencia de organism os in fecciosos, diferencias entre individuos para propósitos forenses y de trasplantes y la regulación del crecim iento celu lar alterado son áreas que han sido investigadas con h ibrid ación de ácido n u cleico. E l avance m ás reciente es el uso de sistem as m oleculares (hasta 105 a 106sondas por sistem a) para análisis de alta velocidad de ligandos m ú lti­ ples y el análisis de expresión génica.

CAPÍTULO 6 ■ INMUNOENSAYOS Y TÉCNICAS CON SONDA DE ÁCIDO NUCLEICO

Q uím ica del ácido nucleico E l DNA alm acena inform ación genética hum ana y dicta la secu encia de am inoácidos de péptidos y proteínas. El DNA está com puesto de dos hebras de n u cleótid os; cada una es un polím ero de m oléculas de desoxirribosa unidas m ediante enlaces fuertes de 3 ' 5 ' fosfodiéster que u n en al grupo 3 ' hidroxilo de un azúcar con el grupo 5 ' fosfato de un segundo azúcar. Una base de purina o pirim idina está unida tam bién a cada azúcar. Las dos hebras están dispuestas en una hélice doble con las bases apuntando hacia el centro. Las hebras son antiparalelas, de m odo que el extrem o 3 ' 5 ' de una hebra se enlaza con una hebra en la d irección 5 ' 3 '. D ebido a que los ésteres de fosfato son ácidos fuertes y se d isocian a pH neutro, la hebra tie­ ne una carga negativa que es proporcional a su longitud. Las bases de purina (adenina [A] y tim ina [T] y las bases de pirim idina (citosina [C] y guanina [G ]) m antienen la doble hélice al form ar puentes de hidrógeno entre pares de bases com o se m uestra en la figura 6 -1 3 . La adenina form a pareja con la tim ina con dos puentes de hidrógeno, y la citosin a se ju n ta con la guanina co n tres puentes de h id ró­ geno. Las hebras son com plem entarias debido a la m anera fija m ediante la cual se enlazan los pares de bases. Bajo con d icio n es fisiológicas, la estructura helicoidal del DNA de doble hebra (dsDN A) es estable debido a los num erosos puentes de hidrógeno, aunque débiles, entre los pares, y la in teracció n hidrófoba entre las bases en el centro de la hélice. Sin em bargo, los enlaces débiles se pue­ d en rom per in vitro al cam biar las cond icion es am bienta­ les; las hebras se desnaturalizan y separan entre sí. Una vez desnaturalizadas, la carga negativa de cada hebra im pide

5'

3'

161

que una se acerque a la otra. Las dos hebras com plem en­ tarias se pueden volver a un ir o anillar si las cond iciones cam bian y favorecen esto. La renaturalización seguirá las reglas de la form ación de pares de bases de m odo que se recupere la m olécula original de DNA. E l ácido ribo n u cleico (RN A) tam bién está presente en las células hum anas y es sim ilar al DNA desde el punto de vista quím ico. E l RNA difiere del DNA en tres form as: a) la ribosa sustituye a la desoxirribosa com o el azúcar; b ) el uracilo reem plaza a la tim ina com o una purina base, y c) el RNA es de una sola hebra. E l DNA y el RNA trabajan ju n to s para sintetizar proteínas. E l dsDNA genóm ico es dividido por enzim as en sus dos hebras, una de las cuales sirve com o la plantilla para la síntesis de RNA m ensajero com plem entario (m RN A ). Cuando el mRNA se libera de la plantilla de DNA, la hebra de DNA se vuelve a anillar. El mRNA especifica el am inoácido que se añadirá a la cadena de péptido m ediante RNA de transferencia, que transporta el am inoácido al ribosom a, donde se prolonga la cadena peptídica. Esta d escripción de síntesis de proteínas rem arca que desde el punto de vista fisiológico el DNA se desnatura­ liza de form a rutin aria, se un e con el RNA y se vuelve a anillar para restablecer el DNA original, siguiendo siem ­ pre las reglas de pares de bases. Estos procesos form an la base de los estudios de hibridación de ácido n u cleico en los que las hebras com plem entarias de ácido n u cleico de fuentes no relacionadas se u nen para form ar un híbrido o dúplex. E l exam en m olecular en el laboratorio clínico consiste en dos áreas principales: a ) el uso de sondas de DNA para detectar de m anera directa o caracterizar un b lan co específico, y b) el uso de tecnologías de amplificación de ácido n u cleico para detectar o caracterizar un DNA o RNA b lanco específico. Entre los proced im ientos en los que se em plean sondas están los estudios de fase sólida (hibrid ación de captación, Southern blot y Northern blot ), estudios con base en d isolu ción (estudios de p rotección , análisis de captación de híbrid o) y estudios de hibrid a­ ción in situ. Los procedim ientos de am plificación inclu yen am plificación de ácido n u cleico (reacción en cadena de la polim erasa, am plificación de secu encia con base en ácido n u cleico , am plificación m ediada por tran scripción, am pli­ ficación por desplazam iento de h ebra), am plificación de sonda (reacción en cadena de la ligasa) y am plificación de señal (ensayo de DNA de cadena ram ificada).

Técnicas de hibridación

FIGURA 6-13.

Representación de una molécula de DNA.

Una sonda de ácido nucleico es una hebra corta de DNA o RNA de una secu encia conocid a que está b ien carac­ terizada y es com plem entaria para la secu encia base en el b lan co de prueba. Las sondas pueden ser fragm entos de ácidos n u cleico s genóm icos, DNA clonado (o RNA) o DNA sin tético. Los ácidos n u cleico s genóm icos se aíslan de organism os purificados. Algunas sondas son clonadas m olecularm ente en el huésped bacteriano. Prim ero, la secu encia de DNA que se em pleará com o sonda debe ser aislada por m edio de endonucleasas de restricció n b acte­ rianas para el DNA en una secu encia base específica. La secuencia base deseada (la sonda) se inserta en un vector

162

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

plasm ldico, dsDNA circular. E l v ector co n el inserto se incorpora en una célula huésped, com o E scherichia coli, donde se duplica el vector. La secu encia base deseada duplicada se aísla y purifica. Para fragm entos de DNA cor­ tos, se puede sintetizar una sonda de oligonucleótido por m edio de u n proceso autom atizado; si se con o ce la secu en­ cia de am inoácido de la proteína, es posible determ inar la secu encia base a partir de la secu encia de am inoácido. E n una reacció n de hibrid ación, la sonda debe ser detec­ tada. La sonda se puede m arcar de form a directa con una radionúclido (co m o 32P ), enzim a o biotina. 32P se detecta m ediante autorradiografía cuando el m arcador radiactivo expone la pelícu la de rayos X siem pre que la sonda esté localizada. Si la sonda se m arca de form a directa con una enzim a, se debe añadir un sustrato apropiado para generar u n producto colorim étrico, fluorescente o quim iolu m iniscente. Las sondas m arcadas con biotina se pueden un ir a avidina, que es acom plejada a una enzim a (co m o ALP o H R P ); entonces se puede d etectar la actividad enzim áti­ ca. P or otro lado, la sonda biotinilad a se puede detectar m ediante un reactivo de anticuerpo de avidina marcado. Las técnicas con sonda que se analizan se listan en el cuadro 6 -5 . U n m étodo clásico para el análisis de DNA, atribuido a EM Sou thern ,31 es la Southern blot. E n este m étodo, el DNA se extrae de una m uestra co n un reactivo fenólico y luego se digiere de form a enzim ática por m edio de endonucleasas de restricció n para producir fragm entos de DNA. E stos fragm entos se separan después m ediante electroforesis en gel de agarosa. Los fragm entos de DNA se desnaturalizan y transfieren a un m edio de soporte sólido; la m ayor parte de las veces, nitrocelulosa o una m em brana

de nylon con carga. La transferencia ocurre por la acción capilar de una disolu ción salina, y el DNA se transfiere a la m em brana, o bien , se usa corriente eléctrica para transfe­ rir el DNA. Cuando el DNA está en la m em brana, se añade una sonda que se un e con la secu encia base com plem en­ taria y aparece com o una banda. E n un m étodo sim ilar, la N orthern blot, el RNA experim enta extracció n , digestión, electroforesis, transferencia y, por últim o, sondeo. La reacción en cadena de la p olim erasa (PCR) que desa­ rrollo KB M ullis de Cetus Com pany 32-33 es una técnica de hibrid ación am plificada que sintetiza de form a enzim áti­ ca m illones de copias del DNA b lanco para increm entar la sensibilidad analítica. La m ezcla de reacció n de prueba inclu ye la m uestra de DNA (células disueltas o tejido dige­ rido enzim áticam ente con RNAasa y proteinasa y extraí­ do d espués), cebadores de oligonucleótido, polim erasa de DNA term oestable (p. ej., polim erasa Taq, de Thermus aquaticus ) y trifosfatos de nucleótido (ATP, GTP, C T P y T T P ) en una disolu ción am ortiguadora. E l proceso, m os­ trado en la figura 6 -1 4 , com ienza co n el calentam iento de

A DNA blanco

>"» i "n r ^ m T i i i i T"H~t~3 o

B Desnaturali­ zación

o C Adición de reactivos

D Extensión

CUADRO 6-5. TÉCNICAS CON SONDA__________ _ No amplificada

'1

O lili ri i iT T Z 2 L Z 1 ... TI.f 1 5' O

Southern blot Northern blot Hibridación in situ

3'

E Desnaturali­ zación

Polimorfismo de la longitud del fragm ento de restricción (PLFR) Amplificación del blanco

o

Reacción en cadena de la polimerasa (PCR) Reacción en cadena de la transcriptasa polimerasa inversa (RT-PCR)

F Ciclo repetido 20 - 30X

r/_ w

Replicación de secuencia autosostenida (3SR) Amplificación de sonda

O

Replicasa Q-beta Reacción en cadena de la ligasa (LCR) Amplificación de señal Múltiples marcadores por sonda Múltiples sondas por blanco Sistema de sonda de estratificado doble Ensayo de DNA ramificado (bDNA)

G Producto 3'a FIGURA 6-14. Reacción en cadena de la polimerasa. (A) La secuen­ cia de DNA blanco se indica mediante la línea en negrita; (B) el DNA de doble hebra se desnaturaliza (separa) por calentamiento; (C) se añaden los reactivos, y el cebador se une con la secuencia de DNA blanco; (D) la polimerasa extiende los cebadores, y (E-G) se repiten el calentamiento, anillado del cebador y la extensión.

CAPITULO 6 ■ INMUNOENSAYOS Y TÉCNICAS CON SONDA DE ÁCIDO NUCLEICO

DNA b lanco para desnaturalizarlo, separando las hebras. D os cebadores de oligonucleótido (sondas) que recon o cen los bordes del DNA blanco se añaden y anillan al DNA blanco. La polim erasa de DNA term oestable y los trifos­ fatos de d inucleótido extienden el cebador. E l proceso de d esnaturalización por calor, enfriar para perm itir que los cebadores anillen y calentar de nuevo para extend er los cebadores, se repite m uchas veces (1 5 a 3 0 veces o m ás). La P C R es una reacción de am plificación expon encial en la que después de n ciclos hay (1 + x )n veces la cantidad de b lanco que estuvo presente al in icio , donde x es la eficien­ cia m edia de la reacción para cada ciclo . E n teoría, unos 20 ciclo s producirían casi 1 m illón de veces la cantidad de DNA b lanco presente en un principio. Sin em bargo, en realidad, nu nca se alcanzan los m áxim os teóricos, y se requieren m ás ciclo s para alcanzar tales niveles de am pli­ ficación. Las secu encias de DNA b lanco am plificadas, co n o ci­ das com o am plicones , se pueden analizar m ediante elec­ troforesis en gel, Southern blot o con sondas marcadas de m odo directo. Cuando el b lan co es RNA o mRNA m icro­ biano, el RNA debe ser convertido de form a enzim ática a DNA m ediante la transcriptasa inversa; el produ cto, DNA com plem entario (cD N A ), se puede analizar en ton ces por PCR. E ste m étodo se denom ina reacción en cadena d e la transcriptasa p olim erasa inversa (RT-PCR). Al principio, la PC R era un ensayo cualitativo, pero se han desarrollado estudios que perm iten la cu antificación de am plicones. La RT-PCR cuantitativa se usa para m edir cargas virales en p acientes infectados con H IV y hepatitis C. Estos n ú m e­ ros perm iten a los m édicos determ inar el estado m órbi­ do y evaluar la eficacia de los tratam ientos antivirales. La reciente innovación de la P C R es el desarrollo de la RTP C R de “tiem po real”, que perm ite la m ed ición directa de acu m ulación de am plicón durante la fase expon encial de la reacción. D os hallazgos im portantes con d u jeron al des­ cubrim iento de la PC R de tiem po real. Prim ero, encontrar que la polim erasa Taq posee actividad de 5'-> 3 '-e x o n u cleasa34,35; segundo, la con stru cción de sondas de oligo­ nu cleótid o con m arcador dual que em iten una señal de fluorescencia sólo en la división, con base en el principio de la transferencia de energía de resonancia p o r fluorescencia (FRET).36 La F R E T conlleva la transferencia no rad iacti­ va de energía de una m olécula donadora a una m olécula aceptora. Los sistem as basados en sonda, com o las sondas Taq-M an ,37 guías m oleculares 38 y cebadores Sco rp io n ,39 dependen de la proxim idad de los fluoróforos donadores y las m oléculas aceptoras de no fluoróforo (supresores) en la sonda no hibridada, de m odo que se genera poca señal o ninguna cuando el acéptor extingue la fluorescencia del donador. E n la hibrid ación para el b lanco, el fluoróforo y el supresor se separan por cam bios conform acionales (guías m oleculares y cebadores S corp ion) o división enzi­ m ática del fluoróforo desde el supresor com o resultado de la actividad de nucleasa 5 ' a 3 ' de la polim erasa de Taq. La d etección en tiem po real ocu rre cuando la em isión de fluorescencia de la sonda reportera (im pulsada por la acu­ m u lación de am plicones) se m onitorea ciclo a ciclo . Los resultados están disponibles de inm ediato y, lo más im por­

163

tante, n o hay procesam iento de la m uestra de posam plificación , así que se reduce la probabilidad de contam inar otras m uestras con productos am plificados. La P C R está lim itada por el gasto, la necesidad de co n ­ tar con term ocicladores, posible con tam in ació n con aero­ sol de una m uestra a otra, anillado n o específico y grado de tirantez. La rigidez se relaciona con la estabilidad del enlace entre el DNA o RNA b lan co y la sonda, y se basa en el grado de correspondencia y la longitud de la son ­ da. La estabilidad del dúplex es afectada enérgicam ente por la tem peratura, pH y fuerza ión ica de la disolu ción de hibridación. E n con d iciones de b aja rigidez (tem p era­ tura b aja o fuerza ión ica increm en tad a), ocu rre un enlace im perfecto. Se han desarrollado otras técnicas para vencer algunos de estos defectos, para estandarizar m étodos de uso en laboratorios clín ico s o proveer nuevos m étodos patenta­ dos. Se ha descrito la am plificación del b lan co , la sonda y la señal. E l m étodo clásico de am plificación del blanco, PCR, increm en ta el núm ero de ácidos n u cleico s b lanco de m odo que se puedan usar sistem as sim ples de d etección de señal. O tro m étodo de am plificación del b lan co es la replicación de secuencia autosostenida (3SR), que detecta RNA b lanco y se relaciona co n ciclo s isotérm icos co n ti­ nuos de tran scripción inversa .40,41 U n cebador (polim erasa T 7R N A ) se une co n el RNA y la transcriptasa inversa extiende el cebador anillado. La ribonucleasa H se degrada a RNA y perm ite que se una el segundo cebador, seguida de la síntesis de las secu encias de cDNA y RNA. E l cDNA sirve com o plantilla para la prod u cción de m últiples copias de RNA antisentid o, que se convierte a cDNA. Así, el ciclo se perpetua por sí m ism o. La reacción en cadena de la lígasa (LCR) es una técn i­ ca de am plificación de sonda en la que se em plean dos pares de sondas marcadas que son com plem entarias para dos secu encias de DNA b lanco cortas m uy p ró xim as .42 Después de la hibrid ación, la ligasa de DNA interpreta la rotura entre los extrem os com o una m ella y un e los pares de sondas. El sistem a de replicasa Q -beta utiliza replicasa Q -beta para sintetizar copias adicionales de la secu encia MDV-1 del RNA Q -beta de doble h ebra .43 D espués que se calienta el DNA o RNA b lan co para desnaturalizarlo, se añade una sonda con la secu encia específica de b lan co y la secuencia de MDV-1 y se hibrida. Se elim ina la sonda no ligada, se añaden la replicasa Q -beta y las bases de ribon u cleótid o en exceso, y la am plificación sigue. Los m étodos de am plificación de señal están diseña­ dos para increm en tarla al aum entar la co n cen tració n del marcador. U na sonda puede tener m últiples m arcadores unidos, o b ien podrían estar marcadas varias sondas cor­ tas com plem entarias para cada uno de los blancos. Se ha desarrollado un sistem a de sonda con doble estratificación en el cual parte de la sonda prim aria se un e al DNA blanco y otra parte se extiende lejos del DNA blanco. Se añaden sondas secundarias marcadas que hibrid an la porción de la sonda prim aria, que no está ligada al DNA b lan co. Un poderoso sistem a de am plificación de señal em plea sondas m últiples. Las sondas prim arias m últiples se em plean para

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

enlazar al DNA blanco. Un brazo de una sonda secundaria puede recon o cer un extrem o de la sonda prim aria; una sonda terciaria marcada co n enzim a recon o ce los otros brazos de la sonda secundaria. E l ensayo de DNA ram ifi­ cado (bD N A ) es un ejem plo del últim o m étod o .44 La hibridación in situ se lleva a cabo en células, tejido o crom osom as que se fijan en una placa de m icrosco p io .45 D espués que el DNA se desnaturaliza por calentam ien­ to, se añade una sonda marcada e hibridará la secu encia b lan co después de que se enfría la placa. P or lo com ún se em plean productos colorim étricos o fluorescentes. Una ventaja de este m étodo es el co n tex to m orfológico en el que se considera la localización del DNA blanco. E l polim orfism o de longitud del fragm en to de restricción (PLFR) es una técnica que evalúa diferencias en las secu en­ cias de DNA g en óm ico .46 Esta técnica puede ayudar a esta­ b lecer la identidad o no identidad en el exam en forense o de paternidad, o para identificar un gen relacionado con una enferm edad. E l DNA genóm ico se extrae de una m ues­ tra (co m o leu cocitos sanguíneos periféricos) y se purifica y cuantifica. Se añade una endonucleasa de restricció n, que rom pe las secu encias de DNA en un sitio esp ecífico. Si hay una m u tación o cam bio en el fragm ento de DNA, esto p o d ría cau sar que la lo n g itu d del frag m en to de D NA difiera de la usual. La transferencia Southern se pue­ de usar para identificar las longitudes diferentes de los fragm entos de DNA. Se podría usar una sonda específica marcada para identificar una aberración específica. La PC R se puede usar para am plificar la secu encia de DNA blanco antes del análisis de PLFR.

Aplicaciones de la sonda de ácido nucleico Las sondas de ácido n u cleico se em plean para detectar m icroorganism os infecciosos; detectar configuraciones de genes, translocaciones crom osóm icas o rotura crom osóm ica; detectar cam bios en los oncogen es y factores supresores de tum ores; ayudar en el diagnóstico prenatal de una enferm edad heredada o estado portador; identifi­ car m arcadores polim órficos em pleados para establecer la identidad o no identidad, y para ayudar en la selecció n de donadores. Las sondas de ácido n u cleico son útiles para identificar m icroorganism os en una m uestra de paciente o confirm ar un m icroorganism o aislado en cultivo. En la actualidad se dispone de sondas para confirm ar espe­ cies de M ycobacterium , de Legionella, Salm onella, cepas de E scherichia coli diarreógenas, S higella y especies de Cam pylobacter. Tam bién hay sondas para identificar h o n ­ gos com o B lastom yces derm atitidis, C occidioides immitis, Cryptococcus neoform ans e H istoplasm a capsulatum. La id entificación directa de m icroorganism os en m uestras de p acien tes inclu ye C hlam ydia trachom atis, N eisseria gonorrhea, citom egalovirus, virus de Epstein-Barr y virus de herpes sim ple. Además, el exam en de carga viral para HIV y el virus de la hepatitis C se d etectan por m edio de tec­ n ología de sonda. Los estudios de reconfiguración génica m ediante trans­ ferencia Southern son útiles para distinguir entre lin aje de lin focitos T y B .47 Asim ism o, se ha detectado y m on ito-

reado la tran slocación crom osóm ica relacionada con la m ayor parte de los linfom as foliculares no hod gkinian os y ciertos linfom as difusos de grandes células. E l crom osom a Filadelfia en la leucem ia m ielógena cró n ica se relaciona con la tran slocación que da com o resultado la d etección del gen de fusión bcr/abl.48 E l diagnóstico prenatal de enferm edades genéticas com o la anem ia drepanocítica, fibrosis q u ística ,49 corea de H u ntin gton ,30 distrofia m uscular tipo D u ch en n e ,51 y la enferm edad de W illebrand ha sido posible con el uso de la tecnología de sondas. Además, se puede determ inar el estado portador en la distrofia m u scular tipo D uchenne y la enferm edad de W illebrand. La P C R ha sido utilizada para detectar polim orfism o del com p lejo principal de histocom patibilidad clases I y II .53 La exactitud increm entada de diferencias de detección en los genes, en vez del producto génico, se ha em pleado para m ejorar la com patibilidad de trasplante. L os sistem as m oleculares son con ju n tos ordenados de m oléculas de sonda de DNA únicas unidas a un sopor­ te sólid o .34 Los sistem as consisten en cientos y cien tos de sondas de DNA en lugares determ inados co n precisión en el sustrato fijo. Los sistem as m oleculares se desarrollaron a partir del trabajo de Southern en la década de 1 9 7 0 que dem ostró que las sondas de DNA marcadas se podían usar para interrogar a las m oléculas de DNA unidas a un soporte sólid o .31 Los m icrosistem as se em plean para dos ap licacio­ n es principales, a) determ inación de secu encias de DNA y d etección de m u tación y b ) d eterm inación de expresión génica. E n la actualidad, Affym etrix, Inc. ha desarrollado G eneC hips, m icrosistem as patentados de alta densidad que con tien en 1 0 0 0 0 a 4 0 0 0 0 0 sondas de DNA cortas, diferentes, en una oblea de vidrio de 1.2 por 1.2 cm . Los G eneC hips están disponibles para genotipia de H IV-1 ,55 análisis de m utación de gen supresor tum oral p 53 hum ano, y análisis de m utación de gen p 4 5 0 citocrom o hu m ano, con otros G eneC hips actualm ente en desarrollo.

RESUM EN E n este capítulo se in trod u jeron las bases de los in m u ­ noensayos y las técnicas de sonda de ácido nu cleico . En todos los inm unoensayos se em plean an ticuerpos para d etectar analitos blanco. Los inm unoensayos no m arca­ dos en gel inclu y en m étodos para caracterizar proteínas m on oclonales e identificar anticuerpos esp ecíficos para com ponentes nucleares. Los inm unoensayos no m arca­ dos en la fase soluble se tipifican m ediante nefelom etría y turbidim etría. Los inm unoensayos m arcados han incre­ m entado la sensibilidad analítica. La diversidad de diseños de ensayo, la especificidad m ejorada y confiable de anti­ cuerpos m on oclonales y la autom atización han h ech o a los inm unoensayos cada vez m ás populares en el laborato­ rio clín ico . Los inm unoensayos se describen en térm inos del m arcador utilizado, el m étodo para detectar el m arca­ dor, el requisito para realizar la sep aración (hom ogénea o heterogén ea), el enlace com petitivo o no com petitivo, y la m ed ición cualitativa o cuantitativa. Las técnicas especiali­ zadas en las que se em plean anticuerpos inclu y en inmuno-

CAPÍTULO 6 ■ INMUNOENSAYOS Y TÉCNICAS CON SONDA DE ÁCIDO NUCLEICO

1. La resistencia del enlace entre un antígeno y un anti­ cuerpo se relaciona con: a) C o ncentración de antígeno y anticuerpo. b ) Fu en te de produ cción de anticuerpo porque los anticuerpos m onoclonales enlazan m ejor. c) Bondad del ajuste entre el epitopo y el F (a b ). d ) Especificidad del anticuerpo. 2. E n la produ cción de anticuerpo m o noclonal, la espe­ cificidad del anticuerpo se determ ina m ediante: a) La línea celu lar de m ielom a. b) Los linfocitos B sensibilizados. c) Los linfocitos T sensibilizados. d ) E l m edio de crecim iento selectivo. 3. ¿Cuál m étodo de precipitación inm une no m arcado se usa para cuantificar proteín a sérica? a) D ifusión doble. b ) fnm unodifu sión radial. c) C ontrainm unoelectroforesis. d) E lectroforesis de inm un ofijación. 4. E n la electroforesis de inm u n ofijación , las bandas dis­ cretas aparecen en el m ism o lugar electroforético; una que reacciona con reactivo de IgA antihum ana (espe­ cífica de cadena a ) y la otra que reacciona con reacti­ vo de 7. antihum ana. E sto se describe m ejo r com o: a) U na proteína m o n oclon al IgA X. b ) U na proteína p o liclo nal IgA X. c) Proteínas b iclonales de IgA. d ) Reactividad cruzada. 5. E n la nefelom etría, la form ación del com p lejo antíge­ no-anticuerpo se increm enta en presencia de: a) D isolu ción salina de fuerza iónica alta. b ) D iso lu ció n salina norm al. c) P olietilenglicol. d) Com plem ento.

6 . E n un RIA heterogéneo, com petitivo, clásico, para m edir T 4, ¿cuáles enunciados son ciertos y cuáles son falsos? a) E l ensayo requiere un paso de separa­ ción. ________ b) E l trazador es T 4 con un radiom arcador.

DE

R E P A S O c)

La m olécula detectora es anti-TT radiomarcado. d) Cuando se increm en ta la con cen tració n de analito en la m uestra de prueba, dis­ m inuye la con cen tració n de la m olécula m arcada enlazada. 7. ¿Cuál inm unoensayo no hom ogéneo depende de in h i­ b ir la actividad del m arcador enzim ático cuando se enlaza a reactivo de anticuerpo para elim inar reactivo de separación marcado libre del reactivo marcado enla­ zado? a) EMIT. b) CEDIA. c) MEIA. d) ELISA.

8. N um ere los pasos en una Western blot en el orden de ejecu ción . E l paso 1 es el prim er paso en el ensayo. a ) Se aíslan y desnaturalizan los antígenos de proteína. b ) E l suero de prueba se in cuba con las pro­ teínas. ________ c) Las proteínas se transfieren a una m em ­ brana de nitrocelulosa. d) Las proteínas se separan m ediante SDSPAGE. e) Se evalúa el reactivo de antisuero m arca­ do que reaccionó.

_

P R E G U N T A S

El futuro de los inm unoensayos y la tecnología de son ­ da de ácido n u cleico será h acer m ás pruebas de form a sim ultánea en una sola m uestra en un solo recip iente de reacción o en una sola superficie de chip. La capacidad para detectar diferentes m arcadores y recon o cer m oléculas de captación perm itirá la d etección sim ultánea de u n núm ero exp onencial de analitos o secu encias. E l análisis m últiple reem plazará al panel de prueba, que ahora consiste en pruebas individuales preform adas por separado.

_

transferencias, in m un ocitoquím ica, inm un ohistoquím ica y citóm e tría de flujo. Las sondas de ácido n u cleico , em pleadas para detec­ tar secu encias de DNA o RNA en genom a hum ano, b ac­ teriano o viral, son un grupo diverso de m étodos que son m uy específicos en con d iciones rigurosas. Las técnicas no am plificadas se utilizan por lo general para identificar cam ­ b ios cualitativos. Las técnicas am plificadas que increm en­ tan la cantidad de ácido n u cleico b lanco, sonda o señal se em plean para increm entar la sensibilidad analítica.

165

9. E n la citóm e tría de flujo, el portador lateral reacciona con: a) E l contenid o de DNA de la célula. b) La granularidad de la célula. c) E l tam año de la célula. d) E l núm ero de células en G 0y G r 10.

Los reactivos que se requieren para una reacción de P C R son: a ) Polim erasa de DNA term oestable. b ) D esoxirribonucleótidos individuales. c ) Cebadores de oligonucleótido. d ) Polim erasa Taq. e) Todo lo anterior.

166

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

11. La técnica de ácido n u cleico en la que el RNA se co n ­ vierte a cDNA, que después se am plifica, se con o ce com o: a) PCR. b) RT-PCR. c) PLFR. d ) H ibridación in situ.

1 2 -1 4 .

REFEREN CIAS

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Com pare el m étodo co n la d escripción apropia­ da. 12. Southern blot 13. Northern blot 14. Western blot a) E l DNA de doble hebra es el blanco. b ) E l RNA m ensajero es el blanco. c) Las proteínas son el blanco.

CAPÍTULO 6 ■ INMUNOENSAYOS Y TÉCNICAS CON SONDA DE ÁCIDO NUCLEICO

38. Tyagi S, and Kramer E Molecular Beacons: probes that fluoresce upon hybridization. Nat Biotechnol 1996;14:303. 39. Whicombe D, Theaker J , Guy S, Brown T, Little S. Detection of PCR products using self-probing amplicons and fluorescence. Nat Biote­ chnol 1999;17:804. 40. Guatelli JC , Whitfield KM, Kwoh DY, et al. Isothermal in vitro amplification of nucleic acids by a multienzyme reaction modeled after retroviral replication. Proc Nati Acad Sci USA 1990;87:1874. 41. Fahy E, Kwoh DY, Gingeras TR. Self-sustained sequence replication (3SR): an isothermal transcription-based amplification system alternative to PCR. PCRM eth Appl 1991;1:25. 42. Barany E Genetic disease detection and DNA amplification using cloned thermostable ligase. Proc Nati Acad Sci USA 1991;88:189. 43. Klinger JD , Pritchard CG. Amplified probe-based assay: possibilities and challenges in clinical microbiology. Clin Microbiol Newsletter 1990;12:133. 44. Wiedbrauk DL. Molecular methods for virus detection. Lab Med 1992;23:737. 45. Hankin RC. In situ hybridization: principies and applications. Lab Med 1992;23:764. 46. Bishop JE , Waldholz M. Genome. New York: Simón & Schuster, 1990. 47. Farkas DH. The Southern blot: application to the B- and T-cell gene rearrangement test. Lab Med 1992;23:723. 48. Ni H, Blajchman MA. Understanding the polymerase chain reaction. Transfusión Med Rev 1994;8:242.

167

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7

CAPÍTULO

Pruebas en el lugar de la atención Elizabeth E. Porter C O N T E N I D O

DE L

ADM IN ISTRACIÓ N Y ESTRU CTU RA Licencia y regulación CHA Personal de apoyo Estandarización Estructura de supervisión COM UNICACIÓN Manejo de una petición para PLDA nueva o adicional Selección preliminar de dispositivos o métodos Validación Negociación de contrato Ejecución

C A P Í T U L O EXA M EN DE A PTITU D APLICACIO N ES EN EL LU G AR DE LA ATENCIÓN Determinación de glucosa en el LDA Constituyentes químicos y gases sanguíneos determ inados en el LDA Coagulación en el LDA Hematología en el LDA Conectividad en el LDA RESUM EN PREGUN TAS DE REPASO REFEREN CIAS

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Definir la prueba en el lugar de la atención (PLDA). • Explicar qué estructura básica se requiere para m anejar un programa de PLDA • Explicar los aspectos generales de poner en práctica una prueba en el lugar de la atención.

T É R M I N O S Conectividad Enmiendas de 1988 de M ejoram iento del Labo­ ratorio Clínico (CLIA 88)

168

Estandarización M ejoramiento del desempeño

Enunciar los principios básicos en que se sustentan estas aplicaciones comunes de PLDA. ■ Glucosa en el LDA ■ Determinación de componentes químicos y gases sanguíneos en el LDA ■ Coagulación en el LDA ■ Hematología en el LDA ■ Conectividad en el LDA

C L A V E Prueba en el lugar de la atención (PLDA) Prueba exenta

Prueba moderadamente compleja Prueba m uy compleja

CAPÍTULO 7 ■ PRUEBAS EN EL LUGAR DE LA ATENCIÓN

169

E l C ollege o f American Pathologists (CAP) ha definido a la pru eba en el lugar de la atención (PLDA) com o “las activi­

La supervisión y aplicación de CLIA 88 ocurre vía la Food and Drug Administration (FDA) y centros para servicios de

dades analíticas de exam en del pacien te proporcionadas dentro de la institu ción, pero llevadas a cabo fuera de las instalaciones físicas de los laboratorios clín ico s ”.1 E l personal de enferm ería, perfusión o terapia respirato­ ria o m édicos residentes o tratantes pueden llevar a cabo la PLDA. Estos m iem bros del personal de atención de la salud por lo com ún no son capacitados de m anera específica en ciencia del laboratorio clínico. Los especialistas del labora­ torio clín ico y de laboratorio profesional están calificados de m anera única para apoyar, asistir y proveer supervisión para tal prueba. De ese m odo, se m ejoran la calidad de los resultados de la PLDA y la de la atención del paciente. Los laboratorios actuales, laboratoristas e institu ciones de atención de la salud pueden llevar a cabo esto si:

M edicare y M edicaid (C M S), antes HCFA. CLIA 88 incluye regulaciones de control de calidad y estándares de personal y divide las pruebas en categorías de com plejidad básicas. Las pruebas exentas constan de ensayos “sim ples”. La lista de pruebas exentas original sólo contenía m etodologías para nueve analitos; ahora, se incluyen m uchos otros analitos. En el cuadro 7-1 se listan las pruebas exentas en la actualidad. Las pruebas moderadamente complejas incluyen casi 75% de alrededor de 1 2 0 0 0 m étodos de prueba. Estas pruebas se realizan según las instrucciones del fabricante sin nin­ guna m odificación, los reactivos se obtienen con facilidad y se requieren pocos pasos de toma de decisión por parte del operador. El 25% restante son métodos de prueba muy com plejos. Las pruebas muy complejas pueden m odificarse en relación con las instrucciones del fabricante o se pueden desarrollar dentro de cada laboratorio, o requerir habilidad y toma de decisiones significativas por parte del operador. La licen cia CLIA se debe ajustar a la prueba que se lleva a cabo (es decir, com plejidad apropiada). La in stitu ción tam bién debe hacer varias eleccio nes respecto a la con ­ cesión de licen cias CLIA. La in stitu ció n puede optar por efectuar la PLDA b a jo la licen cia del laboratorio clínico. P or otro lado, se puede obtener una licen cia CLIA inde­ pendiente para la PLDA. La in stitu ción debe decidir qué agencias de inspección y certificación aplicar a su program a de PLDA. Algunas agencias tienen reputación, lo que significa que la acredita­ ción que otorgan estas agencias es aceptable b ajo CLIA 88. Éstas son la Join t Commission on Accreditation o f H ealthcare Organizations (JC A H O ), el College o f American Pathologists (CAP) y la Commission o f Office Laboratory Accreditation (C O LA ). Todas las institu ciones, y en particular las no acreditadas por una agencia reputada, están sujetas a los CMS o insp ección estatal de pruebas (cuadro 7 -2 ).

1. C onstru yen una administración y estructura para apo­ yar y facilitar la calidad de la PLDA. 2. M antienen la base de conocimiento y habilidad para poner en práctica de m anera apropiada la PLDA. 3. Transform an la PLDA preexisten te en cum plim iento norm ativo y produ cción de resultados de alta calidad para el paciente.

ADM INISTRACIÓN Y ESTRUCTURA Los com ponentes esenciales para establecer un program a de PLDA se inclu yen en el recuadro 7-1.

Licencia y regulación CLIA Hay un concepto erróneo de que la PLDA puede estar exenta a veces del organism o de regulación que se aplica al exam en llevado a cabo en el laboratorio clín ico . Todas las pruebas, sin im portar la u b icació n , caen dentro del ám bito de las Enmiendas de 1988 de M ejoram iento del L aborato­ rio Clínico (CLIA 88). CLIA 88 es un organism o de regu­ lación federal de Estados U nidos. H istóricam ente, CLIA 88 se puso en práctica, en parte, com o una respuesta al “escán dalo” percibido de la prueba de Papanicolaou (pap) de la década de 1 9 8 0 . Ciertos laboratorios clín ico s y labo­ ratorios de consu ltorios tuvieron operaciones de pruebas problem áticas, com o falta de d ocu m en tación y resultados de prueba de m ala calidad que originaron ausencia de con ­ fianza clínica.

R E C U A D R O 7-1 E L E M E N T O S D E L

L icencias CLIA apropiadas Agencia de inspección o certificación elegida Personal de apoyo Estandarización Una estructura que define autoridad, responsabili­ dad y rend ición de cuentas C om u nicación y relaciones interdisciplinarias (redes)

R equisitos p a ra p ru e b a d e m icroscopía realiza da p o r el p ro v eed o r (MRP) La M RP es una subcategoría de prueba de com plejidad m oderada. Estas pruebas requieren u n m icroscopio. Por lo regular no existen m ateriales de con trol de calidad para estas pruebas. E n general, las m uestras son lábiles y no sobreviven al transporte al laboratorio clín ico . E l sitio debe tener certificación M RP (al m enos). Se puede supo­ n er que para m édicos u od ontólogos la com petencia está dentro del alcance de su especialidad. E l personal de nivel m edio (es decir, personal que no es m édico u od on tólo­ go) debe tener com o m ínim o u n certificado de secundaria, ju n to con su capacitación y orien tación específicas para ejecutar la prueba.

Personal de apoyo Las siguientes posiciones son útiles para establecer y m an­ tener u n program a PLDA de calidad.

• Director. P or lo general, la p o sició n la ocupa un investigador con doctorado, m aestría, o un d octor en osteopatía o patólogo. Las responsabilidades inclu yen

170

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

CUADRO 7-1. A N A LITO S E X E N T O S A CTU A LM EN TE NOMBRE DEL ANALITO________________________________________________________

NOMBRE DEL ANALITO_______________________________________________________

Ácid o ascórbico, tira s reactivas para orina

H em atócrito

Ácid o láctico (lactato )

H em oglobina glucosilada (HbA1c)

A lb ú m in a u rin a ria

H em oglobina por su lfa to de cobre, no au to m atiza d a

A lco ho l en la saliva A m in a

HGB, instru m en to para a n alito sim ple con características ind ep end ien tes

A m in o tran sfe ra sa de ala n in a (ALT) (SGPT)

H orm ona estim u lan te del fo lícu lo (FSH)

A n a lito s en tira s reactivas o en ta b le ta para o rin a, no a u to m atiza d o

H orm ona lu te in iza n te (LH) In flu en za A

A n fe ta m in a

In flu en za A/B

A n ticu e rp o de HIV-1

In flu en za B

A n ticu e rp o s de Helicobacter pylori

Instrum ento para m ed ir la glucosa (uso au to rizad o por la FDA/uso en el hogar)

A n ticu e rp o s de la enferm ed ad de Lyme (Borrelia burgdorferi ABS)

Leucocitos, tira s reactivas para orina

A n ticu e rp o s de m ononucleosis infecciosa (M ONO)

M etab o lito de la cocaína

A n tíg e n o relacio nad o con tu m o r de la vejiga

M eta n f eta m ina/a n f eta m i n a

B ilirru b in a , tiras reactivas para o rin a

M etan feta m in as

C an ab in o id e (THC)

M icro albúm ina

C atalasa, o rin a

M icro hem ató crito ce n trifu g ad o

Cetona en o rin a

M o rfina

Cetona en sangre

N icotina, o m etabo litos, o am bos

Ceto na, tiras reactivas para orina

N itrito , tira s reactivas para orina

Colesterol

N -telopéptidos e n tre lazad o s tip o I de co lágeno (N TX)

Colesterol de HDL

O piáceos

Com puestos quím icos, tiras reactivas para orina

PH

C rea tin in a

pH de la vag in a

C re a tin ín a , tira s reactivas para o rin a

pH gástrico

Densidad relativa, tiras reactivas para orina

pH, tiras reactivas para orina

Estreptococo, grupo A

P ro teína, tira s reactivas para orina

Etano l (alcohol) Fenciclid ina (PCP)

Prueba de o vulació n (LH) por com paración visual de color

Fructosam ina

Prueba del h elécho en saliva

Glucosa

Sangre oculta en el tu b o digestivo

Glucosa líquida (apro bada por la FDA para uso en el hogar)

Sangre o culta en heces

~~

Sangre, tira s reactivas para orina

G lucosa, tiras reactivas para orina

Semen

G lucu ró nid o de estrona-3

Tasa de sedim entació n e ritro cítica , e xe n ta , no a u to m a­ tiza d a

hCG en la orina HCG en o rin a por pruebas visuales por co m p aración de colores

Tiem p o de p ro tro m b ina (PT)

Helicobacter pylori

U ro b ilin ó g en o , tiras reactivas para orina

Triglicéridos

Fuente: www.fda.gov/cdrh/ciia. Base de datos actualizada 8/03.

d ecisiones sobre qué política seguir, adm inistrativas, financieras y técnicas. E l director provee vincu lación co n la adm inistración de alto nivel para la in stitu ción de aten ción de la salud. U n b u en director será experto en resolu ción de problem as, relacionados con cu estio­ nes técnicas e interacciones de personal.

• C oord inad or del LDA (C LD A ). E l coordinador del lugar de la atención es responsable de ejecutar y coordi­ nar las pruebas del paciente en el lugar de la atención, y facilitar el cum plim iento de procedim ientos y p o líti­ cas y requisitos adm inistrativos. E l CLDA lleva a cabo la revisión en el lugar donde se aplican las pruebas al

CAPÍTULO 7 ■ PRUEBAS EN EL LUGAR DE LA ATENCIÓN

171

CUADRO 7-2. CENTERS FOR MEDICAID SERVICES (CMS) O INSPECCIÓN ESTATAL DE LA PRUEBA EXENTA

M O D ER A D A

ALTA

Se requiere certificado de exención CLIA.

Se requiere certificado de acreditación.

Se requiere certificado de acreditación.

El personal ha sido capacitado y orientado específicamente para ejecutar la prueba.

El personal tiene capacitación y orientación específicas para llevar a cabo la prueba. Se debe docum entar la competencia en forma constante. El personal debe tener por lo menos certificado de bachillerato. Debe haber un director de laboratorio/ asesor técnico/asesor clínico.

El personal tiene capacitación y orientación específicas para llevar a cabo la prueba. Se debe docum entar la competencia en forma constante. El personal debe tener por lo menos un grado de licenciatura o equivalente. Debe haber un director de laborato­ rio/asesor técnico/asesor clínico.

Es necesario apegarse a las instrucciones del fabricante cuando se efectúa la prueba.

Es necesario apegarse a las instrucciones del fabricante al efectuar la prueba. Por lo menos dos niveles de material de control al día. Verificación de la calibración cada seis meses. Prueba de competencia. Normas definidas: manual para el procedimiento, acción correctiva, conservación de registros.

Si las instrucciones del fabricante no se observan, se tienen que cumplir muchos requisitos para validar la prueba. Por lo menos dos niveles de material de control al día. Verificación de la calibración cada seis meses. Prueba de competencia. Normas definidas: manual para el procedimiento, acción correctiva, conservación de registros. Muchas normas rigurosas adicionales, las cuales son difíciles de cumplir fuera del laboratorio clínico. Rara vez ejecutada como PLDA.

paciente, control de calidad y registros de m antenim ien­ to, e inform a los problem as e incum plim ientos norm a­ tivos al personal adm inistrativo apropiado. E l CLDA facilita y garantiza d ocum entación de capacitación de aptitud y supervisa la term inación de program as de pruebas de capacidad. E l CLDA coordina la resolución de problem as para PLDA y provee asistencia de recursos técnicos in situ al personal que brinda la aten ción para resolución de problem as relacionados con el control de calidad y desem peño del instrum ento. E l CLDA facilita la com unicación entre el personal a cargo de las pruebas en el lugar de la atención y el personal del laboratorio clínico. E l CLDA facilita el control de inventario ade­ cuado del lugar de la atención. E l CLDA debe exhibir excelentes habilidades de servicios al cliente, com o apti­ tudes de com unicación superiores y buenas habilidades analíticas y de resolución de problem as. Tam bién son im portantes las aptitudes de adm inistración del tiem po, planificación y organizacionales. Cualquier individuo que busque la posición del CLDA debe poseer m oti­ vación propia y no requerir supervisión continua de la adm inistración para asegurar desem peño en el trabajo. E l CLDA debe exh ibir aptitudes técnicas de alto nivel y tener excelentes habilidades interpersonales.

• Contactos o instructores designados en departamentos distintos al laboratorio. Para cada unidad, piso, clínica, que ejecuta la PLDA, es im portante tener com o contacto una persona o instructor designado. Esta persona facilita en gran medida la eficacia del programa de PLDA y es un

enlace de com unicación entre el CLDA y el personal que ejecuta las pruebas. Asimismo, facilitan las actividades de capacitación y aptitud cuando se emplea un proceso de “capacitar al instructor”. (E n el proceso de capacitar al instructor, el coordinador del LDA puede capacitar al contacto o instructor designado, quien después capacita a otro personal del LDA en el departamento.) Esto es útil en particular para cuestiones relacionadas con turnos en horas en las que no se está de servicio y fines de semana.

Estandarización La estandarización es el uso congruente del m ism o in stru ­ m ento, reactivo o m étodo de prueba para cu alquier analito en el sistem a de atención de la salud designado. La estan­ darización produce los siguientes beneficios: • La com paración de los resultados en u b icaciones pro­ duce atención m ejorada del paciente. E sto reduce la confu sión del m édico clín ico acerca de la interpreta­ ció n de resultados de prueba d istintos para el m ism o analito, sin im portar dónde se realizó la prueba. • Ahorra costos. Casi todos los vendedores n eg ocian los precios con base en volúm enes de prueba. Cuando la estandarización está presente, los volúm enes de prue­ ba serán m ayores para el vendedor elegido que si se em plearan varios vendedores. Se pueden lograr ahorros de costo im portantes. • Ahorra tiem po y trabajo. C on la estandarización, hay sólo u n m étodo de prueba, en vez de m últiples, para los

172

PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

que se deben m antener proced im ientos, listas de co m ­ probación de capacitación y recertificación , registros en papel y equivalencias. • Conform idad adm inistrativa de las instalaciones. Los distintos m étodos presentes en una sola in stitu ción h acen difícil m antener los factores antes m encionados y tam bién casi im posible la conform idad adm inistrativa congruente en relación co n la com paración del resulta­ do de prueba.

Estructura de supervisión Es im portante establecer una estructura para las PLDA que defina la autoridad, responsabilidad y ren d ición de cuentas. Los propósitos de tal estructura son: • Facilitar el desempeño exacto y a tiempo de las pruebas del paciente cuando se llevan a cabo fuera del laboratorio. • Facilitar el cum plim iento con las agencias reguladoras (co m o JC A H O , CAP, CLIA 88). • F acilitar un proceso de estandarización en las m últiples instalaciones y sitios que llevan a cabo la PLDA, que dé com o resultado calidad m ejorada de prueba, eficiencia y co n ten ció n de costos. • C oordinar y facilitar la com u n icació n entre el labora­ torio, enferm ería y vendedores de instrum entos, sum i­ nistros, reactivos o m ateriales de con trol de calidad utilizados en el lugar de la atención. • F acilitar la educación del personal de PDLA m ediante la provisión de m ateriales para cap acitación o recertifi­ cación , o am bas cosas. Los com ponentes de tal estructura inclu yen por lo regular m étodos o com ités de dirección, o am bos. Este tipo de com ités puede supervisar el cum plim iento, la u ti­ lización, la selecció n de m étodos o instrum entos, estanda­ rización, cu estiones de proced im iento y d ecisiones acerca de la expansión o lim itación de las pruebas. Estos com ités fu ncionan m ejo r cuando son m u ltid isciplinarios o son de varios hospitales donde es aplicable (es decir, sistem as de hospitales). Su estructura y fu nción se deben docum entar m ediante póliza escrita.

COMUNICACIÓN La estructura descrita antes com prende la porción for­ m al del program a. E l trabajo o colabo ración en red es la p orción inform al del programa. La colabo ración en red tiene igual im portancia para un program a de PLDA com ­ pletam ente fu ncional y debe ser en las disciplinas (p. e j., laboratorio, enferm ería, perfusión, terapia respiratoria). El trabajo en red se facilita cuando el personal cu enta con las habilidades de com u nicación y diplom acia, así com o cu estiones técnicas. E l program a efectivo de PLDA da alta prioridad para con stru ir y m antener relaciones.

M anejo de una petición para PLDA nueva o adicional D ocu m ente la solicitu d , de preferencia vía una form a de p etición estandarizada. En el recuadro 7 -2 se indica cierta

inform ación necesaria. Evalúe la p etición con la estru c­ tura de program a descrita antes. Podría haber diversas ju stifica cio n es clín icas para ejecu tar la PLDA. A ntes de establecer cu alquier prueba, es im portante consid erar si está disponible alguna prueba en el laboratorio clín ico central. Algunas preguntas a consid erar son: • ¿Cuál es el tiem po de respuesta prom edio y el costo prom edio para pruebas que realiza el laboratorio clín i­ co contra las PLDA? • Si la PLDA puede reducir el tiem po de respuesta, ¿el tiem po de respuesta más corto dará com o resultado un m en or tiem po de estancia o m ayor satisfacción del cliente? • ¿El tiem po de respuesta más corto producirá eficiencia operacional m ejorada para el departam ento? • ¿Q ué otra op ción , además del desem peño de la PLDA, existe para alcanzar los objetivos deseados? Las in stitu cion es deben consid erar tam bién otras op ciones, com o transportar m uestras al laboratorio cen ­ tral m ediante sistem as de tubos neum áticos, usar “rieles” para transportar m uestras, o restructurar el flujo de tra­ bajo. Es im portante determ inar si la PDLA puede lograr una relación costo a beneficio favorable. Por ejem plo, si el volum en de prueba esperado es pequeño, podría no ser efectivo en cuanto a costos capacitar personal, m antener y d ocu m entar la com petencia, com prar reactivos de control de calidad, así com o supervisar la prueba.

Selección preliminar de dispositivos o m étodos Flaga una selecció n prelim inar del m étodo e instru m en ta­ ción para efectuar la prueba solicitada. Revisar las d istin­ tas op cion es que hay en el mercado y lim itar la selecció n a varios m étodos o instrum entos. Los criterio s para selec­ ció n podrían in clu ir la facilidad de uso, costo , m enú de prueba, com paración con la instrum en tación de laborato­ rio clín ico , com pra de contratos de grupo y características de software. E l m an ejo de datos y la conectividad (véase Conectividad del LDA en este capítu lo) son criterio s im por­ tantes a considerar, co n un énfasis en la capacidad para interconectar los datos producidos m ediante el dispositivo LDA.

R E C U A D R O 7-2 R EQ U IS IT O S D E IN FO R M A C IÓ N PA RA S O LIC IT A R UN A N U EV A P LD A P rueba(s) solicitad a(s) O bjetiv o(s) ¿Q uién ejecu ta la prueba? Cantidad de pruebas estimada ¿C óm o se d ocum entarán o se alim entarán los datos? ¿Esta prueba se ejecu ta en la actualidad m ediante otro m étodo? Si es así, ¿cuáles son los problem as con el m étodo actual?

CAPITULO 7 ■ PRUEBAS EN EL LUGAR DE LA ATENCIÓN

Realice una investigación bibliográfica para los datos existen tes acerca del desem peño del instrum ento o el m étodo. La inform ación escrita que proporciona el ven­ dedor puede ser ú til, pero se debe com probar siem pre con datos adicionales. Tam bién, con tacte a otros usuarios para referencias y la posible d istribución de validación de datos. E fectúe una validación prelim inar, lim itada, que incluya una m inicorrelación con la instru m entación de su laboratorio clínico. Se puede revisar la inform ación del proveedor de prueba de com petencia para el coeficiente de variación (C V ) esperado. Los estudios de p recisión y linealidad pueden ser útiles sobre una base lim itada. En este pu nto, se debe hacer una selecció n de m étodo de prueba o instrum ento, de preferencia con una estructura de program a LDA descrito con anticipación.

Validación No se puede dar dem asiada im portancia a la validación del m étodo. Además de los requisitos adm inistrativos que se deben satisfacer, la validación del m étodo es necesaria para asegurar resultados de prueba confiables que son necesa­ rios para la atención de calidad del paciente. La validación del m étodo inclu ye lo siguiente (según sea pertin ente): • E xactitu d (resultado clínicam ente correcto). • Precisión (m ism o resultado clín ico repetidas veces). • Sensibilidad y especificidad, incluso sustancias interferentes (la probabilidad de que una prueba positiva lo sea en realidad y una prueba negativa sea en verdad negativa). • A lcance y linealidad que es posible inform ar (lím ites superior e inferior de la prueba). • A lcance de referencia (resultados esperados para un individuo norm al). • C orrelación de m uestra dividida contra m étodo de refe­ rencia. Los m étodos y m uestras se deben validar tam bién. Lleve a cabo correlaciones de m uestra dividida para determ inar la concordancia entre la PLDA y los m étodos em pleados en el laboratorio. Tome en cuenta la variabilidad entre produc­ tos de diferentes vendedores. La correspondencia entre la PLDA y el análisis en el laboratorio clín ico es más probable si en ambas instalaciones se em plean productos del m ism o vendedor. Sin embargo, aun cuando se usa el m ism o ven­ dedor, podría haber variación entre diferentes instrum en­ tos. Al llevar a cabo las validaciones, es im portante inclu ir tanto m uestras positivas com o negativas, o valores altos y b ajos para los analitos que serán incluidos en el inform e. Además, para obtener resultados más confiables, se debe reducir al m ínim o cualquier retraso entre los análisis en el instrum ento de laboratorio y el utilizado para la PLDA.

Negociación de contrato Sólo después que ha sido validado por com pleto el m étodo de prueba se debe negociar un con trato co n el vendedor. La m ayor parte de las in stitu ciones tien en departam entos de com pra para ayudar con este proceso. M uchas insti­ tu ciones son tam bién parte de grupos de com pra; estos contratos deben ser considerados en el proceso.

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Ejecución R ecolección d e m ateriales Antes de com enzar co n la e jecu ció n del p roceso se deben reunir los siguientes m ateriales: • • • • • •

M anual o m anuales del instrum ento. In stru ccio n es de em pleo para reactivos. In stru cciones de em pleo para con troles de calidad. H oja de datos de seguridad de los m ateriales (H D SM ). P roced im iento de m uestra del vendedor. M ateriales de m uestra para capacitación obtenidos del vendedor. • P roced im iento de otra in stitu ción para la prueba. • Estándares norm ativos o de certificación aplicables (es decir, estándares N CC LS [N ational C om m ittee for C li­ nical Laboratory Stand ard s], estándares de laboratorio JC A H O , lista de com probación del CAP).

Procedim iento o política E l prim er paso en el proceso de eje cu ció n es escribir el proced im iento o política para la prueba o m étodo. In icie co n su plantilla de form ato de su institu ción . (N ota: los procedim ientos para PLDA con frecu encia deben cu m ­ plir co n los requisitos de form ato de otros departam entos aparte del laboratorio además de satisfacer los requisitos básicos con los que están fam iliarizados los laboratoris­ tas.) No haga conjetu ras acerca del proceso de prueba, sino m ás bien detalle los pasos requeridos. E l nivel de escritura debe ser com prendido por una persona que no sea labora­ torista. Tam bién se debe seguir el form ato N CCLS. • Principio. Exprese de m anera breve el tipo de reacción, o reaccion es, que está ocurrien do. Tam bién es ú til in clu ir la razón clínica para efectuar la prueba. • Personal para la prueba. D escriba quién está calificado para llevar a cabo la prueba (categoría de empleo, requi­ sitos de com petencia, discrim inación de color). Se deben seguir las regulaciones CLIA 88 y las de la agencia de ins­ pección de la institución. Para pruebas exentas, el perso­ nal debe tener capacitación específica y orientación para realizar la prueba. Para pruebas m oderadam ente com ple­ ja s, el personal debe tener un certificado de educación media, y la adm inistración debe designar las posiciones de director de laboratorio, asesor técnico y asesor clínico. Com o siempre, todo esto se debe documentar. Cada ins­ titución debe determ inar si todo el personal, incluso las enfermeras y los asistentes de enferm ería, recibirá capa­ citación, o si ésta se limitará a ciertas áreas de responsabi­ lidad y aptitudes. Mientras más reducido sea el personal y con mayor frecuencia un m iem bro del personal realice pruebas, es probable que sea m ayor la calidad de la prue­ ba. Sin embargo, también se deben considerar las nece­ sidades de personal y planificación. Podría ser útil pedir que el departamento de enfermería designe instructores (com o el m étodo de capacitar al instructor). • M u estra. Incluya requisitos para preparación del pacien te, tipo de m uestra requerida, requisitos de esta­ bilidad y alm acenam iento (o el requisito de analizar de inm ediato la m u estra), criterios para acep tación de la m uestra y consid eraciones de m anejo.

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUÍMICA CLÍNICA

• R eactiv os, su m in istro s y equ ipo. E num ere todos los reactivos requeridos, sum inistros y equipo. Incluya requ isitos de alm acenaje y estabilidad, inclu so requi­ sitos de fechado y m arcado, y cu alquier advertencia de seguridad aplicable. • M an ten im ien to. Provea las in stru ccion es para m ante­ ner el instrum ento, incluida la frecuencia requerida. • P oten cia. D escriba la fuente de energía para el in stru ­ m ento (C A contra batería, o am bas). Si se em plean baterías, identifíquelas. Si son aplicables baterías recar­ gables, expliqu e cóm o recargarlas. • C alib ración y com probación de la calibración. Identifi­ que los m ateriales requeridos y la frecuencia requerida. • C o n tro l de calid ad (C C ). Identifique los m ateriales de C C , frecuencia, el proceso para llevar a cabo el CC, cóm o determ inar el éxito o fracaso del C C y el proce­ d im iento para solucionar la falla del CC. (Asegúrese de in clu ir CC del líquido e in stru ccion es de CC electró n i­ cas cuando sea apropiado.) • P roced im ien to p ara exam en d el p acien te. E scriba las in stru ccion es detalladas por pasos. No om ita los pasos sim ples con base en la suposición. • A lcan ces de referen cia y tera p éu tico , lím ites té cn ico s, valores crítico s. Se deben in clu ir estos valores (de pre­ ferencia en form ato de cuadro). • In fo rm e de resu ltad os. D escriba en detalle cóm o la in stitu ció n a la que pertenece registrará y dará a co n o ­ cer los resultados del paciente. • T ran sferen cia de d atos, d ocu m en tació n e le ctró n ica , con figu racion es. Es útil docum entar estos asuntos (específicos para su in stitu ción ) en el procedim iento. E sto servirá com o una herram ienta de referencia ú til y tam bién facilitará la estandarización, en particu lar en sistem as m ultihospitales. • L im itacio n es, n otas. Incluya sustancias interferentes y lim itaciones de prueba. Es posible listar precaucion es especiales. Se debe in clu ir inform ación relacionada con posibles fuentes de error, situacion es clínicas que afec­ tan los resultados y aplicaciones clínicas. • E xam en de aptitu d. D ocum ente los requisitos de exa­ m en de aptitud y el proceso. • Recepción de reactivos y lote de control: identifique el proceso a seguir para la recepción de reactivos y controles. • M ejo ram ien to de la calid ad (M C ). D escriba el proceso de M C de su in stitu ción para la prueba o m étodo. • Solución de problemas: explique cómo dar solución a re­ sultados inesperados, errores y problemas de instrumentos. • M étodo altern ativ o. Exprese el proceso a seguir si el instrum ento o prueba no están disponibles. Para PLDA, esto tiene que ver por lo com ún con tom ar prestado o reem plazar el instrum ento o enviar la m uestra al labo­ ratorio clín ico para análisis. • R eferen cias. Incluya la in form ació n escrita del produ c­ to que proporciona el fabricante, referencias de libros utilizados, pu blicaciones de estándares y cualquier referencia aplicable de artículos científicos.

Lista d e com probación de capacitación Em piece con su plantilla de lista de com probación. La lista de com probación de capacitación debe ser clara y

con detalles suficientes que el in stru cto r no p erten ecien ­ te al laboratorio recordará para explicar con claridad las cu estion es de capacitación. La lista de com probación de capacitación debe docum entar toda la cap acitación del operador. Es m ás eficaz usar un sistem a de dos copias: una para el archivo de edu cación con tin u a del em pleado y otra para la oficina de PLDA. E n la lista de com probación se deben in clu ir los sigu ien­ tes asuntos: • • • • • • • • • • •

P rocedim iento de lectura. M antenim iento. Reactivos. C ontrol de calidad. R equisitos de m uestra. O bservación directa (efectuar una prueba sim ulada del p a cien te). Inform e de resultados: softw are o d ocu m en tación en papel, o am bos, alcances de referencia y crítico. Seguridad. In form ación del operador (nom bre, núm ero de identificación del operador, piso). Firm a del instructor. Puede com plem entar con cuestionario.

Lista d e com probación d e recertificación CLIA y otras agencias de certificación tam bién requieren d ocu m en tación de aptitud de continuid ad para personal que lleva a cabo pruebas o recertificación. La lista de com ­ p robación de recertificación puede ser m ás corta que la lista de com probación de capacitación. Se debe adaptar o m odificar según los problem as observados cuando se reali­ za la prueba. Espere hasta que la prueba se esté realizando durante un tiem po para poder observar estos problem as.

C r e a r fo rm a s o registros en papel A m enos que el instrum ento o prueba tenga docum entación o conectividad electrónica com pleta, las form as de papel serán necesarias para cum plim iento y m onitoreo. Podrían ser necesarias algunas, o todas las form as siguientes: • • • •

Registro de con trol de calidad. Registro de pruebas del paciente. Registro de problem as o acción correctiva. Form a de m ejoram iento de la calidad.

La m ayor parte de estas form as, si no es que todas, pue­ den ser elim inadas co n una buena conectividad.

EXAM EN DE APTITUD E l exam en de aptitud es una parte de la buena práctica de laboratorio que com prueba la capacidad para produ­ cir resultados confiables de prueba del paciente. M uchas agencias reguladoras y de certificación tam bién la requ ie­ ren. Para satisfacer estos objetivos, los pasos siguientes facilitan la organización y docum entación: • • • • •

Asegúrese de tener una estructura. O rdene la prueba apropiada. D ocu m ente el recibo de envíos de PA. Program e la distribución. D istribuya al departam ento de PLDA.

CAPITULO 7 ■ PRUEBAS EN EL LUGAR DE LA ATENCIÓN

• Dé a co n o cer los resultados al proveedor de PA. • M antenga la docum entación.

C om unicación Antes de po n er en práctica una nueva prueba o m étod o, es im portante n otificar a todas las partes afectadas y usuarios de la ejecu ció n , com o m édicos, departam entos de enfer­ m ería, adm inistradores y laboratoristas clínicos. La n o ti­ ficación debe in clu ir una d escripción corta de la prueba o m étodo y los usos esperados.

M antenim iento Ciertos procesos adm inistrativos deben ser m onitoreados para asegurar el cu m plim iento norm ativo y buenas prácti­ cas de laboratorio, incluso: • A ñadir núm eros de serie a su lista de instrum entos. • C ontribu ir a su program a para com paraciones y com ­ probaciones de calibración. • Agregar sum inistros y reactivos requeridos a su lista de inform ación de pedido. • Añadir la prueba a su registro de cuenta de volum en de prueba. • Agregar la prueba al program a de exam en de aptitud.

M ejoram iento del desem peño Al igual que con todas las pruebas de laboratorio, debe existir un proceso de mejoramiento del desempeño (M D) para asegu­ rar la calidad. Entre las cuestiones que se deben monitorear está el control de calidad (C C ). ¿Se realizó el CC? ¿Estuvo dentro del alcance aceptable? Es necesario hacer un m onitoreo regular de la media y la desviación estándar. Los asuntos de CC son importantes porque el CC evalúa el instrum ento, reactivos, operador (persona que lleva a cabo la prueba) y el proceso de prueba. E l mismo personal que analiza las m ues­ tras del paciente debe ejecutar el CC. Se debe notar que el CC para la PLDA tiene la misma importancia que la prueba de laboratorio clínico. La teoría básica de CC establece que cuando una prueba está funcionando de manera apropiada y con el tiempo se ejecutan muestras de concentración conoci­ da, hay una distribución gaussiana de valores .2No es función de este capítulo describir con detalle el proceso de CC (para más inform ación consulte el capítulo 3 , control de calidad y

estadística). Se debe observar tam bién el desem peño de m onitores n o relacionados con el CC. Se debe vigilar la aptitud de las personas que ejecutan la PLDA (es decir, operadores válidos). Es necesario d ocu m entar el uso de identificación correcta del paciente al ejecu tar la PLDA. M antenga un registro para asegurar que el m antenim iento del equipo se lleva a cabo de m anera apropiada. El proceso de m ejoram iento del desem peño debe in clu ir com u n icació n con la unidad o el adm inistrador del LDA, un p roceso de acción correctiva y seguim iento claro. E ste proceso posibilitará la confianza del operador en los resultados de prueba producidos y la confianza del m édico en los resultados de prueba del paciente.

In fo rm e d e resultados Los resultados de prueba del pacien te y de control de cali­ dad deben ser docum entados. La prueba m anual tiene

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que ver, por lo general, con d ocu m en tación en registros en papel, aunque están en desarrollo algunos sistem as electró nico s para registrar pruebas m anuales. E l registro m anual en gráficas de pacientes introduce la posibilidad de errores de tran scripción. Los resultados se deben registrar de m odo que se cum pla co n las regulaciones aplicables, com o fecha y hora de la prueba, persona que la realizó, unidades de m ed ición y ám bitos de referencia. Todo esto requiere cap acitación y coop eración de los que llevan a cabo las pruebas. E n la actualidad, m ucho del análisis in s­ trum entado tiene la capacidad de transferencia electrónica a un adm inistrador de datos y, posiblem ente, una interfaz para el sistem a de inform ación del laboratorio (S IL ). Una exp licación detallada se da en la sección de Conectividad en el LDA de este capítulo.

APLICACIONES EN EL LUGAR DE LA ATENCIÓN Determ inación de glucosa en el LDA La determ inación de glucosa en el LDA es la prueba de volum en más alto en la m ayor parte de las institu ciones de atención de la salud. Se emplea con frecuenciá para m onitorear el nivel de glucosa en pacientes con diabetes, pero se puede usar para otros propósitos. La m ayor parte de los m edidores de glucosa institucionales actuales utilizados en el LDA inclu yen la capacidad para docum entar la prueba de form a electrónica. Tam bién hay disponibles m uchos m edi­ dores de glucosa de uso dom éstico; la glucosa es la prueba LDA que se emplea con más frecuencia en el hogar. Una pequeña gota de sangre, la m ayor parte de las veces obtenida por p u nció n capilar, se aplica a una tira de prue­ ba. O curre una reacción entre la sangre y los reactivos en la tira de prueba. E l m edidor m ide la reacció n y la co n ­ vierte en u n resultado cuantitativo. La reacción real varía entre fabricantes.

Constituyentes quím icos y gases sanguíneos determ inados en el LDA Varios fabricantes ofrecen instrum entación diseñada para medir constituyentes quím icos (la mayor parte de las veces electrólitos) o gases sanguíneos, o am bos, en el LDA. Casi todos operan sobre el principio de m edir cam bios potenciom étricos, am perom étricos o conductim étricos vía sensores (electrodos). Esto ha sido realizado m ediante sensores no desechables y desechables. Los instrum entos con senso­ res desechables pueden ser configurados para análisis de varias m uestras antes de desecharlos del paquete de reac­ tivo m ultim uestra, que incluye los sensores así com o los reactivos requeridos. Por otro lado, algunos instrum entos LDA em plean un cartucho desechable de una sola muestra que contiene todos los com ponentes del sistem a (reactivos, sensores y recipiente de desechos). E n estos dispositivos, el instrum ento recibe la transm isión de los sensores com o una señal eléctrica y la convierte en un resultado.

Coagulación en el LDA La prueba de coagulación en el LDA es el tiem po de coa­ gulación activado (TC A ). E l TCA, que Elattersley describió prim ero en 1 9 9 6 ,3 se emplea para m onitorear la terapia de

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PARTE I ■ PRINCIPIOS BÁSICOS Y PRÁCTICA DE LA QUfMICA CLÍNICA

heparina. Aunque la terapia de heparina es esencial para m antener la hem ostasis durante m u chos procedim ientos m éd icos, los pacientes pueden variar m ucho en su respues­ ta a la heparina. La sobredosis de heparina puede dar com o resultado hem orragia, y una dosis b aja de heparina origina la form ación de un coágulo de sangre. Esto se puede evitar si se m onitorea la terapia de heparina con u n TCA. La coagu lación in vivo ocurre com o resultado de una in teracció n com pleja de com ponentes vasculares, celu la­ res y no celulares (cascada de coagu lación). E l TC A pro­ vee una m ed ición no especifica in vitro de los com ponentes celulares y no celulares del proceso de coagulación. Los primeros tiempos de coagulación en el LDA se lle­ varon a cabo mediante la extracción de sangre com pleta nueva, luego se mezclaba por períodos de form a manual, o se invertía el tubo y se observaba la form ación del coágulo. En fechas recientes, la gran variabilidad de este proceso se ha reducido mediante: a) la adición de un activador (celita, sílice, caolín o partículas de vidrio), b) m antenim iento de una temperatura estable (37°C ) durante el proceso de coa­ gulación y m edición y c) un sistema de agitación m ecánica o detección de coágulo. Los instrum entos de coagulación en el LDA más recientes con técnicas de m icrom uestreo reducen la variabilidad al automatizar más el proceso, y se requiere m enos técnica del operador para realizar la prueba. Los ins­ trum entos de coagulación más nuevos utilizados en el LDA efectúan pruebas adicionales, com o PT-INR y aPTT.

H em atología en el LDA E n el m om ento actual, sólo ha estado disponible la PLDA de hem atología m ínim a. En años anteriores, el hem atócrito centrifugado era la prueba de hem atología más com ún reali­ zada en el lugar de la atención. E n fechas recientes, m uchas institu ciones están elim inando el hem atócrito centrifugado debido a las cuestiones de seguridad y porque la variabili­ dad en la técnica del operador puede producir variación insignificante en los resultados de prueba. M uchas insti­ tu ciones em plean en la actualidad un sistem a que consiste en cubetas desechables y un analizador. La cavidad de la cubeta contiene reactivos depositados en sus paredes inter­ nas que hem olizan a los glóbulos rojos cuando se extrae la m uestra de sangre en la cavidad por acción capilar. La hem oglobina liberada se convierte en hem oglobina de azida. La cubeta se coloca en el analizador, donde se m ide la absorbancia y se calcula el nivel de hem oglobina .4

Conectividad en el LDA La conectividad ha sido el avance reciente más significa­ tivo en la PLDA. Por tradición, los resultados de la PLDA han sido escritos de form a m anual en el registro m édico del p acien te o, en ocasion es, registrados vía un a im presión de instrum ento que ha sido colocada en el registro médico. La conectividad es la capacidad para d ocu m entar la prueba de form a e le ctró n ica . E n g en eral, el in stru m en to tien e la capacidad de almacenar cierta cantidad de datos. Éste es el segm ento de dispositivo de la conectividad. M últiples instru­ mentos suben los datos vía la red de computadoras hasta una estación de trabajo central. Ésta es la porción de m anejo de

datos de la conectividad. E l sigu iente paso en el proceso de conectivid ad es la tran sm isión de los resultados de la prueba desde el administrador de datos al sistem a de infor­ m ación del laboratorio (SIL). Ésta es la porción de interfaz de la conectivid ad. E x isten estándares para la co n e cti­ vidad de la PLDA, conocidos cono estándares P O C T1-A (point-of-care testing 1-A). Los estándares P O C T 1-A se apli­ can a instrum entación (dispositivos), así com o a estaciones de trabajo de m anejo de datos e interfaces .6,7 M uchos sistem as de conectividad son específicos del vendedor o del instrum ento. Sin em bargo, los sistem as m ás com p lejos recientes m anejan los resultados de varios vendedores vía un sistem a integrado sim ple. Esta clase de sistem a perm ite al coordinador del lugar de la atención supervisar la prueba, el C C , los instrum entos y operadores para varios tipos de equipos de una sola estación de traba­ jo . Algunas ventajas del sistem a son: • La d ocu m en tación electrónica de los resultados del pacien te reduce los errores en la tran scripción y asegu­ ra que los resultados de prueba del pacien te se d ocu ­ m enten de m anera correcta en el registro m édico. • La d ocu m en tación electrónica perm ite un sistem a p rác­ tico para la factu ración por PLDA. • Las configuraciones de instrum entos estandarizadas se pueden m antener en el sistem a. • Se m ejora el cum plim iento norm ativo. • Se elimina el registro en papel o se reduce en gran medida. • M onitorear casi todas las pruebas de m odo eficaz en relación con el tiem po da com o resultado calidad m e jo ­ rada. • Todos los resultados de prueba se pueden ejecu tar por una sola interfaz. • Los operadores para m u chos dispositivos d istintos de m u chos lugares diferentes, ju n to con su d ocum enta­ ció n apropiada, se pueden m anejar de una m anera in te­ grada.

RESUM EN Las pruebas en el lugar de la atención son las actividades analíticas de exam en del paciente provistas dentro de la in stitu ción , pero llevadas a cabo fuera de las instalaciones físicas de los laboratorios clínicos. E l servicio de calidad para el pacien te, así com o el cu m plim iento norm ativo, se facilita por la existen cia de un program a estructurado de PLDA dentro de la institu ción. Los laboratoristas pueden proporcionar ayuda y apoyo al personal que realiza las pruebas. Cuando se pone en práctica la PLDA, se deben contem plar varias etapas preparatorias. E l resultado final de la atención cuidadosa con estos detalles será un progra­ m a de PLDA de calidad que, a su vez, produce resultados de calidad en el exam en del paciente. La PLDA es un área en rápido crecim iento de la m edi­ cina de laboratorio. Com o se describió en este capítu lo, la PLDA proporciona diversas oportunidades para los labo­ ratoristas y otros profesionales de la salud para trabajar de m anera coordinada y proveer resultados confiables, congruentes, de alta calidad siem pre que se lleve a cabo la prueba.

CAPÍTULO 7 ■ PRUEBAS EN EL LUGAR DE LA ATENCIÓN

P R E G U N T A S 1. De lo que se m enciona a con tin u ació n , ¿qué no aplica a la prueba exenta? a) E m plea instrum entos sim ples. b) E l operador debe m ezclar o preparar los reacti­ vos. c) Se siguen las in stru ccion es del fabricante. d) E l personal debe tener capacitación específica para realizar la prueba. 2. ¿Cuál de las siguientes p osiciones no es parte de un program a de PLDA b ien organizado? a ) In stru ctor en el lugar de la atención. b ) Coordinador en el lugar de la atención. c) R epresentante del fabricante. d) Director. 3. La inform ación necesaria para determ inar si se debe usar la PLDA incluye todo lo siguiente excepto: a) ¿Q uién efectuará la prueba? b ) ¿El coordinador del lugar de la atención se lleva b ien con el adm inistrador de la unidad? c) ¿Cuántas pruebas se efectuarán por mes? d ) ¿C óm o se d ocum entarán los resultados de las pruebas? 4. La estandarización produce los siguientes resultados excepto: a) M enor cantidad de trabajo. b ) C om paración de los resultados de prueba entre lugáres separados en el hospital. c) M ayor costo, d ) Cum plim iento norm ativo m ejorado.

DE

177

R E P A S O

6 . ¿C uál de los siguientes enunciados es correcto? a ) Al llevar a cabo validaciones, es im portante inclu ir m uestras positivas y negativas para los analitos que se in clu irán en el inform e. b ) Los resultados de instrum entos aprobados para PLDA siem pre tienen una buena correlación con los m étodos de laboratorio. c) La validación no es necesaria para la PLDA por­ que los m étodos de prueba son sim ples. d) Las regulaciones n o requieren validación de m étodos de PLDA. 7. La regulación federal con la que deben cum plir las ins­ tituciones al poner en práctica u n sistem a de PLDA es: a ) La N ational Accrediting Agency f o r Clinical Labo-

ratory Science. b) E nm iendas de M ejoram ien to del Laboratorio C lí­ nico. c) E l N ational Com m ittee fo r Clinical Láboratory

Standards. d.) La American Society fo r Clinical Laboratory Science.

8 . L lene los siguientes espacios en blanco: TCA sig n ifica ____________ . Los resultados del TC A se em plean para m onitorear la terapia d e ___________ . E l TC A m ide los com ponentes celulares y no celu la­ res del p roceso d e ____________ . La autom atización encontrada en los instrum entos de coagu lación en el LDA reduce l a ___________ del operador al efectuar la prueba de TCA.

5. La validación incluye: a) C orrelación de m uestra dividida contra m étodo de referencia. b) Evaluación de precisión. c) C om probación del alcance notificable. d) Todo lo anterior.

R EFEREN CIAS 1. CAP Commission on Laboratory Accreditation, Laboratory Accreditation Program, Point-of-care Testing Checklist. 2002. 2. Basic QC Practices. Madison, WI: Westgard QC, 2002. Available at: www.westgard.com. 3. Hattersley P Activated coagulation time of whole blood. JAMA 1966:136-436. 4. Hemoglobin data management analyzer operating manual. Mission Viejo, CA: HemoCue, 2003.

5. Point-of-care connectivity; approved standard. NCCLS document POCT1-A, Vol. 21, No. 24 (ISBN 1-56238-450-3). Wayne, PA: NCCLS, December 2001. 6. 2002-2003 Standards for Pathology and Clinical Laboratory Servi­ ces. Oakbrook Terrace, IL: Joint Commission on Accreditation of Healthcare Organizations, 2002. 7. Price CP, Hicks JM , eds. Point-of-Care Testing. Washington, D.C.: AACC Press, 1999.

II Correlaciones clínicas y procedimientos analíticos

178

CAPÍTULO

Aminoácidos y proteínas

8

Barbara J. Lindsey

...

C O N T E N I D O

D E L

C A P Í T U L O Función general de las proteínas Proteínas plasmáticas Proteínas diversas Anorm alidades de proteína total Métodos de análisis Proteínas en otros líquidos corporales RESUMEN PREGUNTAS DE REPASO REFEREN CIAS

AM IN O ÁCID O S Estructura básica Metabolismo Aminoacidopatías Análisis de aminoácidos PROTEÍNAS Características generales Síntesis Catabolismo y balance de nitrógeno Clasificación

O B J E T I V O S Al term inar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Describir las estructuras y propiedades generales de am inoácidos y proteínas, incluso proteínas con­ jugadas y simples. • Describir la síntesis de proteínas y el catabolismo. • Explicar las características generales de las am i­ noacidopatías, incluso el defecto metabólico en cada una y el procedimiento empleado para la detección. • Explicar de manera breve la función e importancia clínica de las siguientes proteínas: ■ prealbúmina ■ albúmina ■ oq-antitripsina ■ cq-fetoproteína ■ haptoglobina ■ ceruloplasmina ■ transferrina ■ fibrinógeno ■ proteína C reactiva ■ inmunoglobulina ■ troponina

•

Explicar por lo menos cinco causas generales de concentraciones anorm ales de proteína sérica. • Listar los intervalos de referencia para proteína total y albúmina y analizar algunos factores no patológicos que afectan las concentraciones. • Describir y comparar metodologías empleadas en el análisis de proteína total, albúmina y fracciona­ miento de proteína. Incluir las características estruc­ turales o propiedades químicas que son pertinentes a cada medición y el uso clínico de cada una. • Reconocer y nombrar las fracciones, e interpretar cualquier anormalidad en el patrón, y relacionar estos patrones con etapas de enferm edad común dada una exploración densitom étrica de una elec­ troforesis de proteína sérica con el método de rutina (cinco zonas). • Diferenciar los tipos de proteinuria con base en la causa y tipo de proteína encontrada en la orina, y describir el principio de los métodos usados para determinación cualitativa y cuantitativa e identifi­ cación de proteínas en la orina. • Describir las enferm edades relacionadas con alte­ raciones en proteínas de líquido cefalorraquídeo.

179

180

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

___________________________

T É R M I N O S

Albúm ina Aminoácido Am inoacidopatías Anfotérico Balance de nitrógeno

Desnaturalización Enlace peptídico Estructura cuaternaria Fenilcetonuria (PKU) Globulinas

En 1 8 3 9 , el quím ico alem án G .J. M ulder estaba investi­ gando las propiedades de una sustancia encontrada en la lech e y claras de huevo que se coagulaba con el calor. E l cien tífico sueco J .J . Berzelius sugirió a M ulder que estas sustancias se llam aran proteínas (de la palabra griega proteis, que significa prim er rango de im portancia) por­ que sospechaba que podrían ser las más im portantes de todas las sustancias biológicas. M ulder pensó que todas las sustancias proteín icas eran lo m ism o porque con ten ían carbono, nitrógeno y azufre. Se en con tró que esto no era cierto cuando C. Dum as descubrió que el contenid o de nitrógeno variaba un poco en proteína obtenida de fuentes d istintas .1 E n la actualidad se sabe que las proteínas son m acrom oléculas com puestas de polím eros de am inoácidos con enlace covalente, y que participan en todo proceso celular. E n este capítulo se analizan las propiedades generales de los am inoácidos y proteínas, las anorm alidades relacion a­ das co n cada uno y m étodos de análisis.

AM INO ÁCIDO S Estructura básica Los am inoácidos a son biom olécu las pequeñas que co n ­ tien en por lo m enos un grupo am ino (-N H 2) y un grupo carb oxilo (-C O O H ) enlazados al carbono a . D ifieren entre sí por la com p osición quím ica de sus grupos R (cadenas laterales). La estructura general de un am inoácido a se ilustra en la figura 8 -1 . Veinte am inoácidos diferentes se em plean com o bloqu es de co n stru cció n para la proteí­ na. Los grupos R encontrados en estos am inoácidos a se m uestran en el cuadro 8- 1 .

M etabolism o Cerca de la m itad de los 2 0 am inoácidos que requiere el hu m ano no se pueden sintetizar a una tasa su ficientem en­ te rápida para m antener el desarrollo. E stos nueve am i-

C L A V E

Hiperproteinemia Hipoproteinemia Inmunoglobulina mono­ clonal Opsonización

Proteína conjugada Proteína fetal principal Proteína simple Proteinuria Punto isoeléctrico (pl)

n oácid os esenciales desde el punto de vista nu tricion al deben ser aportados en la dieta en la form a de proteínas. E n circunstancias norm ales, las enzim as proteolíticas, com o pepsina y tripsina, digieren por com pleto proteínas de la dieta en sus am inoácidos constitu yentes. E n ton ces los am inoácidos se absorben rápido desde el intestino hacia la sangre portal y después se vuelven parte del grupo corporal de am inoácidos. O tros contribuyentes al grupo de am inoácidos son los recién sintetizados y los que se liberan por la d escom posición norm al de proteínas cor­ porales. E l grupo de am inoácidos se utiliza sobre todo para la sín tesis de proteínas corporales, com o proteínas plasm á­ ticas, intracelulares y estructurales. Los am inoácidos se em plean tam bién para la síntesis de com puestos no proteín icos que con tien en nitrógeno, com o purinas, pirim idinas, porfirinas, creatina, histam ina, tiroxin a, adrenalina y la coenzim a NAD. Además, la proteín a provee 12 a 20% del requisito de energía corporal diaria total. E l grupo am ino se elim ina de los am inoácidos por d esam inación o transam inación. E l cetoácido resultante puede entrar en una vía m etabólica com ú n con carbohid ratos y grasas. Los am inoácidos que generan precursores de la glucosa, por ejem plo, piruvato o un interm ediario del ciclo del ácido n ítrico , se co n o cen com o glucogénicos. E jem p los son alanina, que se puede desam inar a piruvato; arginina, que se convierte a cetoglutarato, y aspartato, que se convier­ te a oxaloacetato. Los am inoácidos que son degradados a acetil-C oA o acetoacetil-C oA , com o la leu cin a o la lisina, se den om inan cetogénicos porque originan cuerpos cetónicos. Algunos am inoácidos pueden ser cetogénicos o glucogénicos porque algunos de sus átom os de carbono surgen en precursores cetónicos y otros aparecen en p osi­ b les precursores de glucosa. E n la figura 8 -2 se m uestran los puntos de entrada de los átom os de carbono de am i­ noácidos en las vías m etabólicas de carbohidratos y grasas. El ion am onio que se produce durante la desam inación de los am inoácidos se convierte en urea en el ciclo de la urea en el hígado.

A m inoacidopatías R Ho N

I

C

COOH

I H FIGURA 8-1.

Estructura general de un aminoácido a.

Las am inoacidopatías son trastornos hereditarios raros del m etabolism o de los am inoácidos. Las anorm alidades exis­ ten en la actividad de una enzim a específica en la vía m eta­ b ólica o en el sistem a de transporte de la m em brana para am inoácidos. Han sido identificadas m ás de 1 0 0 enferm e­ dades que resultan de errores in natos del m etabolism o.

CAPITULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEINAS

181

CUADRO 8-1. AMINOÁCIDOS REQUERIDOS EN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS_______________________________ AM IN O ÁCID O

AM IN OÁCID O

R

Glicina (Gli)

—

H

Alanina (Ala)

—

ch3

O Glutam ina (Gln)

~ Í H3 Valina (Val)*

—

— c h 2— c h 2— c — n h 2 OH

CH— CH3

Serina (Ser)

ch3

Leucina (Leu)*

R

- ch2 OH |

— CH2— CH— CH3

Treonina (Tr)*

— CH— CH3

Tirosina (Tir)

— c h 2^ ^ >

Lisina (Lis)*

— c h 2— c h 2— c h 2— c h 2— n h 2

Í H3 Isoleucina (lie)*

—

CH— CH

Cisterna (Cis)

—

C H — SH

Metionina (Met)*

—

c h 2— c h 2— s— c h 3

—

CH3

/T "N H —

CH2—

( I

Arginina (Arg)

Triptófano (Trp)*

—oh

NH, I! — c h 2— c h 2— c h 2— n — c — n h 2 H NH

Histidina (His)* Fenilalanina (Fen)* - "

Asparagina (Asn)

. - O

— C H — C— n h 2

NH

Aspartato (Asp)

— C H — COOH

Glutam ato (Glu)

— C H — C H — COOH

Prolina (Pro)+

-COOH

El grupo R es el grupo unido al carbono a. * Esencial nutrlcionalmente. t La excepción a la unión a del grupo R es la prolina.

Tirosina Fenilalanlna Aspartato

FIGURA 8-2. Conversión de las estructuras de carbono de aminoácidos en piruvato, acetil-CoA o derivados del ciclo del ATA para más catabolismo.

182

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

F en ilceto n u ria La fen ilcetonu ria (PKU) es heredada com o un rasgo rece­ sivo autosóm ico y ocurre en casi 1 de 1 5 0 0 0 nacim ientos. E l efecto autosóm ico en la form a clásica de PKU es una ausencia casi total de actividad de la enzim a hidroxilasa de fenilalanina (PAH) (llam ada tam bién fen ilalanin a-4-m onooxigenasa), que cataliza la conversión de fenilalanina a tirosina (fig. 8 -3 ). En ausencia de la enzim a, la fenilalani­ na se acum ula hasta concentraciones que pasan de 1 200 qmol/L y se m etaboliza m ediante una vía degradativa alter­ na. Los catabolitos son ácido pirúvico, que es el producto de la d esam inación de la fenilalanina; ácido feniláctico, que es el producto de red ucción del ácido fenilpirúvico; ácido fenilacético, que se produce por d escarboxilación y oxid ación de ácido fenilpirúvico; y fenilacetilglutam ina, que es el conjugado de glutam ina del ácido fenilacético. Aunque el ácido fenilpirúvico es el m etabolito prim ario, todos estos com puestos se observan en la sangre y la orina de un paciente fenilceton ú rico, lo que da a la orina un olor a rancio característico. Las variantes de la enferm edad resultan de deficiencias parciales de actividad de PAH y suelen clasificarse com o PKU leve si las concentracio nes de fenilalanina están entre 6 0 0 y 1 2 0 0 iimol/L o hiperfenilalaninem ia leve no PKU que se presenta co n con cen tra­ ciones de fenilalanina en el intervalo de 1 8 0 a 6 0 0 u,mol/L y sin acu m ulación adjunta de fenilcetonas. E n infantes y n iños con este defecto hereditario, ocurre desarrollo m ental retardado com o resultado de los efec­ tos tó xicos del fenilpiruvato en el cerebro o unos de sus subproductos m etabólicos. E l deterioro de la fu n ció n cere­ bral com ienza en la segunda o tercera sem ana de vida. E l daño cerebral se puede evitar si se detecta la enferm edad en el n acim ien to y se m antiene al infante co n una dieta que con tien e con cen tracio n es m uy b ajas de fenilalanina. E n el pasado, la dieta se term inaba cuando el n iñ o llegaba a los 5 o 6 años de edad. Esto se basaba en la creencia de que, a esa edad, el cerebro ya no era vu lnerable a daño por parte de la hiperfenilalaninem ia. Sin em bargo, se c o n o ­ ce que hay una ligera red ucción en el CI después de la d esco n tin u ación de la dieta. Los d escend ientes de m u je ­ res co n PKU que no fueron tratadas durante el em barazo, tam bién fueron siem pre m icrocefálicos y con retraso m en­ tal. Los efectos fetales de la PKU m aterna son prevenibles si se m antiene a la m adre co n una dieta b aja en fenilala­ nina desde antes de la con cep ció n hasta el térm ino. Por estas razones, ahora se recom ienda que el p acien te PKU con tin ú e con el tratam iento a base de dieta por tiem po in d efin id o .2 Hay casos de hiperfenilalaninem ia, sin em bargo, que no responden al tratam iento con dieta. E l defecto en este caso es una d eficiencia en las enzim as necesarias para la rege­ neración y síntesis de tetrahidrobiopterina (BH4). La BH 4 es u n cofactor requerido para la h id roxilació n enzim ática de los am inoácidos fenilalanina, tirosina y triptófano. Una d eficiencia de BH 4 da com o resultado concentracio nes sanguíneas elevadas de fenilalanina y prod u cción d eficien­ te de neurotransm isores de tirosina y triptófano. El exa­ m en de las proteínas de la orina es útil en el diagnóstico. Aunque las d eficiencias de cofactor exp lican sólo 1 a 5%

de los casos de concentraciones elevadas de fenilalanina, se deben identificar de m odo que se puede in iciar el trata­ m iento apropiado. Se debe dar a los pacientes un cofactor activo ju n to con los precursores de neurotransm isor LDOPA y 5-O H trip tófan o .3 E n la actualidad, todos los estados en EUA han prom ul­ gado leyes para exigir el cu m plim iento de program as de d etección de m odo que se puedan tom ar m edidas terapéu­ ticas oportunas para prevenir la discapacidad y m ortalidad resultantes relacionadas con la hiperfenilalaninem ia. U n proced im iento de d etección com ún es el ensayo de in h i­ b ició n bacteriana de G uthrie. E n esta prueba, las esporas del m icroorganism o Bacillus subtilis se incorp oran en una placa de agar que contiene P ,-tienilalanina, un antagonista m etabólico al desarrollo de B. subtilis. E n el agar se coloca un disco de papel filtro im pregnado con sangre del in fan ­ te. Si la con cen tració n de fenilalanina en la sangre excede un intervalo de 2 a 4 mg/dl, la fenilalanina contrarresta al antagonista y ocurre el crecim iento bacteriano. Para evitar resultados falsos negativos, debe tener por lo m enos 24 horas de haber nacido a fin de asegurar el tiem po adecua­ do para que se form en las concentracio nes de enzim as y am inoácidos. Además, la m uestra se debe tom ar antes de la ad m inistración de antibióticos o transfusión de sangre o productos sanguíneos. Los infantes prem aturos pueden m ostrar resultados falsos positivos debido a la inm adurez de los sistem as enzim áticos del hígado. O tro m étodo para la detección de PKU requiere un ensayo m icroflu orom étrico en discos de filtración con sangre seca. Este m étodo produce resultados cu antitati­ vos más que sem icuantitativos de la prueba de G u thrie, es más adaptable a autom atización y no resulta afectado por la presencia de antibióticos. E l proced im iento se basa en la fluorescencia de un com plejo form ado de fenilalaninaninhid rina-cobre en presencia de un dipéptido (es decir, L-leucil-L-alanina). La prueba requiere pretratam iento de la m uestra de papel filtro con ácido tricloroacético (ATC). E l extracto reacciona entonces en una placa de m icrotítu lo con una m ezcla de ninhidrina, su ccin ato y leu cilalanina en presencia de tartrato de cobre. La fluorescencia de un com p lejo se m ide por m edio de longitudes de onda de excitación y tran sm isión de 3 6 0 y 5 3 0 nm , respectiva­ m en te .4 Se debe detectar cualquier resultado positivo en estas pruebas de detección. E l m étodo de referencia para fenila­ lanina sérica cuantitativa es la CLAP; sin em bargo, están d isponibles tanto m étodos fluorom étricos com o enzim áti­ cos. Los lím ites norm ales para con cen tracio n es séricas de fenilalanina para recién nacidos de térm ino varían de 1.2 a 3 .4 mg/dl (7 0 a 2 0 0 qmol/L). E n fechas recientes, la espectrom etría de m asas en tándem (MS/MS) se ha em pleado en la d etección de tras­ tornos hereditarios en recién nacidos. E l sistem a MS/MS com prende dos espectróm etros de m asas tetrapolo sepa­ rados m ediante una cám ara de colisión que fragm enta las m oléculas. Se eluye la sangre de un disco de papel fil­ tro; luego, el eluato se esterifica con butanol. La m uestra obtenida se inyecta en el sistem a donde se ioniza con una técnica de ion izació n “suave” o de b aja energía com o la

CAPÍTULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

electrodispersión. E l prim er espectróm etro de m asas sepa­ ra y determ ina las masas de las distintas m oléculas en la m uestra y las transm ite a la cám ara de colisión. Aquí la colisión de las m oléculas con u n gas inerte b ajo presión causa fragm entación. Los fragm entos pasan a un segun­ do espectróm etro de m asas que los separa de acuerdo a m asa y carga. La exp loración de com putadora de los dos espectróm etros de masas relaciona los iones de fragm ento con sus iones m oleculares originales intactos, y perm ite la identificación y cu antificación sim ultáneas de am inoá­ cidos asi com o de otras m oléculas com o las acilcarnitinas (que identifican trastornos de ácidos orgánicos y grasos ).5 Por tanto, se pueden identificar tanto el increm en to de fenilalanina com o la dism inu ción en las concentracion es de tirosina vistas en la PKU y se puede calcular la relación de fenilalanina a tirosina. Usar la relación entre m etabolitos en vez de una con cen tració n individual ha increm en ta­ do la especificidad de la m ed ición y dism inuido la tasa de falsos positivos para PKU a m enos de 0 .0 1 % . Además, la sensibilidad del m étodo detecta con centracio n es m enores de fenilalanina, lo que perm ite diagnosticar PKU en el pri­ m er día de vida. Puesto que MS/MS tiene la capacidad para detectar m ás de 25 trastornos genéticos d istintos con una sola m uestra, este m étodo podría reem plazar los diversos p roced im ientos que se em plean en la actualidad en pro­ gramas de d etección con recién nacidos. E l análisis de orina para ácido fenilpirúvico, aunque no es considerado un procedim iento de d etección inicial, se puede em plear para diagnóstico en casos cu estionables y m onitoreo de terapia dietética. La prueba, que se podría llevar a cabo m ediante tubo o prueba de tira reactiva (Phen istix, M iles D iagnostics, E lkhart, IN ), conlleva la reac­ ció n de cloruro férrico con ácido fenilpirúvico en orina para producir un color verde. E l diagnóstico prenatal y la d etección de estado porta­ dor en fam ilias con PKU están disponibles en la actualidad por m edio de análisis de ácido d eso xirribo nu cleico (D N A ). P or su estructura m olecular, la PKU resulta de m últiples m u taciones independientes (m ás de 4 0 0 identificadas) en el lugar de la hidroxilasa de fenilalanina (PAH). E l análisis, con PAH cDNA hum ano clonado com o sonda, ha revelado la presencia de num erosos polim orfism os de la longitud del fragm ento de restricció n en el gen de PAH. D ebido a que se ha dem ostrado que los patrones del fragm ento de restricció n y el estado m orboso tien en m u cha relación en fam ilias PKU , estos polim orfism os se pueden usar para diagnóstico prenatal .6Sin em bargo, aunque la m ayor parte de las m u taciones de PAH producen fenotipos predecibles, se ha inform ado de inconsisten cias en las que fenotipos de PAH sim ilares produjeron variaciones im portantes en el nivel de actividad de la hidroxilasa de fenilalanin a .7

fenilpirúvico (A PH FP ), que se oxida a ácido hom ogenístico (A H G ). E l AHG se m etaboliza m ás en una serie de reacciones a fum arato y acetoacetato, com o se m uestra en la figura 8 -3 . E l defecto en las anorm alidades de tirosina heredadas es ya sea una deficiencia de am inotransferasa de tirosina, que da com o resultado tirosinem ia ÍI; una defi­ ciencia de oxidasa de ácido 4-hid roxifen ilp irú vico, que da lugar a tirosinem ia tipo 771; o, lo que es m ás com ú n, una d eficiencia de hidrolasa de fu m arilacetoacetato, FAA, que produce tirosinemia I. La hidrolasa de FAA divide al ácido fu m arilacetoacético en ácidos fum árico y acetoacético. La ausencia de estas enzim as origina con cen tracio n es anor­ m alm ente altas de tirosina y, en algunos casos, increm en­ tos en APHFP y m etionina. Las con cen tracio n es altas de tirosina causan daño hepático, lo que podría ser fatal en la infancia, o tiem po después cirrosis y cáncer de hígado. La incidencia de tirosinem ia I es de alrededor de 1 en 100000 nacim ientos. Los criterios de diagnóstico inclu y en una con cen tració n alta de tirosina al usar MS/MS acoplada con

Vía alterna Ácido fenilpirúvico y metabolitos

Fenilalanina

Bloqueado en la fenilcetonuria

Hidroxilasa de fenilalanina

Tirosina

Bloqueado en la tirosinema II

T

Aminotransferasa de tirosina

Ácido p-hidroxifenilpirúvico (APHFP) Oxidasa de 4-hidroxifenilpiruvato Ácido homogentísico (AHG) Bloqueado en la alcaptonuria

+

Oxidasa de homogentisato

Acido malelilacetoacético (AMA) Isomerasa de AM A

Fumarilacetoacetato (FAA)

T irosem ina y trastornos relacionados U na serie de trastornos m etabólicos fam iliares del catabo­ lism o de tirosina se caracteriza por la excreció n de tiro­ sina y catabolitos de tirosina en la orina. Por lo com ún, la trayectoria principal del m etabolism o de la tirosina conlleva la elim inación de u n grupo am ino m ediante la am inotransferasa de tirosina que form a ácido p-hid roxi-

183

Fumarato Acetoacetato— *■Acetil-CoA m

= bloqueo en la vía

FIGURA 8-3.

Metabolismo de la fenilalanina y tirosina.

184

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

una prueba confirm atoria para una con cen tració n alta del m etabolito anorm al su ccin ilaceton a .5

A lcaptonuria E ste trastorno es de interés histórico considerable en cu an­ to a que fue uno de los “errores innatos del m etabolism o” originales descritos. A com ienzos del siglo x x , Archibald Garrod, u n pediatra, recon oció que el síndrom e, que había sido llam ado alcaptonuria, m ostraba un patrón de herencia familiar. Él propuso que la alcaptonuria y ciertos trastornos se debían a defectos genéticos, cada uno de los cuales dio com o resultado falta de actividad de una enzi­ ma m etabólica particular .8 Cuarenta y cin co años después, se confirm ó que el defecto bioqu ím ico en la alcaptonuria es una falta de oxidasa de hom gentisato en la trayectoria catabólica de la tirosina (fig. 8 -3 ). E ste trastorno ocurre en casi 1 de 2 5 0 0 0 0 nacim ientos. Una m anifestación clín i­ ca predom inante de la alcaptonuria es el oscu recim iento de la orina al exponerla a la atm ósfera. Este fenóm eno se debe a la acu m ulación de AHG en la orina, que se oxida para producir u n polím ero oscuro. Los pacien tes alcaptonú rico s no tien en problem as inm ediatos; sin em bargo, la con cen tració n alta de AHG se acum ula poco a poco en el tejido conectivo, lo cual causa pigm entación generalizada de estos tejid os (o cron o sis) y una degeneración parecida a la artritis.

E n ferm ed a d d e la orina con olor a ja r a b e d e a rce C om o indica el nom bre, la característica m ás notable de esta enferm edad hereditaria es el olor a ja ra b e de arce o azúcar quem ada característico de la orina, aliento y piel. La enfer-medad de la orina con olor a ja r a b e de arce (EOOJA ) resulta de actividad nula, o reducida en gran medida ( < 2% ), de la enzim a descarboxilasa de cetoácido a de cadena ram ificada, que bloquea el m etabolism o norm al de los am inoácidos leu cina, isoleucina y valina. En particular,

Leuclna

Isoleucina

t

Valina

1

1

Acido a-cetoisocaproico

Acido a-ceto fS-metilvalórico Descarboxilación

Isovaleril-CoA

Bloqueado en acidemia isovalórica

esta enzim a cataliza la d escarboxilación oxidativa de los cetoácid os a de cadena ram ificada a C 0 2 y sus tioésteres A cil-C oA correspondientes (fig. 8 -4 ). E l resultado de este defecto enzim ático es un a acu m ulación de los am inoáci­ dos de cadena ram ificada y sus cetoácid os correspond ien­ tes en la sangre, orina y líquido cefalorraquídeo (L C R ). P or lo general, los infantes con esta anorm alidad here­ dada parecen norm ales al nacer, pero a los 4 a 7 días, pre­ sen tan letargo, vóm ito y signos de insu ficiencia para crecer. Siguen los síntom as del sistem a nervioso central (S N C ), que inclu yen rigidez m uscular, estupor e irregularidades respiratorias. Si no se trata, la enferm edad causa retraso m ental grave, convulsiones, acidosis e hipoglucem ia. En la form a clásica de la enferm edad, la m uerte ocurre por lo regular durante el prim er año; sin em bargo, se tiene co n o ­ cim iento de form as interm edias. E n estas variantes m enos graves, la actividad de la descarboxilasa es casi 25% de lo norm al. Aunque esto aún origina una elevación persisten­ te de los am inoácidos de cadena ram ificada, con frecu en­ cia las con cen tracio n es se pueden con trolar al lim itar la ingestión de proteínas de la dieta. A unque la incid en cia de la EO O JA es b aja, se presen­ ta en 1 de 2 1 6 0 0 0 nacim ientos, el diagnóstico oportuno es im portante para com enzar el tratam iento d ietético. Por tanto, la prueba para EO O JA se incluye en m uchas de las d eteccion es m etabólicas requeridas por la ley en ciertos estados. Suele em plearse una prueba de G uthrie m odifica­ da para esta d etección neonatal. E l in hibid or m etabólico para B. subtilis , incluido en los m edios de crecim iento, es 4-azaleu cina. En una prueba positiva para EO O JA , una con cen tració n elevada de leucina de un d isco de papel fil­ tro im pregnado con la sangre del infante superará al in h i­ bid or y ocurre crecim iento bacteriano. P or otro lado, un ensayo m icroflu orom étrico para am inoácidos de cadena ram ificada, con deshidrogenasa de leu cina (E C 1 .4 .1 .9 ), se puede usar para la d etección de masa. E n este proce-

IM l

1

Acido a-cetoisovalérlco

Bloqueado en EO O JA

a-Metilbutiril-CoA

f

Isobutiril-CoA

Deshidrogenasa de isovaleril-CoA

p-met¡lcrotonil-CoA

1

Y

AcetlI-CoA

FIGURA 8-4.

Acetil-CoA + Succinll-CoA

Metabolismo de los aminoácidos de cadena ramificada.

Succinil-CoA

CAPÍTULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

d im iento, la m uestra en papel filtro se trata con una m ez­ cla disolvente de m etanol y acetona para desnaturalizar la hem oglobina. La deshidrogenasa de leu cin a se añade a una alícuota de este extracto de m uestra. La fluorescencia del NADH producido en la reacción posterior se m ide a 4 5 0 nm , co n una longitud de onda de excitación de 3 6 0 n m .4 U n diagnóstico confirm ado se basa en hallar m ayo­ res con cen tracio n es plasm áticas y urinarias de los tres am inoácidos de cadena ram ificada y sus cetoácid os, con la leucina con la m ás alta con cen tració n . U na con cen tra­ ció n de leu cina arriba de 4 mg/dl es indicativa de EO O JA . La presencia de aloisoleucina, u n m etabolito inusual de la isoleucina, es característica. La m ed ición de leu cina y sus m etobolitos tam bién es posible con espectrom etría de m asas en tándem . La EO O JA se puede d iagnosticar prena­ talm ente m idiendo la con cen tració n de la enzim a descarboxilasa en células cultivadas de líquido am niótico.

A cidem ia isovalérica La acidem ia isovalérica resulta de una deficiencia de la enzim a deshidrogenasa isovaleril-C oA en la vía degradativa de la leu cina (fig. 8 -4 ). La elevación resultante del conjugad o de glicina del ácido isovalérico, isovalerilglicina, produce un olor característico a “pies sud orosos”. Las con cen tracio n es anorm ales de ácidos orgánicos se pueden identificar m ediante crom atografía o MS/MS.

H om ocistinuria La h om ocisteína es un am inoácido interm ediario en la síntesis de cisteína a partir de m etionina. Esta síntesis se ilustra en la figura 8 -5. E l caso usual de la enferm edad hereditaria, hom ocistin u ria, es un a actividad reducida de la enzim a sintasa |3 de cistationina, que produce co n cen ­ traciones elevadas en plasm a y orina de los precursores h om ocisteína y m etionina. Los recién nacidos no m ues­ tran anorm alidades, pero los defectos físicos se desarrollan p oco a po co con la edad. Los hallazgos clín ico s relaciona­ dos en la infancia tardía in clu yen trom bosis que resulta de la toxicid ad de la hom ocisteína para el endotelio vascular; osteoporosis; lentes dislocados en el o jo que resultan de la falta de síntesis de cisteína esencial para la form ación de colágeno; y, con frecuencia, retraso m ental. La enzim a sintasa (3 de cistation ina requiere vitam ina B e (pirid oxina) com o su cofactor. Los defectos genéticos un poco d istintos originan dos form as de la enferm edad: una form a que responde a la vitam ina B g, en la que el tra­ tam iento consiste en dosis terapéuticas de vitam ina B 6; y una form a que no responde a la vitam ina B 6, en la que el tratam iento es una dieta b aja en m etionina y alta en cistina. La incid encia de hom ocistinu ria es de alrededor de 1 en 2 0 0 0 0 0 nacim ientos. La d etección neonatal se puede lle­ var a cabo con una prueba de G uthrie usando L-m etionina sulfoxim in a com o el inhibid or m etabólico. Las con cen tra­ ciones increm entadas de m etionina plasm ática de infantes afectados darán com o resultado crecim ien to bacteriano. U na con cen tració n de m etion in a m ayor que 2 mg/dl con un proced im iento de CLAP confirm a resultados positivos en la prueba de d etección. P or otro lado, los program as de

185

Metionina

S-adenosilmetionina

S-adenosilhomocisteína

Y Homoclsteína

f

Bloqueado en homocistinuria

(3-Sintasa de cistationina

Cistationina

Y Cisteína FIGURA 8-5.

Síntesis de cisteína.

d etección pueden usar MS/MS para probar las con cen tra­ cion es de m etionina. E l aum ento de h om ocistina urinaria se puede detectar m ediante la prueba de m anch a de cianuro-nitroprusiato. E l cianuro de sodio reduce a la cistina y la h om ocistina a sus form as de tiol libre, cistina y hom ocistína, que pueden reaccionar entonces con nitroprusiato de sodio para producir un color ro jo púrpura. D ebido a que la cistina tam bién produce un resultado positivo, la presencia de hom ocistina se debe confirm ar con una prue­ ba de nitroprusiato de plata. E l nitrato de plata reduce a la hom ocistina pero no a la cistina, perm itiendo que sólo reaccione la hom ocistina con el n itroprusiato y produzca u n color rojizo. La cistina perm anece en la form a oxidada, que n o reacciona con el nitroprusiato de sodio. E l aum ento de las concentraciones de hom ocisteína tam bién es de interés en la investigación de riesgo cardio­ vascular. Se encontró que casi 50% de los individuos con hom ocistinu ria no tratada con concentraciones significati­ vam ente altas de hom ocisteína plasm ática (2 0 0 a 3 0 0 pinol/ L) han experim entado un suceso trom boem bólico antes de los 3 0 años de edad. Además, el aum ento leve de la con ­ centración de hom ocisteína ( > 1 5 pmol/L) ocurre en 2 0 a 3 0 % de pacientes con enferm edad aterosclerótica. Además de la deficiencia de sintasa (3 de cistationina descrita antes, la hiperhom ocistinem ia puede originarse debido a con cen ­ traciones bajas de folato; deficiencia de vitam ina B 12; dis­ m in u ción de la fu nción renal, y una alteración genética en la enzim a reductasa de m etilentetrahidrofolato (M T H FR ), que convierte al negro de hom ocisteína en m etionina.

186

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

A unque hay evidencia de disfunción endotelial en pacientes con concentraciones altas de hom ocisteína, hay desacuerdo en cuanto a si la hiperhom ocistinem ia es un factor causa­ tivo en el desarrollo de enfermedad aterosclerótica o una consecuencia del proceso de la enferm edad .8,9 Una expli­ cación más detallada de los factores de riesgo cardíaco se encuentra en el capítulo 2 3 , Función cardíaca.

A cid u ria argininosuccínica y citrulinem ia E stos trastornos por am inoácidos resultan de deficiencias enzim áticas hereditarias en el ciclo de la urea. La aciduria arginosuccínica resulta de una deficiencia de liasa de ácido arginosu ccínico (AAS), y una dism inu ción en la actividad de la sintetasa de AAS causa citrulinem ia. Hay tam bién varios trastornos relacionados causados por deficiencias en las otras enzim as requeridas para síntesis de urea. Los síntom as inclu yen vóm ito y altas concentraciones de am o­ niaco, y el retraso m etal se relaciona con algunas de las cond iciones. De m anera general, estos trastornos no se inclu yeron en los program as de d etección en recién n aci­ dos; sin em bargo, la tecnología MS/MS ha perm itido la m ed ición de los m etabolitos. La citrulina es el m arcador de diagnóstico para citrulinem ia y aciduria arginosuccínica. E n la citrulinem ia el aum ento de la con cen tració n de citrulina es bastante alto; en la aciduria argininosuccínica, el increm ento de citrulina es más leve, y en infantes de m ayor edad se observan increm entos de ornitina y arginina .5

Cistinuria Esta am inoacidopatía hereditaria se debe a un defecto en el sistem a de transporte de am inoácidos y no a una d eficien­ cia enzim ática m etabólica. N orm alm ente, los am inoácidos se filtran sin dificultad por el glom érulo y luego son reab­ sorbidos de form a activa en los túbulos renales proxim ales. E n la cistinuria, la excreción urinaria de cisteína aum enta 20 a 3 0 veces com o resultado de un defecto genético en el m ecanism o resortivo renal. E l m ecanism o de transporte no es específico para la cistina. La excreción de los otros am i­ noácidos, lisina, arginina y ornitina, se eleva de m odo sig­ nificativo tam bién com o resultado de resorción deficiente. De los cuatro, la cistina es el am inoácido que causa com plicaciones de la enferm edad. D ebido a que la cistina es relativam ente insolu ble, cuando alcanza estas co n cen ­ traciones altas en la orina, tiende a precipitar en los túbulos de los riñones y form a cálculos urinarios. La form ación de cálculos de cistina se reduce si se ingieren m u chos líqu i­ dos y se alcaliniza la orina, lo que hace a la cistina relativa­ m ente más soluble. Si esto no tiene éxito, se puede in iciar el tratam iento co n dosis regulares de p enicilam in a .10 La cistinu ria se puede diagnosticar si se hace un análi­ sis de cisteína de la orina con cianuro-nitrop rusiato, que produce un co lo r ro jo púrpura al reaccionar co n grupos sulfhidrilo. Se deben descartar los resultados falsos p ositi­ vos debido a la hom ocistina.

A n álisis de am inoácidos Las m u estras para análisis de am inoácid os se d eben extraer después de por lo m enos 6 a 8 h de ayuno para el

efecto de am inoácid os absorbid os que se originan de pro­ teínas de la dieta. La m uestra se co le cta en heparina, y el plasm a se elim ina de las células co n prontitud , teniend o cuidado de no aspirar la capa de plaqu etas o leu co cito s. Si este paso n o se efectú a con p recau ció n , el plasm a se con tam in a c o n p laqu etas o am inoácid os de leu co cito s, en los que los co n ten id o s de ácido aspártico y glutám ico, por ejem p lo, so n casi 100 veces m ás altos que en el plasm a. P or la m ism a razón se d ebe evitar la h em olisis. La d esp rotein ización se debe llevar a cabo de inm ediato o se debe alm acen ar la m u estra a una tem peratura de -20 a -4 0 °C . Los análisis de am inoácidos en la orina se pueden efec­ tuar en un a m uestra aleatoria para propósitos de detec­ ción ; sin em bargo, para cuantificación, se requiere orina de 2 4 h conservada co n tim ol y disolventes orgánicos. Tam bién se puede analizar líquido am niótico. Para d etección prelim inar, el m étodo de elecció n es la crom atografía de capa fina. La aplicación de separaciones de una o dos d im ensiones depende del propósito del aná­ lisis. Si se está investigando una categoría particular de am inoácidos, com o los de cadena ram ificada, o inclu so un solo am inoácido, suelen ser suficientes las separaciones u nidim ensionales. Las cond iciones de separación se pue­ d en seleccionar de tal m anera que ofrezcan buena resolu ­ ción del am inoácido en cuestión. Los m apas bid im ensionales son esenciales para d etec­ ció n más general. E n la crom atografía bid im ensional, se perm ite que los am inoácidos m igren a lo largo de un fren­ te de disolvente, y luego se hacen girar 9 0 ° al crom atograma y ocurre una segunda m igración de disolvente. Se han em pleado diversos disolventes, inclu so m ezclas de butan ol-ácid o acético-agua y etanol-am oniaco-agua. E l crom atogram a se ve al teñir con ninhidrina, que da a la m ayor parte de los am inoácidos un color azul. Cuando ha sido indicad a la posibilid ad de u n trastorno por am inoácid o en los pasos prelim inares, los am in oáci­ dos se pueden separar y cu antificar m ed iante cro m ato­ grafía de intercam bio catión ico por m edio de una elu ció n co n d isolu ción am ortiguadora en gradiente, un sistem a de fase invertida de CLAP equipado co n d etección de flu o rescen cia ,11 o electroforesis capilar. O tra técn ica que provee un m étod o m uy esp ecífico y sen sible para la m ed i­ ció n de am inoácid os es la esp ectrom etría de m asas en tándem .

PROTEÍNAS Características generales Las proteínas son una clase esencial de com puestos que com prenden 5 0 a 70% del peso en seco de la célula. Las proteínas se encuentran en todas las células del cuerpo, así com o en los líquidos, secreciones y excreciones.

Tam año m olecular Las proteínas biológicam ente activas son m acrom oléculas que varían en peso m olecular de casi 6 000 para insulina a varios m illones para algunas proteínas estructurales.

CAPÍTULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

187

ES T U D IO D E C A S O 8-1 Un niño de 13 m eses de edad fue adm itido a un peque­ ño hospital ru ral .1 Su estado de salud ha sido nor­ m al hasta hace 10 dias, tiem po en el que desarrolló una in fecció n de tracto respiratorio superior. E l niño experim entó problem as crecientes co n su balance y se volvió letárgico. Estos síntom as llevaron a la madre a b uscar atención m édica en el hospital donde los resul­ tados pertinentes de laboratorio en la adm isión m ostra­ ron una con cen tració n de glucosa sérica de 2 3 mg/dl y cetonas moderadas en la orin a y el suero. Se in ició un tratam iento con una d isolu ción intravenosa de dextrosa al 5% para corregir la con cen tració n baja de glucosa. D ebido a que el cuadro clín ico se asem eja al síndrom e de Reye, el n iñ o fue transferido a un centro m éd ico para u n diagnóstico definitivo. Los resultados de laboratorio

en la adm isión al centro m édico aparecen en el cuadro 81.1 del estudio de caso. 1. C am pbell P. Case studies. J Med Tech 1 9 8 5 ;2 :9 .

Preguntas 1. ¿Cuál resultado de laboratorio puede ser útil para des­ cartar el diagnóstico de síndrom e de Reye? 2. ¿Q ué correlaciones se pueden h acer co n el pH de la sangre, P C O , de glucosa sérica y hallazgos de cetona en suero y orina? 3. ¿Q ué otras pruebas de laboratorio se deben llevar a cabo para com probar un defecto en el m etabolism o de proteínas?

CUADRO 8-1.1. DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO EN LA ADMISIÓN AN ÁLISIS DE ORINA

H EM ATO LOGÍA

37%

Hct

Densidad relativa

1.022

128 x 109/L

Proteína

Trazas

Bandas

28%

Acetona

3+

Segmentado

46%

Sangre

1+

Linfocitos

21%

Monocitos

5%

RSC

Q U ÍM ICA (INTERVALO DE REFERENCIA)

Glucosa

133 mg/dl (65-105)

Fos. ale.

129 U/L (20-70)

ÑUS

21 mg/dl (7-18)

AST

154 U/L (10-30)

Na

136 mmol/L (136-145)

ALT

133 U/L (8-20)

K

4.3 mmol/L (3.6-5.1)

CK

36 U/L (25-90)

10 mmol/L (23-29)

LD

119 U/L (45-90)

CI

112 mmol/L (98-106)

Cetona

Moderada

nh3

48 |xmol/L (40-80)

tco

2

GA SES SANGUÍNEO S ARTERIALES

7.17

PC02

23 mm Hg

Q-

90 mm Hg

o

PH

fNJ

E structura Las proteínas com prenden los polím eros de am inoácidos co n enlace covalente. Los am inoácidos están enlazados de u n m odo cabeza a cola; en otras palabras, el grupo carb oxilo de u n am inoácido se com bina con el grupo am in o de otro am inoácido (fig. 8- 6). D urante esta reacción, se elim ina una m olécula de agua y el enlace que se crea se llam a en lace peptídico. E l am inoácido que tiene el gru­

po am ino libre es el extremo term inal N, y el am inoácido que tiene el grupo carboxilo libre es el extremo term inal C. Cuando se u n en dos am inoácidos, la m olécula se llam a dipéptido; tres am inoácidos se llam an tripéptido , y cuatro ju n to s es un tetrapéptido. Cuando aum enta m ás la cade­ na, se llam a polipéptido. En el suero h u m ano, las proteínas prom edian cerca de 1 0 0 a 1 5 0 am inoácidos en la cadena polipeptídica.

188

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

n h 2—

r

c -

i' -COOH

+

NH2

H

C

COOH

! R=

! II

-H ,0

NH5

H

H

i

i

¿ - Ü’ L v Ks __ Hj _ H

I

l_ ¿

___ COOH

I H

Enlace peptídico FIGURA 8-6.

Formación de un dipéptido.

La conform ación (form a) de una proteína se determ i­ na por la in teracció n entre un polipéptido y su am biente acuoso en el que el polipéptido obtiene una estructura tri­ dim ensional estable. Hay cuatro aspectos de la estructura de una proteína que se relacionan con su conform ación. E l núm ero y clases de am inoácidos, así com o su secu en ­ cia en la cadena polipeptídica, constitu yen la estructura prim aria de una proteína. E l enlace peptídico covalente es el ún ico tipo de u n ión que interviene a este nivel. La estructura prim aria es cru cial para la fu n ción y caracte­ rísticas m oleculares de la proteína. Cualquier cam bio en la com p osición del am inoácido puede m odificar de form a significativa a la proteína. Por ejem p lo, cuando el ácido glutám ico sustituye al am inoácido valina en la cadena (3 de la hem oglobina A, se form a hem oglobina S, que da com o resultado anem ia drepanocítica. La estructura secundaria es el enrollam iento de la cade­ na polipeptídica. E l patrón usual que se form a por las pro­ teínas globulares (en su m ayor parte proteínas séricas) es una h élice que requiere 3 .6 am inoácidos para form ar una vuelta en la espiral. Se puede ver tam bién una lám ina ple­ gada (3 o un patrón irregular pero estable. La estructura secundaria se m antiene m ediante puentes de hidrógeno entre los grupos NH y CO de los enlaces peptídicos, ya sea d entro de la m ism a cadena o entre cadenas diferentes en la m ism a m olécula. E n la figura 8 -7 se m uestra el esquem a de una estructura secúndaria. E l siguiente nivel de estructura, la estructura terciaria, se refiere a la form a en la cual la cadena torcida se dobla

hacia atrás sobre sí m ism a para form ar la estructura tridi­ m ensional. Las convoluciones específicas que experim en­ ta un polipéptido se determ inan por in teracció n de los grupos R en la m olécula. Las reacciones de los grupos R inclu yen enlaces de disulfuro, atracciones electrostáticas, puentes de hidrógeno, interacciones hidrófobas y fuerzas de van der W aals. A la estructura terciaria se deben m uchas de las propiedades físicas y quím icas de la proteína. Además de estos prim eros tres niveles que pueden existir en las m oléculas que com prenden una sola cadena peptídica, algunas proteínas m uestran un cuarto nivel de organización llam ado estructura cuaternaria. Ésta es la co n ­ figuración de dos o más cadenas polipeptídicas para for­ m ar una m olécula de proteína funcional. La albúm ina, que está com puesta de una sola cadena polipeptídica, no ten­ dría estructura cuaternaria. Sin embargo, la hem oglobina com prende cuatro cadenas de globina, la deshidrogenasa de lactato consta de cinco cadenas peptídicas y la cinasa de creatina tiene dos cadenas unidas. Las cadenas polipeptídicas están unidas por atracciones no covalentes com o los puentes de hidrógeno o las interacciones electrostáticas. Cuando se perturba la estructura secundaria, tercia­ ria o cuaternaria de una proteína, ésta puede perder sus características funcionales y m oleculares. E sta pérdida de su carácter original se llam a desnaturalización. E l calor, h idrólisis m ediante ácido fuerte o álcali, a cción enzim ática, exp o sición a urea u otras sustancias, o exp o sición a luz ultravioleta, causan desnaturalización.

C ontenido d e nitrógeno Las proteínas com prenden los elem entos carbono, oxíge­ n o, hidrógeno, nitrógeno y azufre. E l contenid o de n itró ­ geno es el que separa a las proteínas de los carbohidratos y lípidos puros, que no con tien en átom os de nitrógeno. Varía un poco el contenid o de nitrógeno de proteínas séri­ cas; el prom edio es de alrededor de 16% . Esta característi­ ca se usó en un m étodo de m edición de proteína total.

C a rg a y punto isoeléctrico

-C

II

O FIGURA 8-7.

R

o

CH

C

N

CH - -

I

H

Estructura secundaria de proteínas.

D ebido a su com p osición de am inoácidos, las proteínas pueden llevar cargas positivas o negativas (es decir, son an fotéricas). Los grupos reactivos ácidos o básicos que no intervienen en el enlace peptídico pueden existir en dife­ rentes form as cargadas, lo cual depende del pH del m edio circundante. E l ácido aspártico y la lisina son ejem plos de am inoácidos que tien en grupos carb oxilo o am ino libres, respectivam ente (cuadro 8 -1 ). E n la figura 8-8 se m ués-

CAPfTULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

♦O C -O ' CH, H I ,0 HN - C - C - O" H

e '- £ I

Disolución alcalina Carga neta negativa

CH c H I HN C - C - O' H+ H

♦° C -O H CH, H I *0 HN - C - C - O" H+ H

Ácido aspártico

Disolución ácida

189

ácido, la ganancia de protones da com o resultado una car­ ga neta positiva. E l pH al que un am inoácido o proteína no tiene carga neta se con oce com o punto isoeléctrico (pl). En otras palabras, para una proteina que com prende varios am inoácidos, el p l es el punto en el que la cantidad de grupos con carga positiva es igual a la cantidad de grupos con carga negativa; a un pH m en or que el p l, la proteína tendrá carga positiva. Las proteínas difieren en el núm ero y tipo de am inoácidos constitu yentes; difieren tam bién en sus valores de pl. Por ejem plo, la albúm ina tiene u n p l de 4 .9 . Los valores de p l de algunas proteínas séricas están en el cuadro 8 -2 . Com o resultado de los diferentes valores de p l, las proteínas llevarán cargas netas diferentes a algún pH especificado. Esta diferencia en la m agnitud de la carga es la base de varios procedim ientos para separar y cuantificar proteínas, com o la electroforesis. E l proced im iento se analiza después en este capítulo.

Solubilidad H NH 1 CH, 1 CH, 1 CH, 1 CH, H 1 *0 HN - C - C - 0*

H NHN+ 1

H Disolución alcalina

\

-O X ro

/

CH, 1 H NHN+ 1

CH, 1 CH,

H+ H

X o

0 1

X

1 0 1

X

*°

CM

1

V

1

\ \

Usina

X

o

H

X

CH, 11 CHo 1 1

CH, H 1 ,0 HN - C - C - OH H+ H

Disolución ácida Carga neta positiva

FIGURA 8-8.

Estados cargados de aminoácidos.

tran estos dos am inoácidos y las cargas que tendrían en d isolu cion es que son alcalinas o ácidas. A un pH de 2 .9 8 , el ácido L-aspártico no tiene carga neta (igual o ninguna ionización de los grupos am ino y carb o x ilo ); m ientras que a u n pH alcalino (pH, 9 .4 7 ), el ácido aspártico tien e una carga negativa neta. La L-lisina no tiene carga neta a un pH de 9 .4 7 pero, en un am biente

Las proteínas en d isolu ción acuosa se h in ch an y en cie­ rran agua. N atelson y N atelson 1 han aconsejad o que, por esta razón, es necesario al recon stitu ir suero liofilizado m ezclar con suavidad el vial reconstitu id o durante por lo m enos 3 0 m in para com pletar el proceso de h in ch am ien to. Las d isolu ciones de proteína son emulsiones coloidales o m icelas porque están cargadas o porque cada m olécula de proteína tiene una envolvente de agua alrededor. La solubilidad de las proteínas es prom ovida por un carácter d ieléctrico alto del disolvente y alta con cen tra­ ció n del agua libre. Asi, las con cen tracio n es b ajas de sal (0 .1 M ) se han em pleado para aum entar la solubilidad de las globulinas en d isolución. Cuando se reduce la natura­ leza d ieléctrica o la cantidad de agua libre, las cargas en la proteína prom ueven la agregación. E n una con cen tració n alta de sal (~ 2 M ), las sales ión icas com piten con la proteí­ na por el agua y, por tanto, dism inuye la cantidad de agua disponible para hidratación de la proteína. La precipita­ ció n resultante de las globulinas se llam a salificación. Al usar diversas con centraciones de sal, se puede separar una am plia variedad de proteínas específicas de una m ezcla. La albúm ina perm anece en disolu ción in clu so a con cen tra­ cion es de sal altas porque tiene u n dipolo m ayor y retiene agua con m ás fuerza y, com o resultado su m enor tam año en relación con las globulinas, no requiere m u cha agua para m antenerse hidratada. Los disolventes orgánicos neutros, m iscibles en agua, se pueden usar tam bién para separar proteínas con base en su solubilidad. Estos disolventes tien en una constan te d ieléctrica m enor que el agua, que suprim e la ionización de los grupos R en la superficie de la proteína y, por co n si­ guiente, reduce la solubilidad.

In m u no gen icida d D ebido a su masa m olecular, contenid o de tirosina y espe­ cificidad por especies, las proteínas pueden ser antígenos eficaces. Cuando se inyectan en otra especie (co m o con e­ jo , cabra o p o llo ), las proteínas séricas hum anas provocan la form ación de anticuerpos esp ecíficos para cada una de las proteínas presentes en el suero. Cuando se hizo posible

190

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

CUADRO 8-2. CA R A C T ER ÍSTIC A S D E LA S PRO TEÍN AS P LA SM Á TIC A S SELEC C IO N A D A S VALOR DE

M ASA

PUNTO

REFERENCIA

M O LECU LAR

ISOELÉCTRICO ,

ELECTRO FO RÉTICA,

(ADULTO, g/L)

(D)

Pl

pH 8.6,1 = 0.1

COM ENTARIOS

Prealbúmina

0.1-0.4

55,000

4.7

7.6

Indicador de nutrición; se une a las hormonas tiroideas y la proteína de enlace a retino!

Albúm ina

35-55

66,300

4.9

5.9

Se une a la bilirrubina, esteroides, ácidos grasos; contribuyente principal a la presión oncótica

Globulinas a, Antitripsina a,

2-4

53,000

4.0

5.4

1 X 105 0.55-1.4

76,000 44,000

2.7

6.1 5.2

Reactante de fase aguda; inhibidor de proteasa Proteína fetal principal Reactante de fase aguda

2.5-3.9

200,000

4.4-5.4

Transporta lípidos

0.3-0.6

68,000

Inter a

0.2-0.7

160,000

Inter a

0.2-0.55

59,000

Inter a

Inhibe proteinasas de serina (p. ej., quimotripsina) Inhibe proteinasas (p. ej., tripsina) Se une a vitamina D y actina

Globulinas a 2 Haptoglobinas Tipo 1-1

1.0-2.2

100,000

4.5

Tipo 2-1 Tipo 2-2 Ceruloplasmina

1.6-3.0 1.2-1.6 0.15-0.60

200,000 400,000 134,000

4.1 4.4

3.5-4.0 3.5-4.0 4.6

Macroglobulina a 2

1.5-4.2

725,000

5.4

4.2

1.5-2.3

250,000

2.04-3.60 0.5-1.0

Fetoproteína a, Ácido a, Glucoproteína ácida a, (orosomucoide) Lipoproteína a, (HDL) Antiquimotripsina a, Inhibidor de intera,-tripsina Globulina Ge

Globulinas |3 Lipoproteína pre p (VLDL) Transferrina Hemopexina

M OVILIDAD

3.4-4.3

Lipoproteína p (LDL) M icroglobulina p2 (B2M)

2.5-4.4 0.001-0.002

11,800

P2

Complem ento C4 Complem ento C3 Complem ento C1 q Fibrinógeno Proteína C reactiva (PCR)

0.20-0.65 0.55-1.80 0.15 2.0-4.5 0.01

206,000 180,000 400,000 341,000 118,000

0.8-1.4 0.8-1.4

8.0-12.0 0.7-3.12 0.5-2.80 0.005-0.2 6 X 1Q4

150,000 180,000 900,000 170,000 190,000

Globulinas y Inmunoglobulina Inmunoglobulina Inmunoglobulina Inmunoglobulina Inmunoglobulina

G A M D E

5.9

3.1 3.1

76,000 57,00080,000 3,000,000

3.1

5.8 6.2

2.1

5.8-7.3

0.5-2.6 2.1 2.1 1.9 2.3

Reactante de fase aguda; se une a hemoglobina Se une a hemoglobina Se une a hemoglobina Actividad de peroxidasa; contiene cobre Inhibe trombina, tripsina, pepsina Transporta lípidos (principal­ mente triglicérido) Transporta hierro Se une a hem Transporta lípidos (sobre todo colesterol) Componente de moléculas clase 1 de antígeno leucocitario humano (HLA) Respuesta inmune Respuesta inmune Respuesta inmune Precursor de coágulo de fibrina Reactante de fase aguda; motiva la fagocitosis en enfer­ medad inflamatoria Anticuerpos Anticuerpos (en secreciones) Anticuerpos (respuesta inicial) Anticuerpos Anticuerpos (reaginas, alergia)

CAPÍTULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

E l siguiente paso en la sín tesis de proteínas es obtener el am inoácido para los ribosom as. Prim ero, el am inoáci­ do se activa en una reacción que requiere energía y una enzim a específica para cada am inoácido. E l com p lejo de am inoácido activado se une en ton ces a otra clase de RNA, RNA de transferencia, con la lib eración posterior de la enzim a activadora y m onofostato de adenosina (A M P). El tRNA es una cadena corta de RNA que aparece libre en el citoplasm a. Cada am inoácido tiene un tRNA que contiene tres bases que corresponden a las tres bases en el mRNA. E l tRNA lleva su am inoácido particular al ribosom a y se u n e al m RN A de acuerdo con el cod ón correspondiente. De esta m anera, los am inoácidos se alinean en secuencia. Com o cada nuevo tRNA aporta el siguiente am inoácido, el am inoácido precedente se transfiere al grupo am ino del nuevo am inoácido, y las enzim as localizadas en los ribo so­ m as form an un enlace peptídico. E l tRNA se libera hacia el citoplasm a, donde puede tom ar otro am inoácido, y el ciclo se repite. Cuando se llega al cod ón term inal, se separa la cadena peptídica y se d isocian el ribosom a y el mRNA. E n la figura 8 -9 se ilustra la síntesis de proteínas. Por lo general, las proteínas intracelulares son sintetizadas en ribosom as libres, m ientras que las proteín as que produce el hígado para secreción se elaboran en ribosom as unidos al retículo endoplásm ico rugoso. La síntesis de proteínas ocu rre a la m ism a tasa de casi 2 a 6 enlaces peptídicos por

obtener estos anticuerpos para cada una de las proteínas séricas, se introd u jeron en el laboratorio clín ico m étodos con reacciones antígeno-anticuerpo que son m uy esp ecí­ ficos. Algunos de los m étodos com unes se describen en el capítulo 6 , Inmunoensayos y técnicas con sonda de ácido

nucleico.

Síntesis La m ayor parte de las proteínas plasm áticas se sin tetizan en el hígado y son secretadas por el hepatocito hacia la cir­ cu lación. Las inm unoglobulinas son excep cion es que son sintetizadas en células plasm áticas. Los am inoácid os de una cadena polipeptídica son co lo ­ cados en una secu encia determ inada por una secu encia correspond iente de bases (guanina, citosina, adenina y tim ina) en el DNA que constitu ye el gen apropiado. El DNA de doble hebra se desdobla en el n ú cleo, y una hebra se usa com o plantilla para la form ación de una hebra com ­ plem entaria de RNA m ensajero (m RN A ). E l mRNA, que ahora lleva el código genético del DNA, se m ueve al cito ­ plasm a, donde se une a los ribosom as. Una secu encia de tres bases ( codón ) en el mRNA se requiere para especificar el am inoácido que se transcribirá. E l código en el mRNA tam bién contiene codones de in icio y term inación para la cadena peptídica.

FIGURA 8-9.

191

Resumen esquemático de síntesis de proteína.

Hebra activa T rifosfatos de nucleósido

RNA mensajero Núcleo Citoplasma

X i

if

Aminoácidos

t

<5

R N A de transferencia que lleva aminoácido ATP

Ribosoma

RN A de transferencia

Péptido completo

192

PARTE II ■ CORRELACIONES CLINICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

segundo. La síntesis se controla en dos pasos: selecció n de genes para tran scrip ción a mRNA y selecció n de mRNA para trad u cción a proteínas. Ciertas horm onas tien en que ver en el con trol de la síntesis de proteínas. La tiroxina, horm ona del crecim iento, insulina y testosterona prom ue­ ven la síntesis, m ientras que el glucagon y el cortisol tie­ n en un efecto catabólico. Las proteínas que se extraen después de la síntesis al parecer tien en una secuencia corta de am inoácidos, una pieza secretoria que atrae la proteína al aparato de Golgi para secreción posterior por exo cito sis. La pieza secretoria se elim ina durante el proceso de secreción. Así, las proteí­ nas secretadas existen por lo regular com o proteínas pre­ cursoras dentro de las células de las cuales surgen.

Catabolism o y balance de nitrógeno La m ayor parte de las proteínas del cuerpo se sintetizan de m anera repetida y constante, y luego se degradan. Se ha dem ostrado que en un am plio intervalo de tasas de sín­ tesis, el catabolism o y la síntesis de proteínas son iguales. N orm alm ente, este recam bio totaliza casi 125 a 2 2 0 g de proteína todos los días. Sin em bargo, la tasa de recam bio de pro teína varía m ucho para cada una. Por ejem plo, las pro­ teínas plasm áticas y la m ayor parte de las proteínas intracelulares se degradan con rapidez, con vidas medias de horas o días; algunas de las proteínas estructurales, com o el colá­ geno, son estables desde el punto de vista m etabólico y tie­ nen vidas m edias de años. La desintegración de proteína ocurre en el tubo digestivo, riñones y, en particular, en el hígado. D urante el catabolism o, las proteínas se hidrolizan a sus constituyentes am inoácidos. Los am inoácidos son desam inados, lo que produce am oniaco y cetoacidosis. Los hepatocitos convierten el am oniaco en urea que se excre­ ta en la orina. Los cetoácidos son oxidados por m edio del ciclo del ácido cítrico y son convertidos a glucosa o grasa. De ordinario, existe un balance entre el anabolism o (síntesis) y el catabolism o de proteínas. E n térm inos nutricionales, esto se llama balance de nitrógeno. Cuando el cata­ bolism o de proteínas excede al anabolism o, el nitrógeno excretado excede al ingerido. Éste es un balance de nitróge­ no “negativo”, y ocurre en condiciones en las que hay des­ tru cción tisular excesiva, com o quemaduras, enfermedades consuntivas, fiebres altas continuas o inanición. Lo contra­ rio, balance de nitrógeno “positivo”, se observa cuando el anabolism o es m ayor que el catabolism o. D urante el creci­ m iento, embarazo y procesos de reparación se encuentra un balance positivo.

Clasificación Las proteínas por lo general se clasifican en dos grupos prin­ cipales con base en la com posición: sim ples y conjugadas.

P roteínas sim ples Las proteínas sim ples contienen cadenas peptídicas que en la hidrólisis produ cen sólo am inoácidos. La form a de las proteínas sim ples puede ser globular o fibrosa. Las proteí­ nas globulares son relativam ente sim étricas, con cadenas polipeptídicas en espiral y plegadas en form a com pacta.

La albúm ina es un ejem plo de una pro teína globular. Las proteínas fibrosas son m ás alargadas y sim étricas y tienen m ayor viscosidad. E l colágeno y la troponina son ejem plos de proteínas fibrosas.

Proteínas conjugadas Las proteínas conjugadas com prenden una proteína (apoproteína) y una m itad no pro teína (grupo prosético). El grupo prostético puede ser un lípido, carbohidrato, porfiri­ nas, m etales, etcétera. Estos grupos im parten ciertas carac­ terísticas a las proteínas. La m ayor parte de los nom bres asignados a estas proteínas conjugadas son descriptivos por sí m ism os. Las metaloproteínas tiene un ion m etálico unido a la proteína, ya sea de m anera directa, com o en la ferritina (que contiene hierro) y la ceruloplasm ina (que contiene cobre), o com o m etales com plejos (m etal m ás otro grupo pro tético ), com o la hem oglobina y las flavoproteínas. El m etal (hierro) en la hem oglobina se une prim ero a la protoporfirina, que luego se une a las cadenas de globina; en la flavoproteína, el m etal se une prim ero a FM N o FAD. Cuando los lípidos com o el colesterol y el triglicérido están enlazados con proteínas, las m oléculas se llam an lipoproteínas. Cuando los carbohidratos están unid os a las proteín as, se pueden usar varios térm inos para d escri­ bir los resultados. Por lo general, las m oléculas con 10 a 4 0 % de carbohidrato se llam an glucoproteinas.1 E jem plos de glucoproteinas son la haptoglobina y la oq-antitripsina. Cuando el porcen taje de carbohidrato enlazado a la pro­ teína es mayor, se acostum bra llam ar a las proteínas mucoproteínas o proteoglucanos cuando están presentes tam bién heparán-sulfato, queratán-sulfato o cond roitinsu lfato. U n ejem plo de una m ucoproteína es la m u cina, u n com puesto que lubrica recubrim ien tos de órganos. Las nucleoproteínas son las proteínas que se com binan con ácidos n u cle i­ cos (DN A o RNA) (p. e j., crom atina).

Función general de las proteínas La am plia variedad de m oléculas que constitu yen las pro­ teínas pueden fu ncionar de form a general o, com o m olé­ culas individuales, pueden tener alguna fu n ció n única. Las proteínas plasm áticas y las tisulares com parten el m ism o grupo de am inoácidos, por tanto, las alteraciones en un grupo finalm ente afectan al otro. E sto es porque las proteínas plasm áticas son im portantes en la nu trición tisular; tam bién pueden ser hidrolizadas a am inoácidos, que se em plean para la produ cción de energía por m edio del ciclo del ácido cítrico. O tra fu n ció n general de las proteínas plasm áticas es la d istribución de agua entre los com partim ientos del cuer­ po. La ley de Starling atribuye una fuerza osm ótica de coloide a las proteínas plasm áticas, que, debido a su tam a­ ño, no pueden cruzar las m em branas capilares. Esta fuerza osm ótica origina la absorción de agua del tejid o al extre­ m o venoso de los capilares. Cuando la con cen tració n de proteínas plasm áticas se reduce de m anera significativa, la dism inu ción con com itan te en la presión osm ótica (o n có tica) coloidal del plasm a da com o resultado niveles in cre­ m entados de líquido intersticial y edema. E sto se ve con frecu encia en la enferm edad renal cuando la proteinuria

CAPÍTULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

origina una dism inu ción de la con cen tració n de proteína plasm ática y ocurre hinchazón de la cara, m anos y pies. La naturaleza anfotérica de las proteínas provee el m eca­ nism o para su participación com o disoluciones am ortigua­ doras dentro del plasma y tejido intersticial. Los grupos R ionizables pueden enlazar o liberar iones hidrógeno en exceso según sea necesario. M uchas proteínas plasm áticas fu ncionan com o trans­ portadores específicos de sustancias m etabólicas. Com o ejem plos están la globulina de enlace a tiroxina, que lleva tiroxina; haptoglobina, que enlaza hem oglobina libre, y albúm ina, que transporta ácidos grasos libres, bilirrubina no conjugada, calcio, sulfamidas y m u chos otros com pues­ tos endógenos y exógenos. Además de transportar m olécu ­ las al lugar donde se pueden usar, las proteínas, a través del proceso de enlace, sirven para m antener la sustancia enla­ zada en un estado soluble, proveer un sitio de alm acenaje para la sustancia en exceso (transcobalam ina II) y evitar la pérdida de com puestos de masa m olecular pequeña por el riñ ó n (es decir, transferrina para conservar h ie rro ). Varias proteínas son glucoproteínas. Una función prin­ cipal de las glucoproteínas es distinguir cuáles células son originales y cuáles son extrañas para el cuerpo. Éstas son evidentes en particular com o antígenos de histocom patibiiidad y grupos sanguíneos eritrocíticos. Los antígenos pueden estimular la síntesis de anticuerpos, que tam bién son proteí­ nas. Los anticuerpos y com ponentes del sistema de com ple­ m ento ayudan a proteger al cuerpo contra infección. M uchas proteínas celulares actúan com o receptores para horm onas. E l receptor se une con su horm ona espe­ cífica y perm ite que el m ensaje h orm onal sea transm itido a la célula. Además, ciertas horm onas (co m o la del creci­ m iento y la ad renocorticotróp ica [A C TH ]) son por sí m is­ m as proteínas. Las proteínas también desempeñan una función estructu­ ral. E l colágeno es la proteína más abundante en los mamífe­ ros, y constituye un cuarto del peso corporal total. El colágeno es el principal elemento fibroso de la piel, huesos, tendones, cartílago, vasos sanguíneos y dientes. La elastina y los proteoglucanos son otras dos proteínas de tejido conectivo. O tra propiedad biológica im portante de algunas pro­ teínas (enzim as) es su capacidad para catalizar reacciones bioqu ím icas. O tras proteínas (factores de coagulación) ayudan en el m antenim iento de la hem ostasis. La diversi­ dad de fu nciones atribuidas a varias proteínas se resum e en el cuadro 8-3.

Proteínas plasm áticas Aunque las proteínas en los com partim ientos de líqu i­ do desem peñan una fu nción fisiológica im portante, las proteínas plasm áticas son las que se analizan con más frecuencia. Se ha identificado a m ás de 5 0 0 proteínas plas­ m áticas. Las propiedades de algunas proteínas plasm áticas seleccionadas se analizan en la siguiente sección.

P rea lbú m in a (transtirretina) La prealbúm ina recibe ese nom bre porque migra delan­ te de la albúm ina en la electroforesis usual de proteínas séricas o plasm áticas. Las características m oleculares de la

193

C U A D R O 8 -3 . FUN CIO N ES D E LA S PRO TEÍN AS Nutrición del tejido M an te n im ie n to de la distrib ución de ag ua e n tre células y te jid o , co m p artim ientos intersticiales y el sistem a vascular del cuerpo Participació n como disoluciones am o rtig uad o ras para m an te n e r el pH Transp o rte de sustancias m etabólicas Parte del sistem a de defensas (anticu erp o s) H orm onas y receptores Estructura del te jid o conectivo B io cataiizad o re s (enzim as) Participació n en la hem ostasis y co agulación de la sangre

prealbúm ina se pueden ver en el cuadro 8 -2 . Rara vez se observa com o una banda distinta en los patrones electroforéticos rutinarios del acetato de celulosa del suero, aunque puede ser exhibida m ediante electroforesis de alta resolu­ ción (EA R) o inm un oelectroforesis. Es rica en triptófano y con tiene 0.5% de carbohidrato. La prealbúm ina com bina­ da con tiroxina y triyodotironina sirve com o m ecanism o de transporte para las horm onas tiroideas. La prealbúm ina tam bién se un e con la proteína de enlace a retinol para form ar un com p lejo que transporta retin ol (vitam ina A). La prealbúm ina dism inuye en daño hepático, respuesta inflam atoria de fase aguda y necrosis tisular. U na co n cen ­ tración b aja de prealbúm ina tam bién es un m arcador sen­ sible de estado nu tricion al proteín ico deficiente. Cuando la ingestión de calorías y proteínas en la dieta es deficiente, la síntesis hepática de proteínas se reduce y se in crem en ­ ta el catabolism o. E sto da com o resultado una dism inu­ ción en la con cen tració n de proteínas que se originan en el hígado, in clu so prealbúm ina, albúm ina y globulinas (3 com o transferrina y com plem ento C 3. La prealbúm ina, debido a su corta vida de alrededor de dos días, dism inuirá con m ás rapidez que las otras proteínas. La prealbúm ina se increm enta en pacientes que reciben esteroides, en el alcoholism o y en la insuficiencia renal crónica.

A lbúm in a La albúm ina es la proteína presente en con cen tració n más alta en el suero (cuadro 8 -2 ). Se sintetiza en el hígado. El prim er m étodo para su determ inación requería precipitar las globulinas con sulfato de sodio, dejando la albúm i­ na en la disolución . D espués, la albúm ina se determ inó m ediante el m étodo de K jeldahl y, más tarde, con form a­ ción de color de biuret. El m étodo m ás com ún en la actu a­ lidad conlleva el enlace de coloran te y el cam bio de color cuando un coloran te se une m ediante albúm ina. Cuando se necesita más inform ación acerca de las proteínas, se obtiene un patrón electroforético, y la albúm ina se calcula com o un porcentaje de la proteína total (por lo regular, alrededor de 60 % ). E n el nacim ien to, el valor de referencia para la albúm ina sérica prom edia 3 9 g/L. La con cen tració n

194

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

cae a 2 8 .4 g/L a casi 9 m eses, y luego com ienza a aum entar de m anera lenta hasta que se alcanzan los valores de la edad adulta de 3 5 a 55 g/L.12 La con cen tració n de albúm i­ na sérica después de 6 0 años prom edia 3 8 .3 g/L.13 La albúm ina tiene dos fu nciones b ien conocidas. Una es la co n trib u ció n que hace a la presión osm ótica de co lo i­ de del líquido intravascular. C om o resultado de su alta con cen tració n , se le debe casi 80% de esta presión, que m antiene el líquido apropiado en el tejid o. La otra fu n ción principal es su propensión a unirse con varias sustancias en la sangre. Por ejem plo, la albúm ina se une con la b ilirru bina, ácido salicílico, ácidos grasos, iones de calcio y m agnesio, cortisol, y algunos fárm acos. E sta característica es exhibida tam bién con varios coloran tes, lo que provee u n m étodo para la cu antificación de albúm ina. A con tin u ació n se m encionan algunas circunstan cias que podrían causar concentraciones b ajas de albúm ina sérica: • U na fuente inadecuada de am inoácidos, lo cual se observa en la d esnu trición y las enferm edades con su n ­ tivas m usculares. • H epatopatía, que da com o resultado incapacidad de los hepatocitos para sintetizar albúm ina. E l increm en to en las globulinas que ocurre en la cirrosis tem prana, sin em bargo, equilibrará la pérdida de albúm ina para dar una con cen tració n de proteína total dentro de lím ites aceptables. La dism inu ción de albúm ina sérica es insig­ nificante en hepatitis viral. • Pérdida gastrointestinal cuando el líquido intersticial se filtra en la inflam ación y enferm edad de la m ucosa intestinal.

• Pérdida en la orina en la enferm edad renal. La albúm ina es secretada norm alm en te en cantidades m uy peque­ ñas. Esta excreción se increm enta cuando el glom érulo ya no funciona para restringir el paso de proteínas des­ de la sangre. Las anorm alidades en la albúm ina sérica son exhibidas tam bién por la ausencia de albúm ina ( analbum inem ia ) o la presencia de albúm ina que tiene características m olecu la­ res inusuales — esta anorm alidad se llam a bisalbum inem ia y se dem uestra por la presencia de dos bandas de albú m i­ na en vez de la banda ún ica vista m ediante electroforesis. La analbum inem ia es una anorm alidad de origen genético que resulta de u n rasgo recesivo autosóm ico. E stas cond i­ ciones son raras. E l increm en to de las con centraciones de albúm ina sérica se observa en la deshidratación. E ste increm en to es relativo, porque la albúm ina está contenid a en un volu ­ m en reducido de suero. Adm inistrar líquidos para tratar la d eshidratación dism inuirá las con cen tracio n es de albúm i­ na sérica de nuevo al nivel norm al.

G lobulinas E l grupo globulina de proteínas consta de las fraccion es oq, a 2, ¡3 y y. Cada fracción consta de una cantidad diferente de proteínas co n fu nciones distintas. E n las subsecciones siguientes se d escriben ejem plos seleccionados de las glo­ bulinas. A n titrip sin a cq. La an ti tripsina cq es u n reactante de fase aguda. Su fu nción principal es neutralizar enzi­ mas parecidas a la tripsina (es decir, elastasa) que pue­ den causar daño hidrolítico a la proteína estructural.

ES T U D IO D E C A S O 8-2 Inm ediatam ente después del nacim iento de una niña, el m édico de guardia solicita un exam en electroforético del suero de la madre. Esto se hizo en una muestra que se obtuvo al adm itir a la madre al hospital el día anterior. Se llevó a cabo un exam en electroforético en la m uestra de sangre del cordón. Los inform es de laborato­ rio se m uestran en el cuadro 8- 2.1 del estudio de caso. La apariencia del patrón electroforético de la madre estuvo dentro de lo esperado para una persona saluda­ ble. E l patrón electroforético de la sangre del cordón se asem eja al que se m uestra en la figura 8 -1 3 C .

Preguntas 1. ¿Q ué fracción , o fraccion es de proteína, es anorm al en el suero de la madre y el suero de la sangre del cordón? 2. ¿C o n qué enferm edad se relaciona m ás a m enudo una anorm alidad en esta fracción , o fracciones? 3. ¿Q ué otra prueba, o pruebas, se pueden hacer para confirm ar esta anorm alidad?

CUADRO 8-2.1. DE ESTUDIO DE CASO. ELECTROFORESIS (VALORES G/DL) VALO RES DE REFEREN CIA DE ADULTO

SUERO DE LA M ADRE

SANGRE DEL CORDÓN

Albúmina

3.5-5.0

4.2

3.3

Globulinas a ,

0.1-0.4

0.3

0.0

Globulinas a 2

0.3-0.8

1.2

0.4

Globulinas p

0.6-1.1

1.3

0.7

Globulinas y

0.5-1.7

1.3

1.0

CAPITULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

La antitripsina oq es un com ponente principal (casi 9 0% ) de la fracción de proteínas séricas que m igran en la elec­ troforesis inm ediatam ente después de la albúm ina. Las características m oleculares se ilu stran en el cuadro 8- 2 . U na d eficiencia de antitripsina cq se relaciona con enferm edad pulm onar enfisem atosa, degenerativa, grave. La enferm edad pulm onar se atribuye a la actividad proteolítica descontrolada de proteasas de leu cocitos en el pul­ m ó n durante períodos de inflam ación. La cirrosis hepática ju v e n il es tam bién una enferm edad correlativa en la defi­ ciencia de antitripsina cq. La proteína se sintetiza pero no se libera del hepatocito. Varios fenotipos de d eficien cia de antitripsina oq han sido identificados. El fenotipo m ás com ún es MM (alelo PiM) y se relaciona con actividad de antitripsin a norm al. O tros alelos son Pis, Piz, PiF y P r (n u lo ). E l individuo con fenotipo hom ocigoto ZZ está en grave riesgo de cán ­ cer hepático y enferm edad pulm onar por d eficiencia de antitripsina cq m ientras que los que tien en el fenotipo SZ m uestran sólo 35% de actividad norm al de antitripsina oq. Por lo general, los individuos con el fenotipo MZ o MS no se ven afectados, pero deben ser asesorados respecto a tener d escendencia que pudiera ser ZZ o Z ' y están en peligro. E l alelo Piz se presenta en 1 de 1 5 0 0 caucásicos. Facto res d istintos a la antitripsina oq tam bién tien en que ver en la enferm edad porque algunas personas con feno­ tipos anorm ales y bajas con cen tracio n es de proteínas no desarrollan enferm edad explícita. Las concentraciones increm entadas de antitripsina oq se observen en reaccio­ nes inflam atorias, em barazo y uso de anticonceptivos. E l descubrim iento de con cen tracio n es anorm ales de antitripsina a , se hace en la m ayor parte de los casos por la falta de una banda de globulina cq en electroforesis de proteínas. Este hallazgo va seguido de uno de los m éto­ dos cuantitativos. Un m étodo utilizado con am plitud es la inm un od ifu sión radial. Tam bién están disponibles los ensayos inm un onefelom étricos m ediante instrum entación autom atizada. La d eterm inación de fenotipo se puede lle­ var a cabo por inm unofij ación. Fetoproteína cq. La fetoproteína cq (A FP) se sintetiza al in icio en el saco vitelino fetal y luego en las células parenquim atosas del hígado. E n 1 9 5 6 , se descubrió por prim era vez que en suero fetal tiene una m ovilidad electroforética entre la de la albúm ina y la de la globulina cq. Tiene su m áxim o en el feto a las casi 13 sem anas de gestación (3 mg/ m i) y retrocede a las 3 4 sem anas de ésta .14 E n el nacim ien­ to, am inora con rapidez a concentraciones de adulto, que norm alm ente son m uy bajas (cuadro 8 -2 ). Los m étodos de uso com ún para determ inaciones de AFP son el radioinm unoensayo e inm unoensayo m arcado con enzima. La fu n ció n fisiológica de la AFP no está b ien estable­ cida. Se ha propuesto que la proteína protege al feto de u n ataque in m u n olítico por su madre, m odula el creci­ m ien to celular, transporta com puestos com o esteroides, y se requiere para el desarrollo fu ncion al del sistem a reproductor fem enino .13 La A FP es d etectable en la sangre m aterna hasta el m es 7 u 8 de em barazo porque se trans­ m ite a través de la placenta. Por tanto, la m ed ición de la co n cen tració n de AFP en el suero m aterno es una prueba

195

de d etección para con d iciones fetales en las que hay un m ayor paso de proteínas fetales hacia el líquido am niótico. Las cond iciones relacionadas con una con cen tració n alta de A FP inclu yen espina bífida y defectos del tubo neural, atresia del tubo gastrointestinal y sufrim iento fetal en general. Su uso para determ inar defectos del tubo neural antes de térm ino es una razón im portante para su exam en. La fetoproteína cq se increm enta tam bién en ataxia-telangiectasia, tirosinosis y enferm edad h em olítica del recién nacido. Es interesante que la AFP del suero m aterno se increm en te tam bién en presencia de gem elos. Las con cen ­ traciones bajas de A FP m aterna ind ican u n m ayor riesgo de síndrom e de D ow n y trisom ía 18. E l tiem po norm al para d etección está entre 15 y 2 0 sem a­ nas de edad gestacional. La A FP m aterna se increm enta poco a poco durante este período; por tanto, la interpretación requiere la fecha exacta del embarazo. Las concentraciones de AFP se ven afectadas tam bién por el peso de la madre, lo cual refleja el volum en sanguíneo (relación inversa), la raza ( 10% m ayor en afroestadounidenses) y la diabetes (valor reducido); por tanto, los resultados de prueba deben ser ajustados para estas variables. Se ha encontrado que expresar los valores de AFP en m últiplos de la m edia (M M ) origina una buena correlación con el riesgo del infante. E l MM se calcula al dividir el valor AFP del paciente entre el valor de referencia prom edio para esa edad gestacional. En la m ayor parte de los programas de d etección se em plea un MM de 2 .0 com o lím ite superior y M M de 0 .5 com o lím ite inferior para la AFP del suero m aterno. Las concentraciones séricas de AFP se pueden usar tam­ bién com o marcador tumoral. C oncentraciones altas de AFP se encuentran en m uchos casos de carcinom a hepatocelular (alrededor de 8 0% ) y ciertos tumores gonadales en adultos (véase el capítulo 3 0 , Marcadores tumor ales en circulación ). Glucoproteína ácida cq (orosomucoide). La glucoproteína ácida
196

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

de oligosacáridos. M igra entre las zonas cq y oq en la elec­ troforesis de alta resolu ción con proteínas séricas. E n la inflam ación se observan con cen tracio n es altas, y parece ser que el com p lejo form ado entre la oq-A CT plasm ática y sus enzim as b lan co desem peña u n papel im portante en la señ alización de la síntesis de proteínas de la fase aguda en respuesta a lesión. La d eficiencia hereditaria de cq-A C T se relaciona con asm a y hepatopatía. Inhibidor de inter-a-tripsina. E l inhibidor de inter-a-tripsina (IT I) comprende por lo m enos tres subunidades polipeptídicas distintas: dos cadenas pesadas designadas Hx y H2 y una cadena ligera designada L o bikunín. A la cadena ligera se debe la inhibición de las proteasas tripsina, plasmina y quim otripsina .17 En la electroforesis sérica de alta resolución, el ITI migra en la zona entre las fracciones oq y oq. E l aumento en la concentración se ve en trastornos inflamatorios.

Globulina Ge (componente específico de grupo; pro­ teína de enlace a vitamina D). La globulina G e es otra proteína que m igra en la interzona oq y a r E sta proteí­ na exh ibe una alta afinidad de enlace hacia com puestos de vitam ina D y actina, el constitu yente principal de los filam entos delgados del m úsculo. D ebido al polim orfis­ m o genético, existen varios fenotipos de globulina Ge. E l aum ento de las concentracio n es de globulina G e se obser­ van en el tercer trim estre de em barazo y en pacientes que tom an anticonceptivos orales de estrógeno. La hepatopa­ tía grave y los síndrom es con pérdida de proteínas se rela­ cion an con con cen tracio n es bajas. Haptoglobina. La haptoglobina, una glucoproteína a 2, se sintetiza en los hepatocitos y, en m enor grado, en célu ­ las del sistem a reticuloend otelial. La haptoglobina com ­ prende dos clases de cadenas polipeptídicas: dos cadenas a y una p. Hay tres cadenas a posibles y sólo una form a p. E n la electroforesis en gel de alm idón, la haptoglobina exh ib e tres tipos de patrones, lo que ilustra el polim orfis­ m o en las cadenas a. La haptoglobina hom ocigótica 1-1 da 1 banda. Las cadenas peptídicas form an polím eros entre sí y co n las cadenas de haptoglobina 1 para proveer los otros dos patrones electroforéticos, que han sido designa­ dos com o fenotipos Hp 2-1 y Hp 2 -2 . E n el cuadro 8 -2 se ilu stran otras características. La haptoglobina se increm enta desde una con cen tra­ ció n m edia de 0 .0 2 g/L en el nacim iento hasta con cen tra­ cion es de adulto dentro del prim er año de vida. Conform e se llega a la vejez, las concen tracion es de haptoglobina aum entan, co n un increm ento m arcado visto en los varo­ nes. La inm unod ifu sión radial y los m étodos inm un on efelom étricos han sido em pleados para la d eterm inación cuantitativa de haptoglobina. La fu n ció n de la haptoglobina es enlazar hem oglobi­ na libre m ediante su cadena a . La hem oglobina anorm al, com o la de Bart y la hem oglobina H, no tien e cadenas a y n o se puede enlazar. Las células reticuloend oteliales eli­ m inan de la circu lació n al com p lejo h aptoglobina-hem oglobina pocos m inu tos después de su form ación. Así, la haptoglobina evita la pérdida de hem oglobina y su co n sti­ tuyente hierro en la orina. La concentración de haptoglobina sérica se increm en­ ta en condiciones inflamatorias. Es una de las proteínas

empleadas para evaluar enfermedades reum áticas. Se obser­ va aum ento de la concentración en condiciones com o quem aduras y síndrom e nefrótico cuando se han perdido grandes cantidades de líquido y proteínas de b ajo peso molecular. La determ inación de una concentración reducida de haptoglobina libre (o capacidad de enlace de haptoglo­ bina) se ha empleado para evaluar el grado de hem olisis intravascular que ha ocurrido en reacciones de transfusión o enfermedad hem olítica del recién nacido. La rotura m ecá­ nica de los glóbulos rojos durante el traum atism o atlético podría dar com o resultado una dism inución tem poral de las concentraciones de haptoglobina. Se tiene conocim iento de que el fenotipo de haptoglobina es un factor de riesgo independiente para enfermedad car­ diovascular (EC V ) en individuos con diabetes m ellitus tipo 2. E l fenotipo 2 -2 de haptoglobina se relaciona con un riesgo cinco veces m ayor en com paración con el fenotipo 1-1. El fenotipo 2-1 de haptoglobina representa un riesgo interm e­ dio en el desarrollo de E C V en pacientes con diabetes .18 Ceruloplasmina. La ceruloplasm ina es una glucop ro­ teína cq, con contenid o de cobre, que tiene actividades enzim áticas (es decir, oxidasa de cobre, histam inasa y oxidasa ferrosa). Se sintetiza en el hígado, donde seis a ocho átom os de cobre, la m itad com o iones cuprosos (C u +) y la otra m itad com o iones cú pricos (C u 2+) están unidos a una apoceruloplasm ina. N oventa por cien to o m ás del cobre sérico total se encuentra en la ceruloplasm ina. Las carac­ terísticas m oleculares se m uestran en el cuadro 8- 2 . E l prim er m étodo analítico de d eterm inación de ceru ­ loplasm ina se basó en su actividad de oxidasa de cobre. En la m ayor parte de los ensayos actuales se em plean m éto­ dos inm un oquím icos, com o la inm unod ifu sión radial y la nefelom etría. Las con centracio n es bajas de ceruloplasm ina en el nacim iento aum entan de form a gradual hasta las co n cen ­ traciones de adulto y continú an aum entando de m anera lenta con la edad. Las m ujeres adultas tien en con cen tra­ ciones más altas que los varones, y el em barazo, procesos inflam atorios, tum ores, estrógeno oral y los a n ticon cep ti­ vos causan una con cen tració n sérica increm entada. Ciertas enferm edades o trastornos se relacionan con con cen tracio n es séricas bajas. E n la enferm edad de W ilson (degeneración h ep atolen ticu lar), una enferm edad hereditaria recesiva autosóm ica, las con cen tracio n es sue­ len ser b ajas (0 .1 g/L). D ism inuye el cobre total sérico, pero se eleva la fracción reactiva directa y se increm en ta la excreció n urinaria de cobre. E l cobre se deposita en la piel, hígado y cerebro, y produce cirrosis hepática y daño neu rológico. E l cobre tam bién se deposita en la córnea, pro­ duciendo los anillos de K ayser-Fleischer característicos. La con cen tració n b aja de ceruloplasm ina se observa tam ­ b ién en la d esn u trición ; m alabsorción; hepatopatía grave; síndrom e n efrótico, y síndrom e de M enkes (enferm edad del pelo en sortijad o), en el que la absorción reducida de cobre origina una dism inu ción de ceruloplasm ina. Macroglobulina cq. La m acrogobulina oq, una pro teí­ na dim érica, grande (cuadro 8- 2), es sintetizada por los hepatocitos. Debido a que su m ovim iento está restringido com o resultado de su tam año, se encuentra sobre todo en

CAPÍTULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

los espacios intravasculares. Sin em bargo, concentracio nes m u cho más b ajas de m acroglobulina cq se pueden e n co n ­ trar en otros líquidos corporales, com o el LCR. E n el enla­ ce con proteasas inhibidoras, es elim inada por los tejidos reticuloend oteliales. Los m étodos analíticos que han sido em pleados para el ensayo satisfactorio de esta proteína son inm unod ifu sión radial e inm unonefelom etría. Esta proteína alcanza una con cen tració n sérica m áxim a a la edad de 2 a 4 años y luego dism inuye hasta cerca de un tercio de esa con cen tració n cuando el individuo tiene alre­ dedor de 4 5 años de edad. D espués, se observa un incre­ m ento m oderado. Este cam bio con la edad es más notable en varones que en m u jeres .19 Hay una diferencia distinta en los valores de referencia para varones y m u jeres, m u je­ res adultas que tienen valores más altos que los varones. La m acroglobulina a 2 inhibe proteasas com o tripsina, pepsina y plasm ina. Tam bién contribuye con m ás de un cuarto de la in h ib ición de trom bina que por lo regular está presente en la sangre. Poco se con o ce de su correlación con enferm edad o trastornos, excepto en el caso de enfer­ medad renal. E n la nefrosis, las con cen tracio n es de m acroglobulina sérica a 2 podrían increm entarse tanto com o 10 veces por­ que su gran tam año ayuda en su retención. La proteína se increm en ta tam bién en la diabetes y la hepatopatía. El em pleo de m edicam entos anticonceptivos y el embarazo increm en tan las concentracio nes séricas en 20%. T ran sferrin a (sid ero filin a ). La transferrina, una glucoproteína, se sintetiza sobre todo en el hígado. D os m olé­ culas de ion férrico pueden enlazar a cada m olécula de transferrina. N orm alm ente, cerca de 33% de los sitios de enlace de hierro en la transferrina están ocupados. La transferrina es el com ponente principal de la fracción de globulina |3 y aparece com o una banda distinta en la elec­ troforesis de alta resolución con proteínas séricas. La varia­ ció n genética de la transferrina se ha dem ostrado m ediante electroforesis en gel de poliacrilam ida. E n el cuadro 8 -2 se dan otras características de la transferrina. Los m étodos analíticos em pleados para la cuantificació n de transferrina son im unodifusión e inm u n onefelo­ m etría. Se considera que am bos dan resultados precisos y exactos. Las funciones principales de la transferrina son el trans­ porte de hierro y la prevención de pérdida de éste por el riñón. Su u n ión con el hierro evita que éste se deposite en el tejido durante increm entos tem porales de hierro absor­ bido o libre. La transferrina transporta hierro a sus sitios de alm acenaje, donde se incorpora a la apoferritina, otra proteína, para form ar ferritina. La transferritina tam bién lleva hierro a las células, com o la médula ósea, que sin teti­ za hem oglobina y otros com puestos que contienen hierro. La forma m ás com ún de anemia es la que se presenta por deficiencia de hierro, una anemia hipocróm ica, m icrocítica. E n este tipo de anemia, la concentración de transferrina en el suero es norm al o increm entada. Una concentración redu­ cida de transferrina suele reflejar una dism inución global en la síntesis de proteína, com o se observa en la hepatopatía o la desnutrición, o bien se podría observar en trastornos con pérdida de proteína com o el síndrom e nefrótico. La trans­

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ferrina, una proteína de fase aguda negativa, disminuye tam bién en la inflam ación. Una deficiencia de transferrina plasm ática podría dar com o resultado la acum ulación de hierro en la apoferritina o en histiocitos, o bien, podría pre­ cipitar en el tejido com o hem osiderina. Se ha demostrado que pacientes con deficiencias hereditarias de transferrina tienen anemia hipocróm ica im portante. U n increm ento de hierro enlazado a transferrina se encuentra en un trastorno hereditario del m etabolism o del hierro, hem ocrom atosis, en el que el hierro en exceso se deposita en el tejido, en parti­ cular en el hígado y el páncreas. Este trastorno se relaciona con la piel bronceada, cirrosis, diabetes m ellitus y con cen ­ traciones bajas de transferrina plasmática. H em op exina. Las células parenquim atosas del hígado sintetizan hem op exina, que en la electroforesis migra en la región de la globulina (3. E n el cuadro 8 -2 se m uestran otras características. La hem opexina se puede determ inar m ediante inm unod ifusión radial. La fu n ción de la hem o­ pexina es elim inar el hem circulante. Cuando el hem libre (ferroprotoporfirina IX ) se form a durante la rotura de hem oglobina, m ioglobina o catalasa, se une con hem o­ p exina en una relación 1:1. E l com p lejo hem -hem opexina es llevado al hígado, donde se destruye el com plejo. La hem op exina tam bién remueve ferrihem y porfirinas. La con cen tració n de hem op exina es m uy b aja en el nacim iento pero alcanza valores de adulto dentro del pri­ m er año de vida. Las embarazadas tien en concentracio nes m ayores de hem op exina plasm ática. Las concentracio nes increm entadas se encuentran tam bién en diabetes m ellitus, distrofia m uscular tipo D uchenne y algunas m alignidades, en particular m elanom as. E n los trastornos hem olíticos, las con cen tracio n es séricas de hem op exina dism inuyen. La ad m inistración de d ifenilhidantoína tam bién causa concen tracion es reducidas. L ip o p ro teín as. Las lipoproteínas son com p lejos de pro­ teínas y lípidos cuya función es transportar colesterol, triglicéridos y fosfolípidos en la sangre. Las lipoproteínas se subclasifican de acuerdo con la apoproteína y el contenido específico de lípido. E n la electroforesis de alta resolución con proteínas séricas, las lipoproteínas de alta densidad (H D L) m igran entre la zona de la albúm ina y la globulina c q ; las lipoproteínas de muy baja densidad (V LD L) m igran al com ienzo de la fracción de globulina (3 (pre-(3), y las lipoproteínas de b aja densidad (LD L) aparecen com o una banda separada en la región de la globulina |3. Para una exp licación más detallada de la estructura y m étodos de análisis, refiérase el capítulo 12, Lípidos y lipoproteínas. M icrog lob u lin a ¡3r La m icroglobulina (32 (B 2M ) es el com ponente de cadena ligera del com p lejo principal de histocom patibilidad (C PH ). Esta proteína se encuentra en la superficie de la m ayor parte de las células nucleadas y está presente en concentraciones altas en los linfocitos. Debido a su tam año pequeño (PM , 1 1 8 0 0 ), la B2M se fil­ tra por el glom érulo renal pero la m ayor parte se absorbe y cataboliza en los túbulos proxim ales. Las concentraciones séricas altas son el resultado del aclaram iento deficiente en el riñ ó n o la sobreprod ucción de la proteína que ocurre en diversas enferm edades inflam atorias, com o artritis reum atoide y lupus sistém ico eritem atoso. E n pacientes con

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PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

virus de inm unod eficiencia hum ana, una con cen tració n alta de B2M en ausencia de insuficiencia renal indica una tasa grande de recam bio de lin focitos, lo que hace pensar que el virus elim ina a los linfocitos. La B 2M puede ser vis­ ta a veces en la EAR pero, debido a su con cen tració n baja, suele m edirse m ediante inm unoensayo. C om plem ento. Complemento es un térm ino colectivo para varias proteínas que participan en la reacción inm une y sirve com o un enlace para la respuesta inflam atoria. Las características m oleculares de com ponentes com plem ento seleccionados se listan en el cuadro 8 -2. Estas proteínas cir­ culan en la sangre com o precursores no funcionales. E n la vía clásica, la activación de estas proteínas com ienza cuan­ do el prim er factor com plem ento, C lq , se une con el com ­ plejo antígeno-anticuerpo. E l enlace ocurre en la parte Fe, o constante, de la m olécula de IgG o IgM. Cada proteína com ­ plem ento (C 2 -C 9 ) es activada después en forma secuencial y se puede unir con la m em brana de la célula a la que está enlazado el com plejo antígeno-anticuerpo. E l resultado final es la lisis de la célula. Además, el com plem ento es capaz de acudir a otros sistemas efectores hum orales y celu­ lares en el proceso de inflam ación. Existe una vía alterna (la vía de la properdina) para la activación del com plem ento en la cual los prim eros com ponentes son desviados y el proce­ so com ienza con C3. Diferentes sustancias activan esta vía (no requiere la presencia de un anticuerpo), sin embargo, el ataque lítico en las mem branas es el m ism o (secuencia C 5C 9). Los m étodos analíticos han incluido una m edición del título del com plem ento al usar su actividad en un sistema hem olítico y m ediante m étodos inm unoquím icos com o la im unodifusión radial y la nefelometría. El com plem ento aum enta en estados inflam atorios y dism inuye en la d esnutrición, lupus eritem atoso y coagulopatías intravasculares disem inadas. Tam bién se han descrito las deficiencias hereditarias de proteínas com ple­ m ento. En la m ayor parte de los casos, las deficiencias se relacionan co n infeccio nes recurrentes. F ib rin ó g en o . E l fibrinógeno es una de las proteínas m ás grandes en el plasm a sanguíneo. Se sintetiza en el hígado y se clasifica com o un a glucoproteína porque tiene u n contenid o de carbohidratos considerable. E n el cuadro 8 -2 se dan otras características m oleculares. E n la electrofóresis plasm ática, se ve al fibrinógeno com o una banda distinta entre las globulinas |3 y y. La fu n ció n del fibri­ nógeno es form ar un coágulo de fibrina cuando se activa m ediante trom bina; por tanto, el fibrinógeno casi se eli­ m ina por com pleto en el proceso de coagu lación y no se observa en el suero. De ordinario el fibrinógeno ha sido determ inado com o pro teína coagulable. La con cen tració n de fibrinógeno es proporcional al tiem po requerido para form ar u n coágulo después de la ad ición de trom bina a plasm a citratado. Los productos de división de fibrina (productos de degrada­ ció n de fibrinógeno y fibrina) se determ inan por m edio de m étodos de inm unoensayo com o inm unod ifu sión, nefelo­ m etría y radioinm uno ensayo. E l fibrinógeno es uno de los reactantes de fa s e aguda, u n térm ino que se refiere a las proteínas con u n in cre­ m ento significativo en el plasma durante la fase aguda del

proceso inflam atorio. Las concentracion es de fibrinógeno tam bién aum entan co n el em barazo y el uso de píldoras para el con trol de la natalidad. P or lo general, los valores reducidos reflejan coagu lación excesiva, durante la cual se consum e el fibrinógeno. P roteín a C reactiva. La proteína C reactiva (P C R ) se sintetiza en el hígado y aparece en la sangre de pacientes c o n diversas enferm edades inflam atorias. O tras caracterís­ ticas se encuentran en el cuadro 8 -2 . La PC R recibió este nom bre porque precipita con la sustancia C, u n polisacárido de n eum ococos. Sin em bargo, se en contró que la PC R aparece en form a abrupta siem pre que hay necrosis tisular, ya sea que el daño se origine de una in fecció n neum ocócica o alguna otra fuente. Esto cond u jo al descubrim iento de que la P C R recon o ce y se un e con grupos m oleculares hallados en una am plia variedad de bacterias y hongos. La P C R hallada en las bacterias prom ueve el enlace de com ­ plem ento, lo que facilita su captación m ediante fagocitos. Este proceso de recubrim iento de proteína para in crem en ­ tar la fagocitosis se con o ce com o opsonización. La P C R se mide por lo general m ediante m étodos inm unológicos, incluso nefelom etría e inm unoensayo enzim ático (E1A). Los m étodos tradicionales tienen una sensibilidad de alrededor de 3 a 5 mg/L. Los m étodos de P C R con base en anticuerpo m on oclonal desarrollados en fechas recien­ tes pueden detectar concentraciones de CRP m enores a 1.0 mg/L y se denom inan “P C R de alta sensibilidad” (PC R as). La PC R es una de las prim eras proteínas de fase agu­ da que aum enta en respuesta a enferm edad inflam atoria. A um enta de form a significativa en la fiebre reum ática, infeccion es bacterianas, infartos de m iocardio, artritis reum atoide, carcinom atosis, gota e infecciones virales. La PC R ha sido reconocid a tam bién com o u n factor de riesgo independiente en la enferm edad cardiovascular con base en los hallazgos de que la aterotrom bosis, adem ás de ser una enferm edad de acum ulación de lípidos, representa tam bién u n proceso inflam atorio crónico. C on el ensayo PCRas, concentracio nes de < 1 , 1 a 3 y > 3 mg/L corres­ ponden a grupos de b a jo , m oderado y alto riesgo para futuros sucesos cardiovasculares .20 Las concentraciones altas de P C R estim ulan la producción de factor tisular que inicia la coagulación, activa el com plem ento y se une con LD L en la placa aterosclerótica; la evidencia apunta a una relación causal entre las concentracion es de P C R y enfer­ medad cardiovascular .21 Además, las intervenciones com o pérdida de peso, dieta, ejercicio y dejar de fum ar y adm i­ n istració n de agentes farm acológicos (com o las estatinas) originan con centraciones reducidas de P C R y m enor ries­ go vascular .20,21 U na exp licación más detallada de los fac­ tores de riesgo cardíacos se halla en el capítulo 2 3 , Función

cardíaca. In m u n og lob u lin as (Ig s). Hay cin co grupos principales de inm unoglobu linas en el suero: IgA, IgG, IgM , IgD e IgE. Se sintetizan en las células plasm áticas. Una respuesta inm une a partículas extrañas y m icroorganism os estim ula su síntesis. E n cierto sentido el neon ato no sintetiza las inm unoglobulinas. La IgG cruza la placenta; la m adre sin ­ tetiza la IgG presente en el suero del recién nacido. La IgM no cruza la placenta sino más b ien es la ún ica inm uno-

CAPÍTULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

globulina que sintetiza el neonato. La con cen tració n de IgM al in icio es 0 .2 1 g/L, pero se increm en ta con rapidez a con cen tracio n es de adulto más o m enos a los seis m eses de edad. La IgA es casi nula al n acer (0 .0 0 3 g/L), se incre­ m enta de form a gradual hasta alcanzar los valores de adul­ to en la pubertad, y continú a increm entánd ose después. Las con cen tracio n es de IgD e IgE son indetectables en el nacim iento con los m étodos usuales, pero se increm en­ ta poco a poco hasta la adultez. Por lo regular la IgA es m ayor en los varones que en las m u jeres; las con cen tracio­ nes de IgM e IgG son un poco m ás altas en las m ujeres. Las con cen tracio n es de IgE varían con la con d ició n alérgica del individuo. Las inm unoglobulinas com prenden dos cadenas polipeptídicas largas (cadenas pesadas o H) y dos polipéptidos cortos (cadenas ligeras o L ), unidas por enlaces de disul­ furo. U n individuo es capaz de producir 1 m illón de m olé­ culas de inm unoglobulina distintas. Las diferencias entre estas m oléculas se hallan en una región de la m olécula lla­ m ada región variable. Esta región se localiza en el extrem o de la m olécula que contien e a las cadenas ligera y pesada, y es el sitio en el que la inm un oglobu lina (anticu erpo) se com bina con el antígeno. De esta m anera, hay m uchos anticuerpos diferentes que son relativam ente específicos para antígenos correspondientes. Las diferencias en las cadenas pesadas (H ) se llam an idiotipos y se designan IgG, IgA, IgM, IgD e IgE. Las cade­ nas pesadas se llam an y, a , p, 8 y e, respectivam ente. Las cadenas ligeras (L ) para todas las clases de inm unoglobu­ lin a son de dos clases, K y X. Cada m o lé cu la de in m u n o globu lina o anticuerpo tiene dos cadenas H idénticas y dos cadenas L idénticas. Por ejem plo, IgG tiene dos cadenas X tipo H y dos cadenas L idénticas (ya sea k o X). Cuando se inyecta una sustancia extraña (antígeno) en un anim al (co m o conejo o cabra), se sintetiza u n anti­ cuerpo que reaccionará con ese antígeno. Esta reacció n es relativam ente específica; es decir, los anticuerpos reaccio­ narán de m odo específico y selectivo con el antígeno que se em pleó para originarlos. Las proteínas y los polisacáridos son antígenos fuertes. L os anticuerpos se pueden crear en co n ejos y otros anim ales para las inm unoglobu­ linas hum anas así com o las otras proteínas séricas. Estos anticuerpos de inm unoglobulina antihum ana de con ejo se em plean para detectar y evaluar de m anera cu antita­ tiva IgG, IgA, IgM , IgD e IgE. Las in m unoglobulinas han sido determ inadas con inm unod ifu sión radial y radioinm unoensayo. Tam bién se han utilizado técnicas de in m u­ noensayo fluorescente y ensayos inm unonefelom étricos. E l m étodo inm un onefelom étrico autom atizado está dispo­ nible para IgG , IgA e IgM. U na m olécula de inm unoglobulina derivada de la pro­ liferación de una célula plasm ática (clo n ) se llam a inmu­ noglobulina m onoclonal o paraproteína. U n increm en to m arcado de tal Ig m onoclonal se encuentra en el suero de pacientes que tienen m alignidad de células plasm áticas (m ielom a). Los increm en tos m on oclonales se observan en patrones electroforéticos com o picos. Aunque estas inm unoglobulinas suelen estar en las fracciones (3 o X, en ocasiones, una podría aparecer en el área a r La inm uno-

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globulina m onoclonal se tipifica m ediante el m étodo de in m u n ofijación para determ inarla com o IgG , IgA o IgM, e identificar las cadenas ligeras k o L L o s increm en tos de IgD o IgE, o enferm edad de cadena pesada se deben con si­ derar si no hay reacció n con los antisueros de electrofore­ sis de in m u n ofijación característica. La IgG se increm en ta en la hepatopatía, infeccio nes y enferm edad del colágeno. U na d ism in u ción de hem oglo­ bina se relaciona con m ayor susceptibilidad a infeccio nes y gam m apatía m onoclon al de uno de los otros idiotipos. La IgA es la inm unoglobulina idiopática presente en la m ucosa respiratoria y gastrointestinal. La IgA en líquidos que no sean el suero tiene un péptido secretorio adicional con ocid o com o p iez a J . Esta pieza perm ite a la IgA apare­ cer en secreciones. Los increm entos p o liclonales en la IgA sérica (sin la pieza J ) se hallan en hepatopatía, in feccio n es y enferm edades autoinm unes. Las con cen tracio n es séricas b ajas se hallan en la síntesis reducida de proteínas, ataxiatelangiectasia y trastornos de inm un od eficiencia heredi­ tarios. La IgM es el prim er anticuerpo que aparece en respuesta a la estim ulación antigénica. La IgM es tam bién el tipo de anticuerpo que actúa com o anticuerpo anti A o anti B para los antígenos de eritrocitos, factores reum atoides y anti­ cuerpos heterófilos. Las concentraciones altas de IgM se hallan en toxoplasm osis, citom egalovirus, rubéola, herpes, sífilis y varias enfermedades bacterianas y fúngicas. En la m acroglobulinem ia de W aldenstróm se observa un incre­ m ento m onoclonal. Este increm ento se ve com o un pico en la vecindad de la zona (3 tardía de un patrón electroforético de proteína. Las dism inuciones se observan en condiciones de pérdida de proteínas y trastornos de inm unodeficiencia. La IgD es la inm un oglobu lina co n la cuarta con cen ­ tración más alta en el suero norm al. Su con cen tració n se increm enta en in feccio n es, hepatopatía y trastornos del tejid o conectivo. E l m ielanom a m últiple de IgD tam bién ha sido descrito co n un pico m onoclonal en la zona (3 tar­ día del patrón electroforético. La IgE es la inm unoglobulina idiopática relacionada con reacciones alérgicas y anafilácticas. Los increm en tos policlonales se observan en alergias, inclu so asm a y fiebre del heno. Los increm entos m on oclonales se observan en el m ielom a de IgE, una enferm edad rara.

Proteínas diversas M ioglobina La m ioglobina es una proteína h em que se halla en m ú scu­ lo esqu elético y cardíaco estriado. Representa casi 2% de la proteína total del m úsculo. U na p orción m en or de la m io­ globina hallada en las células está enlazada estructural­ m ente, pero la m ayor parte está disuelta en el citoplasm a. Com prende un a cadena polipeptidica que con tien e 153 am inoácidos, acoplada con u n grupo hem . E n tam año, la m ioglobina, con u n peso m olecular de 17 8 0 0 daltons, es un poco m ás grande que u n cuarto de una m olécula de hem oglobina. Se puede un ir de form a reversible con el oxígeno en una m anera sim ilar a la m olécula de hem oglo­ bina, pero la m ioglobina requiere una tensión de oxígeno

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PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

Muerte

FIGURA 8-10. Marcadores cardíacos actuales: concentración relativa en función del tiempo de ¡nielo después de AMI. (Fuente: Alan Wu, PhD y Robert Jesse, MD, PhD; desarrollada para una gráfica de pared patrocinada por Behring Diag­ nostics, San José, CA.)

m uy b aja para liberar el oxígeno enlazado. La con cen tra­ ció n base del suero varía co n la actividad física, y la masa m u scular está en el intervalo de 3 0 a 9 0 ng/ml (pg/L) para varones adultos. Por lo general, las m ujeres m uestran co n ­ centraciones de m ioglobina m enores que 5 0 ng/ml. Cuando el m úsculo estriado está dañado, se libera m ioglobina, de m odo que aum enta la con cen tració n en la sangre. E n un infarto de m iocardio agudo (IM A ), este increm en to se ve dentro de 1 a 3 h del in icio y alcanza la con cen tració n m áxim a en 5 a 12 h. Para el diagnóstico de IMA, la m ioglobina sérica se debe m edir de m anera serial. Si una con cen tració n de m ioglobina repetida se duplica dentro de 1 a 2 h después del valor inicial, se debe co n si­ derar com o diagnóstico im portante de un IM A .22 E l grado del aum ento indica el tam año del infarto. D ebido a que la m ioglobina es una m olécula pequeña, el riñ ón la filtra sin dificultad, y las concentraciones sanguíneas vuelven a la norm alidad en 18 a 3 0 h después del IMA. Por tanto, un increm en to de m ioglobina en la circulación es un indica­ dor inicial de infarto de m iocardio y es útil para determ inar qué pacientes se beneficiarían de la terapia trom bolítica. C om o resultado de la velocidad de aparición y aclaram iento de la m ioglobina, tam bién es un m arcador útil para m onitorear el éxito o fracaso de la reperfusión. En la figura 8-10 se m uestra la con cen tració n relativa en fu nción de tiem po de in icio después de un IMA para ciertos m arcado­ res cardíacos actuales. Aunque la sensibilidad diagnóstica del aum ento en la concentración de m ioglobina después de un IMA está entre 75 y 100% según los inform es, la m ioglobina no es cardioespecífica. Las con centraciones altas se observan tam bién en cond icion es com o la distrofia m uscular progresiva y lesión por aplastam iento en las que se daña el m úsculo esquelético. Cuando la m ioglobina se elim ina de la circu lación a través de los riñones, la insufi­ ciencia renal tam bién puede aum entar la con cen tració n de m ioglobina sérica. En el cuadro 8 -4 se listan algunas de las causas de un aum ento en la con cen tració n de m ioglobina. Se han desarrollado m étodos de análisis para m ioglobi­ na com o aglutinación en látex, ensayo de inm unoabsorción ligado a enzim as (ELISA ), inm unonefelom etría y fluoroinm unoensayos. Tam bién está disponible una prueba de m ancha cualitativa por m edio de inm unocrom atografía.

Troponina La troponina es un com plejo de tres proteínas que se une co n los filam entos delgados de m úsculo estriado (cardíaco y esqu elético) pero no está presente en el m úsculo liso. El com p lejo consta de troponina T (T n T ), troponina I (T n l) y troponina C (T n C ). Ju n ta s, fu ncionan para regular la con ­ tracción del m úsculo. La contracción del m úsculo co m ien ­ za con una lib eración de calcio en respuesta a im pulsos nerviosos. La troponina C (PM , 1 8 0 0 0 ) se une al calcio , lo cual causa un cam bio conform acion al en el com p lejo troponina-trop om iosin a. La tropom iosina es una proteína en form a de varilla que extiende toda la longitud de la estru c­ tura de la actina (la actina es el constitu yente principal de los filam entos delgados). Este m ovim iento perm ite que la cabeza de la m olécula de m iosina, que form a los filam en­ tos gruesos del m ú sculo, interactúe co n la actina. E l enla­ ce de m iosina y actina acelera la actividad de la ATPasa de m iosina, y da com o resultado la con tracció n del m úsculo. C on la hidrólisis de ATP, la cabeza de la m iosina vuelve a su p o sició n original y el ciclo puede com enzar de nuevo.

CUADRO 8-4. CAUSAS DE CONCENTRACIONES ALTAS DE MIOGLOBINA ____________________ Infarto de miocardio agudo Angina sin infarto Rabdomiólisis Fracturas múltiples; traumatismo muscular Insuficiencia renal Miopatías Ejercicio vigoroso Inyecciones intramusculares Operación a corazón abierto Convulsiones tónico-clónicas Choque eléctrico Trombosis arterial Ciertas toxinas

CAPÍTULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

Complejo de troponina TnC

Tropomiosina FIGURA 8-11.

Tnl

TnT

Actina Esquema de un filamento delgado de músculo.

La troponina I (PM , 2 4 0 0 0 ) regula esta co n tracció n del m ú sculo estriado al evitar el enlace de la cabeza de la m io­ sina con la actina e in h ib ir la actividad de la ATPasa de m iosina. La T n l tam bién sirve para enlazar el filam ento de actina con la T n C . La fu nción de la troponina T (PM , 3 7 0 0 0 ) es un ir a la tropom iosina y colocar el com p lejo de troponina a lo largo del filam ento de actina. E n la figura 8-11 se m uestra la estructura del filam ento delgado del m úsculo. Tres genes codifican para Tn T: uno con cada m úsculo, cardíaco y esqu elético rápido y lento. La T n l, tam bién está codificada por tres genes, tiene isoform as sim ilares, m ien­ tras que la T n C , codificada por dos genes, tiene sólo una form a de m ú sculo cardíaco y esqu elético lento. Las iso ­ form as tien en estructuras de am inoácido distintas y son diferentes desde el punto de vista b ioq u ím ico y, por tanto, se pueden diferenciar entre sí. De interés particular son las isoform as cardíacas de troponina T (c T n T ). Las co n cen ­ traciones de troponina T cardíaca en el suero com ien zan a aum entar en 3 a 4 h después del in icio del daño m iocárdico, llegan al m áxim o en 10 a 2 4 h y perm an ecen elevadas durante 10 a 14 días después del IMA (fig. 8 -1 0 ). D ebido a que la T n T cardíaca es específica para el m ú sculo car­ diaco, e in clu so cantidades pequeñas de necrosis cardíaca causan lib eración de cantidades d iscernibles de cT n T en el suero, la m ed ición de esta proteína es una ayuda valiosa en el diagnóstico de IMA. La T n T cardíaca es ú til tam bién para m onitorear la efectividad de la terapia trom bolítica en pacientes con infarto de m iocardio. La relación de co n cen ­ tración de T n T cardíaca m áxim a en el día 1 a con cen tra­ ción de T n T cardíaca en el día 4 d iscrim ina entre pacien tes co n reperfusión exitosa (relació n > 1 ) y fallida (relación < 1 ).23 E l pronóstico para estos pacientes es variable. O tro uso de la cT n T es en la evaluación del riesgo de pacientes con isquem ia m iocárdica aguda .24-25 E l pron óstico de estos pacientes es varible. La duración, frecu encia y m om ento de los síntom as isquém icos se pueden usar para d eterm i­ nar la gravedad de la angina inestable pero no perm iten predecir sucesos com o infarto, ch oq u e cardiogén ico, in su ­ ficiencia cardíaca, arritm ia ventricu lar o in clu so la m uerte. Sin em bargo, se ha m ostrado que los valores altos de cT n T están relacionados con una m ayor in cid encia de resultados adversos, y m ientras más alto sea el valor de cTnT , m ayor es el riesgo. E l valor pronóstico de cT n T es independiente

201

de la edad, hipertensión, cantidad de fárm acos antianginales y cam bios electrocardiográficos. La id entificación de p acientes en riesgo de desarrollar com p licaciones graves perm ite la in stitu ció n de p ro tecció n an titrom bótica de lar­ go plazo. U na desventaja de la cT n T de la cual se tienen inform es es la posibilidad de in crem en tos falsos positivos en pacientes con insuficiencia ren al .26 La troponina cardíaca I es tam bién m uy específica para tejido m iocárd ico .27 Debido a que la cT n l, al igual que la cTnT, norm alm ente no circula en la sangre y es 13 veces m ás abundante en el m iocardio que CK-M B co n base en peso, la cT n l es u n indicador m uy sensible de, inclu so, una cantidad m enor de necrosis cardíaca. Después de u n IMA, las concentraciones de cT n l com ienzan a aum entar en 3 a 6 h, alcanzan una con centración m áxim a en 14 a 2 0 h y vuelven a la norm alidad en 5 a 10 días (fig. 8 -1 0 ). El increm ento relativo de cT n l es m ayor que el de CK-M B o m ioglobina después de estudios de reperfusión en terapia trom bolítica. La con centración alta de troponina cardíaca I se relaciona con el riesgo increm entado de m ortalidad y m orbididad en pacientes con cardiopatía isquém ica. Al eva­ luar cT n T y cT n l, ambas ofrecen inform ación com parable. Aunque las m edidas sim ples son útiles para estratifica­ ción de riesgo, las m ediciones en serie son necesarias para el diagnóstico exacto de IMA. Las determ inaciones sucesivas de troponina cardíaca en m uestras extraídas a intervalos de 3 a 8 fi en un período de 4 8 h después de un IMA dem os­ trarán el aum ento y la dism inución vistos con otros m arca­ dores cardíacos. Las troponinas cardíacas se pueden m edir en suero o plasma heparinizado m ediante ELISA o ensayos inm unoenzim om étricos con dos anticuerpos m onoclona­ les dirigidos contra epitopos diferentes en la proteína. El intervalo de referencia para cT n T es < 0 .1 ng/ml (mg/L). La concen tración de corte para inm unoensayos co n cT n l varía de 0.1 a 3 .1 ng/ml (mg/L). Esta diferencia se explica, por lo m enos en parte, por las especificidades diferentes de los anticuerpos m onoclonales em pleados en los ensayos. De acuerdo con datos, la porción m ás grande de troponi­ na I liberada en la corriente sanguínea después del daño al tejido m iocárdico está en la form a de u n com plejo con cT n C , m ientras que sólo una pequeña parte está en la for­ m a lib re .28La relación de cT n l total a libre varía durante el período que la troponina circula en la corriente sanguínea y es diferente en m uestras de pacientes distintos. La TnC cardíaca, cuando se acom pleja con cT n l, causa cam bios estructurales y quím icos en la c T n l que pueden enm ascarar ciertos epitopos y dism inuir la in teracció n de la cT n l con ciertos anticuerpos m onoclonales. E n otros ensayos, los pares de anticuerpos empleados reconocen epitopos que no son perturbados o no están protegidos estéricam ente por otros com plejos de troponina. Estos anticuerpos reac­ cionarán de igual m anera co n c T n l libre o acom plejada, lo que da com o resultado valores de corte m ás altos. E xisten tam bién ensayos inm unocrom atográficos rápi­ dos en tira seca. Los anticuerpos inm ovilizados se u nen co n troponina y producen una banda violácea en la venta­ na de prueba. La intensidad y velocidad a la cual se form a el color se relacionan con la co n cen tració n de la troponina específica.

202

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

F ibro n ectin a La fibronectin a es una glucoproteína com puesta de dos subunidades casi idénticas. A unque la fibronectina es el producto de u n solo gen, la proteín a resultante puede existir en diversas form as debido al em palm e de una sola pre-m RN A .29 Las variantes dem uestran una am plia varie­ dad de interaccio nes celulares; por ejem plo, roles en la ad hesión celular, d iferenciación de tejid o, crecim iento y cicatrización de heridas. Estas proteínas se en cuentran en el plasm a y en las superficies celulares, y pueden ser sin ­ tetizadas por hepatocitos del hígado, células endoteliales, m acrófagos y fibroblastos peritoneales. Se ha em pleado fibronectin a plasm ática com o m arcador nu tricion al. E n fechas recientes, el interés se ha centrad o en una fibronectin a ún ica, fibronectina fetal (fF N ), com o un pred ictor para parto de pretérm ino. La fibronectin a fetal está presente por lo regular en el líquido am n iótico y el tejido p lacentario. E xiste en la m atriz extracelu lar donde el óvulo im plantado y la m em brana placentaria entran en contacto con la pared uterina y funciona para m antener la adhe­ rencia de la placenta al útero. Cuando com ienza el trabajo de parto, se rom pe la m em brana y hay un increm en to en la co n cen tració n de fibronectina fetal en las secreciones cervical y vaginal. Por tanto, el parto pretérm ino in m in en ­ te debido a las cond iciones que causan d isrupción de las m em branas, com o estrés, in fecció n o hem orragia, pueden ser identificadas por d etección de fFN en secreciones cervicovaginales. D espués de la reco lecció n de estas secrecio­ nes con una torunda, las con cen tracio n es de fibronectina fetal se determ inan por inm unoensayo. E n u n em bara­ zo norm al, después que el saco gestacional se adhiere al endom etrio a las 20 a 22 sem anas de gestación, las co n ­ cen tracion es de fFN en secreciones cervicovaginales son <50 ng/ml y son indetectables m ediante ensayos de rutina. Por tanto, la presencia de fFN en con cen tracio n es detectables, una prueba positiva, indica u n alto riesgo para parto prem atu ro .30 Está disponible un ensayo cuantitativo.

A m iloide E l am iloide es un com p lejo de proteín a-polisacárido pro­ ducido y depositado en el tejido durante algunas in feccio ­ nes cró n icas, m alignidades y trastornos reum atológicos. Es una sustancia hom ogénea que se tiñe fácil con rojo Congo. Las fibrillas de am iloide pueden p enetrar m u chos órganos, inclu so el corazón y vasos sanguíneos, cerebro y nervios periféricos, riñones, hígado, bazo e intestinos, lo cual causa insuficiencia orgánica localizada o extendida. Por tanto, las m anifestaciones clínicas del trastorno resul­ tante, am iloidosis, son m uy variadas.

A n orm alidades de proteína total La m ed ición del contenido de proteína plasm ática total provee inform ación general que refleja estados m orbosos en m u chos sistem as orgánicos.

H ipoproteinem ia Una concentración de proteína total m enor que el interva­ lo de referencia, hipoproteinem ia, ocurre en cualquier con ­

d ición donde existe un balance negativo de nitrógeno. Una causa de una con cen tració n b aja de proteínas plasm áticas es la pérdida excesiva. Las proteínas plasm áticas se pueden perder por excreción en la orina en la enferm edad renal (es decir, síndrom e n efró tico ); fuga hacia el extracto gastroin­ testinal en la inflam ación del sistem a digestivo, y pérdida de sangre en heridas abiertas, hem orragia interna o que­ maduras extensas. O tra circunstancia que produce hipo­ proteinem ia es la captación reducida ya sea com o resultado de deficiencia de proteína en la dieta (d esn utrición) o por m alabsorción intestinal debido al daño estructural (es decir, esprue). Sin la ingestión adecuada de proteínas, hay una deficiencia de ciertos am inoácidos esenciales y se deteriora la síntesis de proteínas. Una d ism inución en las proteínas séricas com o resultado de la síntesis reducida se observa tam bién en la enferm edad del hígado (sitio de toda la sín ­ tesis de proteínas no inm unes) o en trastornos de inm unod eficiencia hereditarios, en los que b aja la producción de anticuerpos. Además, la hipoproteinem ia puede resul­ tar del catabolism o acelerado de proteínas, com o ocurre en quem aduras, traum atism o u otras lesiones.

H ip erp ro tein em ia U n increm ento en las proteínas plasmáticas totales, hiper­ proteinemia, no es tan com ún com o la hipoproteinemia. Una condición en la que se observa un aum ento de las fracciones de proteína es la deshidratación. Cuando se pierde agua en exceso del sistema vascular, las proteínas, com o resultado de su tamaño, perm anecen dentro de los vasos sanguíneos. Aunque la cantidad absoluta de proteínas perm anece sin cam bio, la concentración se eleva debido a un m enor volu­ m en de agua disolvente. La deshidratación resulta de diversas condiciones, entre otras vóm ito, diarrea, sudoración excesi­ va, acidosis diabética e hipoaldosteronismo. Además de la deshidratación, la hiperproteinem ia podría ser un resultado de la producción excesiva, sobre todo de globulinas y. Algunos trastornos se caracterizan por la aparición de una proteína m onoclonal o paraproteína en el suero, y a menudo tam bién en la orina. Esta proteína es una m olécula de inm unoglobulina intacta, o en ocasiones, sólo cadenas ligeras K o X. El trastorno más com ún es el m ielom a múltiple, en el que las células neoplásicas proliferan en la médula ósea. La paraproteína en este caso suele ser IgG, IgA o cadenas lige­ ras K o f . Las paraproteínas IgD e IgE rara vez ocurren. Las paraproteínas en el m ielom a m últiple pueden alcanzar una concentración sérica de varios gramos por decilitro. N o todas las paraproteínas se relacionan con m ielom a m últiple. De ordinario, la paraproteína IgM se encuentra en pacien tes con m acroglobulinem ia de W aldenstróm , una con d ició n benigna. M uchos trastornos, in clu so los estados inflam atorios cró n ico s, trastornos vasculares por colágeno y otros neoplasm as, pueden estar relacionados co n paraproteínas. Los increm en tos policlonales de inm u ­ noglobulinas, que estarían representados por increm en tos en las cadenas k y X, se observan en el suero y la orina en m uchas enferm edades crónicas. E n el cuadro 8 -5 se resum en los estados m orbosos que afectan las con cen tracio n es de proteína total con cam bios relativos en las fraccion es de albúm ina y globulina.

CAPÍTULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

203

ES T U D IO D E C A S O 8-3 Una m u jer de 76 años de edad fue adm itida al hospital co n gangrena de su pie derecho. Estaba desorientada y tenía dihcultad para hallar las palabras correctas para expresarse. E n la evaluación, se supo que vivía sola y que tenía que preparar sus alim entos. Una h ija que vivía en el área d ijo que su madre se alim entaba m al, aun cuando se le m otivara. U n E C G , realizado en la adm isión, m ostró posible ritm o ectóp ico con co n tra c­ cion es supraventriculares prem aturas ocasionales. E l cardiólogo sospecha de un posible infarto de m iocar­ dio inferior de edad indeterm inada. Los resultados de laboratorio se m uestran en el cuadro 8 -3 .1 . de estudio de caso.

Preguntas 1. E n este pacien te, ¿cuál es el valor clín ico de las m ed iciones de troponina I? 2. ¿Cuál es una exp licación posible para la co n cen tra­ ción alta de m ioglobina? 3. ¿Q ué con d ició n está indicada por e l valor b a jo de prealbúm ina?

M étodos de análisis N itró gen o total Una d eterm inación de n itrógeno total m ide el nitróge­ no enlazado quím icam ente en la m uestra. E l m étodo se puede aplicar a varias m uestras biológicas, in clu so plas­

CUADRO 8-3.1. DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO Día 1 CK total

187 U/L

(40-325)

Masa de CK-MB

6 iJtg/L

(<8)

Troponina I

16.3 |xg/L

(0-2)

Prealbúmina

15 mg/dL

(17-42)

Albúmina

2.7 g/dL

(3.7-4.9)

Repetición (5 h después) CK total

180 U/L

Masa de CK-MB

5.4 ¡xg/L

Troponina I

17.5 (jig/L

Día 2 CK total

177 U/L

Masa de CK-MB

4.5 (xg/L

Troponina l

13.7 ¡xg/L

Mioglobina

<500 ¡xg/L

(<76)

m a y orina. E n el plasm a se m ide la proteína total y los com puestos de nitrógeno no p roteín ico, com o la urea y la creatinina. E l análisis de la co n cen tració n de nitrógeno total es ú til para evaluar el balance de nitrógeno. E l m onitoreo del estado n u tricion al de nitrógeno es im portante en particular para pacientes que reciben n u trició n parenteral

CUADRO 8-5. CONCENTRACIONES DE PROTEÍNAS EN ESTADOS MORBOSOS SELECCIONADOS PROTEÍNA TOTAL

ALBÚMINA

GLOBULINA

ENFERMEDAD

N, |

4

í

Daño hepático • Cirrosis puente p-y • Hepatitis p globulinas y • Ictericia obstructiva f globulinas a 2, p Quemaduras, traumatismo Infecciones • Aguda f globulinas a,, a 2 • Crónica f globulinas a,, a 2, y

i

4

N

Malabsorción Dieta inadecuada Síndrome nefrótico | globulinas a2, P; 4 globulinas y

4

N

4

Síndromes de inmunodeficiencia

1

4

4

Síndrome de retención de sal

t

t

T

Deshidratación

f

N

t

Mieloma múltiple Gamm apatías monoclonales y policlonales

t = aumentan; i = disminuyen; N = concentraciones normales.

204

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

total, com o los individuos con lesiones neurológicas que son m antenid os con líquidos intravenosos por un período prolongado. E l m étodo de análisis de nitrógeno total em plea quim iolu m iniscencia. La m uestra, en presencia de oxígeno, se calienta hasta una tem peratura alta ( 1 1 0 0 ± 2 0 °C ). Cualquier nitrógeno enlazado quím icam ente se oxida a óxid o n ítrico. E ste últim o se m ezcla entonces con ozono ( 0 3) para form ar una m olécula de d ióxido de nitrógeno excitad a (N O ,*). Cuando esta m olécula decae al estado basal, em ite u n fotón de luz. La cantidad de luz em itida es proporcional a la con cen tració n de nitrógeno en la m u es­ tra. E sta señal de quim iolu m iniscencia se com para co n la de u n estándar para cu antiñcación.

Proteínas totales La m uestra que más se usa para determ inar la proteína total es suero y no plasma. No es necesario recolectarla cuan­ do el paciente está en ayuno, aunque en algunos de los m étodos ocurren interferencias con la presencia de lipemia. La hem olisis elevará falsam ente el resultado de proteína total debido a la liberación de proteínas de eritrocitos en el suero. Las m uestras de suero claras, b ien cerradas, son esta­ bles durante una sem ana o más a temperatura am biente, p or u n m es a 2 a 4°C , y durante por lo m enos dos m eses a -2 0 °C .31 E l intervalo de referencia para la proteína total sérica es 6 .5 a 8 .3 g/dl (6 5 a 83 g/L) para adultos am bulatorios. En p o sició n de recostado, la co n cen tració n de pro teína total sérica es 6 .0 a 7 .8 g/dl (6 0 a 7 8 g/L). E ste intervalo norm al inferio r es u n resultado de cam bios en la d istrib u ción de agua en los com partim ientos extracelulares. La co n cen tra­ ció n de proteína total es b aja al nacer, y las co n cen tra cio ­ nes de adulto se alcanzan a la edad de 3 años. Hay una d ism inu ción ligera co n la edad. Las con cen tracio n es de p roteína total m ás b ajas se observan en el em barazo. Los m étod os para la d eterm inación de proteína total se d escri­ b en a co n tin u ació n y se resum en en el cuadro 8- 6 . K jeld h al. E l m étodo clásico para la cu an tiñ cación de p roteína total es el m étodo de K jeldahl. D ebido a que es preciso y exacto, se em plea com o un estándar m ediante el cual se com paran otros m étodos. E n este m étodo, se

d eterm ina el nitrógeno; se supone un prom edio de 16% de nitrógeno en masa en la proteína para calcular la co n cen ­ tración de proteína. Las proteínas séricas se precipitan co n un ácido orgá­ n ico com o el ácido tricloroacético o ácido túngstico. E l nitrógeno no p roteín ico se elim ina con el sobrenadante. E l gránulo de proteína se digiere en H 2S 0 4 con calor (3 4 0 a 3 6 0 °C ) y u n catalizador, com o el sulfato cú prico, para acelerar la reacción. E l sulfato de potasio se introduce tam bién para increm en tar el pu nto de ebu llición a fin de m ejo rar la eficacia de la digestión. E l H 2S 0 4 oxida al C, H y S en la p roteína a C 0 2, CO, H 20 y S 0 2. E l nitrógeno en la pro teína se convierte en bisulfito de am onio (N H ,H SO +), que se m ide al añadir álcali y destilar el am oniaco en una disolu ción estándar de ácido b órico. E l borato de am o­ nio (NH 4H ,B 0 3) que se form a se titula co n una disolu ción estándar de HC1 para determ inar la cantidad de nitrógeno en la d isolu ción de proteín a original. Este m étodo no se em plea en el laboratorio clínico porque es tardado y m uy tedioso para uso ru tinario. E l contenid o de n itrógeno de cada proteína puede diferir del 16% supuesto en el cálculo de K jeld hal descrito. El contenid o de nitrógeno real de proteínas séricas varía de 15.1 a 16.8% . Así, si se em plea un estándar de proteína (calibrado con el K jeld ahl) que difiere en com p osición de la m uestra de suero por analizar, se introd u ce un error porque el contenid o de nitrógeno no será el m ism o. Tam ­ b ién es necesario suponer que no se pierden proteínas de con cen tració n significativa en la m uestra desconocida en el paso de precipitación. A pesar de estas su p osiciones, el m étodo de K jeld ahl, aún es considerado por algunos com o el m étodo de referencia para proteínas. R efracto m etría. La refractom etría es útil cuando se requiere u n m étodo rápido que requiere un pequeño volu­ m en de suero. La velocidad de la luz cam bia cuando pasa el lím ite entre las dos capas transparentes (es decir, aire y agua), lo cual causa que la luz se curve (refracte). Cuando se añade u n soluto al agua, el ín d ice de refracción a 20°C de 1 .3 3 0 para agua pura se increm en ta en una cantidad proporcional a la con cen tració n de soluto en la d isolu­ ción. Esta proporcionalidad se cum ple bastante b ien en u n increm en to de con cen tració n de 2 a 3 (es decir, de 5 2 0 g/dl). D ebido a que la m ayor parte de los sólid os disueltos

CUADRO 8-6. M É T O D O S D E P R O T E ÍN A TO TA L MÉTODO

PRINCIPIO

COMENTARIO

K jeld ah l

Digestión de p ro teín a; m edición de co ntenid o de n itró g e n o

M étodo de refe ren cia; suponga un co n te n i­ do prom edio de n itró g eno de 16%

R efracto m e tría

M edición de índice de refracció n debido a solutos en el suero

Rápido y sim p le; suponga que los sólidos no p roteínico s están presentes en la misma co ncentració n que en el suero de calibración

B iu ret

Form ación de q u ela to de co lo r vio le ta en tre ¡os iones Cu2+ y los enlaces peptídicos

M étod o de ru tin a ; req u iere por lo m enos dos enlaces peptídicos y un m edio alcalin o

Enlace de co lo ran te

La p roteín a se une al co lo ran te y causa un cam bio espectral en el m áxim o de abso rbancia del co lo ran te

Uso en investigación

CAPÍTULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

en el suero son proteínas, el índ ice de refracción refleja la co n cen tració n de proteína. Sin em bargo, en la ad ición a proteína, el suero contiene varios sólid os no proteínicos, com o electrólitos, urea y glucosa, que contribuyen al índ ice de refracción del suero. P or tanto, la escala in te­ grada en el refractóm etro se debe calibrar co n un suero de una con cen tració n de proteína conocid a que tam bién tiene presentes los constituyentes no proteín icos. Se hace una su p osición de que las m uestras de prueba contienen estos otros solutos en casi la m ism a co n cen tració n que en el suero de calibración. E l error se introd u ce cuando estas sustancias se increm en tan o cuando el suero es pigm enta­ do (por la b ilirru b in a), lipém ico o hem olizado. E l índ ice de refracción tam bién es dependiente de la tem peratura, y algunos refractóm etros tienen integrada una corrección de tem peratura. Por lo general, la proteína total se m ide con u n refrac­ tóm etro portátil. Se coloca una gota de suero m ediante acción capilar entre un cu breob jetos y el prism a. E l refrac­ tóm etro se sostiene a fin de que la luz se refracte por la capa de suero. Los rayos refractados ocasion an que parte del cam po de visión se ilu m in e, y se produce u n pu nto en el que hay una línea definida entre la luz y la oscuridad. Se lee el núm ero de gram os por litro en esta línea en la escala interna. La tem peratura se corrige en el m edidor TS (A m erican O ptical Corp, S cien tific Instru m ents D ivisión; Buffalo, NY) m ediante u n sistem a de cristal líquido. La m ed ición de proteína total por refractom etría es fácil y rápida. La exactitu d es acep table ,32 con u n acuerdo reportado de ± 3 % con el m étodo de biu ret, pero está su je ­ ta a interferencias falsas positivas. B iu ret. E l procedim iento de b iu ret es el m étodo más utilizado y el que recom ienda el grupo de expertos de la International Federation o j Clinical Chemistry para la deter­ m in ación de proteína total. E n esta reacción, los iones cú pricos (C u 2+) form an com p lejo s co n los grupos que intervienen en el enlace peptídico. E n un m edio alcalino y en presencia de por lo m enos dos enlaces peptídicos, se form a u n quelato de color violeta. E l reactivo tam bién contiene tartrato de potasio sód ico para acom plejar los iones cú pricos a fin de evitar su precipitación en la diso­ lu ció n alcalina, e ioduro de potasio, que actúa com o un antioxid ante. La absorbancia del quelato coloreado for­ m ado se m ide a 5 4 0 nm . Cuando reaccio nan los péptidos pequeños, el color del quelato producido tiene tono dife­ rente al que se observa con los péptidos m ás grandes. El color varía de rosa a violeta rojizo. Sin em bargo, n o hay diferencia discernible en la reacció n dada por las p roteí­ nas vistas de form a norm al en el plasm a. P or tanto, en un am plio intervalo de con cen tracio n es el color que se form a es proporcional al núm ero de enlaces peptíd icos presentes y refleja la con cen tració n de proteína total. Sin em bargo, en presencia de proteínas anorm alm en te pequeñas, com o las vistas en el m ielom a m ú ltiple, la co n cen tració n de la proteína se subestim aría debido al tono de color m ás lige­ ro producido. Si se debe analizar suero lipém ico, existe una m anera de superar este p roblem a .33 Además del grupo NHCO que se presenta en el enlace peptídico, los iones cúpricos reaccionarán co n cualquier

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com puesto que tiene dos o m ás de los siguientes grupos: NHCEI 2 y NHCS. E l m étodo se n om bró porque una sus­ tancia llam ada b iu ret (N b flC O N H C O N H ) reacciona con iones cú pricos de la m ism a m anera. D ebe haber un m ín i­ m o de dos de los grupos reactivos; por tanto, los am inoá­ cidos y los dipéptidos no reaccionarán. E n la ce de colo ran te. Los m étodos de enlace de co lo ­ rante se basan en la capacidad de la m ayor parte de las proteínas del suero para un irse con coloran tes, aunque podría variar la afinidad con la que se enlazan. Los colo­ rantes azul de brom ofenol, Ponceau S, negro de amido 10B, verde de lisam ina y azul b rillan te de C oom assie se h an em pleado para teñir bandas de proteína después de la electroforesis. Adem ás, se ha descrito u n m étodo de enlace de coloran te para la d eterm inación de proteína total con el azul brillan te de C oom assie 2 5 0 . E l enlace de azul b ri­ llante de C oom assie 2 5 0 a proteína ocasiona un cam bio en la absorbancia m áxim a del coloran te de 4 6 5 a 5 9 5 nm . El increm en to de absorbancia a 5 9 5 n m se em plea para determ inar la con cen tració n de proteína. A unque el m éto­ do es sim ple y rápido, las respuestas de en lace de coloran ­ te desiguales de cada una de las proteínas ha m otivado una recom end ación para tener precau ción cuando se aplica esta prueba a la m ezcla com pleja de proteína encontrada en el suero. A b s o rc ió n u ltra v io le ta . Las p ro teín as sérica s tam bién h an sido estim ad as m ed ian te e sp etro fo to m etría u ltrav io ­ leta. Las p ro teín a s ab so rben luz a 2 8 0 y a 2 1 0 nm . La absortivid ad (a b so rb a n cia de una d iso lu ció n de 1 % en una tray ecto ria de luz de 1 cm ) a 2 8 0 n m se relacio n a c o n la a b so rb a n cia de la tiro sin a , trip tó fan o y a m in o á ci­ dos de fen ila la n in a en la p ro teín a. La albú m in a hu m ana tien e só lo u n resid u o de trip tó fan o en la m o lécu la y una absortivid ad de 5 .3 1 com parad a co n el fibrin ó g en o , que tien e 5 5 resid uos de trip tófano y una absortivid ad de 1 5 .1 . La absorbancia de las proteínas a 2 1 0 nm es u n resulta­ do de la absorbancia del enlace peptídico a esa longitud de onda. La longitud de onda a la cual ocu rre la absorbancia m áxim a depende en m enor grado de la con form ación de la proteína. E stos m étodos han sido em pleados rara vez en laboratorios clín ico s para m onitorear eluatos de separa­ cion es de proteín a de colum nas. Para usar estos m étodos, las suposiciones deben ser que la com p osición de la m ues­ tra de suero d esconocido esté cerca de la correspondiente a la d isolu ción de calibración.

Fraccion am ien to, identificación y cuantificación d e proteín a s específicas E n el ensayo de p ro teín as sérica s to tales, se puede o b te­ n er in fo rm a ció n d iag n ó stica ú til para d eterm in ar la fra c c ió n de albú m in a y las g lobu lin as. U na in v e rsió n o cam b io sig n ificativo en la re la ció n de albú m in a y la glo­ b u lin a to tal se n o tó prim ero en enferm ed ades del riñ ó n y el hígad o. Para d eterm in ar la re la ció n de albú m in a a glo b u lin a (A/G), es com ú n d eterm in ar p ro teín a to tal y albú m in a. Las g lobu lin as se ca lcu la n al restar la alb ú m i­ na de la p ro teín a to tal (p ro teín a total/albúm ina = g lo­ b u lin a s).

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PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

CUADRO 8-7. M É T O D O S C O N A L B Ú M IN A MÉTODO

PRINCIPIO

COMENTARIO

Precipitación de sal

Las globulinas se precipitan en concentraciones salinas altas; la albúmina en el sobrenadante se cuantifica por reacción de biuret

Necesita bastante mano de obra

Anaranjado de metilo

La albúmina se une al colorante; causa cambio en el máximo de absorción

No específico para albúmina

HAAB [2(4'hidroxiazobenceno)ácido benzoico]

La albúmina se une al colorante; causa cambio en el máximo de absorción

Muchas interferencias (salicilatos, bilirrubina)

VBC (verde de bromocresol)

La albúmina se une al colorante; causa cambio en el máximo de absorción

Sensible; sobrestima las con­ centraciones bajas de albúmina; es el colorante que se emplea con más frecuencia

Enlace de colorante

PBC (púrpura de bromocresol) La albúmina se une al colorante; causa cambio en el máximo de absorción Electroforesis

Las proteínas se separan con base en la carga eléctrica

Cuando se encuentra una anorm alidad en la proteí­ na total o albúm ina, se realiza por lo regular u n análisis electroforético. Las proteínas séricas se separan en cin co o m ás fraccion es por m edio de los m étodos electroforéticos usuales. Si se observa una anorm alidad en el patrón elec­ troforético, se hace un análisis de cada un a de las p roteí­ nas dentro del área de la anorm alidad. Los m étodos para medir fracciones de proteína se descri­ ben en seguida. En el cuadro 8 -7 se listan los tipos de análisis usados en la cuantificación de concentraciones de albúmina. F raccio n am ie n to de sales. E l fraccion am iento de pro­ teínas ha sido realizado m ediante varios procedim ientos con precipitación. Las globulinas se pueden separar de la albúm ina m ediante salificación con sales de sodio. Las sales, al dism inu ir el agua disponible para hidratación de grupos hidrófilos, causarán p recipitación de las globu li­ nas. Se han em pleado diversas con cen tracio n es (2 6 a 28% p/v) de d istintas sales (p. ej., Na 2S 0 4, N a 2So3). La albú­ m ina que perm anece en disolu ción en el sobrenadante se puede m edir m ediante alguno de los m étodos rutinarios de proteína total. La salificación no se usa para separar la fracción de albúm ina en la m ayor parte de los laboratorios actuales porque están disponibles m étodos directos que reaccio nan de m anera específica con la albúm ina en una m ezcla de proteínas. E n lace de co lo ran te. Los m étodos más com unes para la d e te rm in a ció n de albú m in a so n los p ro ced im ie n to s de enlace de colorante. E l pFl de la d isolu ción se ajusta de m odo que la albúm ina tenga carga positiva. E n ton ces, por fuerzas electrostáticas, la albúm ina es atraída y se une con un coloran te aniónico. Cuando se un e co n la albúm ina, el colorante tiene un m áxim o de absorción diferente al del coloran te libre. La cantidad de albúm ina se puede cuantificar al m edir la absorbancia del com p lejo de albúm ina-

Específico, sensible, preciso Exacto; da una visión general de los cambios relativos en dife­ rentes fracciones de proteína

coloran te. Se han h ech o uso de diversos coloran tes, com o anaranjado de m etilo, 2 -4 ’-hid roxiazobenceno-ácid o b en ­ z oico (HAAB), verde de brom ocresol (V B C ) y púrpura de b rom ocresol (P B C ). E l anaranjado de m etilo no es espe­ cífico para albúm ina; las lipoproteínas (3 y algunas globu­ linas oq y oq se u nen tam bién a este colorante. E l HAAB, aunque m ás específico para albúm ina, tiene una sen sibi­ lidad baja. Además, varios com puestos com o salicilatos, penicilina, bilirrubina conjugada y sulfonam idas, interfie­ ren con el enlace de la albúm ina al colorante. E l V BC no es afectado por sustancias interferentes com o la bilirrubina y los salicilatos; sin em bargo, la hem oglobina se enlaza al colorante. P or cada 1 0 0 mg/dl de hem oglobina, la albú ­ m ina se increm en ta en 0 .1 g/dl.34 Según los inform es, la m ed ición de la albúm ina m ediante V BC sobrestim a los valores b ajos de albúm ina. Esto se observó en particular en los pacientes cuando la con cen tració n b aja de albúm ina iba acom pañada de una fracción elevada de globulina a , com o ocurre en el síndrom e n efrótico o en la enferm edad renal term in al .35 Se en con tró que las globulinas a , com o la ceruloplasm ina y la glucoproteína de ácido a , reaccionan con V BC y producen u n color cuya intensidad es casi un tercio de la reacción vista con la albúm ina. Esta reacción de globulinas a contribuyó de form a significativa con la absorbancia de la prueba sólo después que los tiem pos de in cu b ació n exced ieron 5 min. Por tanto, la especificidad de la reacción para albúm ina se puede m ejo rar si se tom an lectu ras de absorbancia dentro de un intervalo corto estan­ darizado después del m ezclado .36 Los tiem pos em pleados han variado de 0 .5 a 3 0 s después del m ezclado. E l púrpura de brom ocresol (P B C ) es un coloran te op cion al que se puede usar para las d eterm inaciones de albúm ina. Por enlazarse de m anera específica con la albú ­ m ina, el PBC no está sujeto a la m ayor parte de las interfe-

CAPITULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

re n d as, y es preciso y exh ibe correlación excelen te con los m étodos de referencia de inm unodifusión. Sin em bargo, el análisis de la albúm ina m ediante el m étod o de PBC , no es sin desventajas. E n pacien tes con insu ficiencia renal, el m étodo de PBC subestim a la albúm ina sérica .37 E l suero de estos pacientes al parecer con tien e ya sea una sustancia unida fuertem ente a albúm ina o una albúm ina m odificada en su estructura que afecta el enlace del PBC. De m anera sim ilar, la u n ió n del PBC con la albúm ina se deteriora en presencia de bilirrubina enlazada de form a covalente. En estas situaciones el enlace del V BC no resulta afectado. E n la actualidad, tanto el m étodo del V BC com o el del PBC se em plean para cu antificar albúm ina. D eterm in ació n de g lo b u lin as to ta le s. O tro m odo de fraccion ar proteínas es la m ed ición de globulinas totales. La albúm ina se puede calcular en ton ces por su stracción de la globulina de proteína total. La con cen tració n de glo­ bulina total en suero se determ ina m ediante un m étodo colorim étrico directo con ácido glioxílico. E l ácido glioxílico, en presencia de Cu2+ y en u n m edio ácido (ácido acé­ tico y H 2S 0 4), se condensa con el triptófano hallado en las globulinas para producir u n color púrpura. La albúm ina tiene casi 0.2 % de triptófano, com parada co n 2 a 3% para las globulinas séricas. Cuando se calibra con un suero de con cen tracio n es conocid as de albúm ina y globulina, se pueden determ inar las globulinas totales. La m ed ición de las globulinas con base en su contenid o de triptófano nu n­ ca se ha vuelto com ún debido a la facilidad y sim plicidad de los m étodos de enlace a coloran te para albúm ina. E le ctro fo resis. La electroforesis separa las proteínas co n base en sus densidades de carga eléctrica. Las caracte­ rísticas de carga de la proteína se analizaron antes en este capítulo. La proteína, cuando se coloca en una corrien te eléctrica, se m overá de acuerdo con su densidad de car­ ga, que se determ ina m ediante el pH de una d isolu ción am ortiguadora circundante. A un pH m ayor que el p l, la proteína tiene carga negativa, y viceversa. La d irección de m ovim iento depende de si la carga es positiva o negativa;

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los cationes (carga neta positiva) m igran hacia el cátodo (term in al negativa), donde los aniones (carga neta negati­ va) m igran al ánodo (term inal positiva). La velocidad de la m igración depende en gran medida del grado de io n i­ zación de la proteína al pEl de la d isolu ción am ortiguado­ ra. E sto se puede estim ar de la distancia entre el p l de la proteína y el pH de la d isolu ción am ortiguadora. M ientras más difieran el pH de la disolu ción am ortiguadora y el p l, m ayor es la m agnitud de la carga neta de esa proteína y se m overá más rápido en el cam po eléctrico. Adem ás de la densidad de carga, la velocidad del m ovim iento tam bién depende de la intensidad del cam po eléctrico, tam año y form a de la m olécula; la tem peratura, y las características de la d isolu ción am ortiguadora (es decir, pH, com p osición cualitativa y fuerza ión ica). La m ovilidad electroforética específica p de una proteína se puede calcular por:

donde s = distancia recorrida en cm t = tiem po de m igración en segundos F = intensidad del cam po en V cm -1 Tiselius desarrolló la electroforesis usando u n m edio acuoso. Ésta se con o ce com o lím ite móvil o electroforesis libre. D espués, en el laboratorio clín ico , se em pleó papel. E l térm ino dado al uso de un m edio sólido es electroforesis de zona. E l papel ha sido reem plazado en gran m edida por acetato de celu losa o gel de agarosa com o m edio de sopor­ te em pleado en la actualidad.

Electrólisis d e p roteína sérica E n el m étodo estándar para electroforesis de proteína séri­ ca (E P S ), las m uestras séricas se aplican cerca del extre­ m o del cátodo de una tira co n m edio de soporte que se satura con d isolu ción am ortiguadora alcalina (pH , 8. 6). La tira de soporte se conecta a dos electrodos y se pasa

ES T U D IO D E C A S O 8-4 U na m u je r de 3 2 años de edad d esarrolló fatiga p ro ­ gresiva y, después, edem a en sus to billos y en otras regiones dep end ientes de su cu erp o cu and o se aco sta ­ ba por p eríod os prolongados. A unque produ cía v o lú ­ m enes de orin a casi n orm ales, el an álisis de o rin a co n tira reactiva reveló proteín a 4 plus. Su albú m ina sérica estuvo ab ajo del intervalo de referencia y su co lestero l sérico fue significativam ente alto. La pérdida de p ro ­ teína de orina estuvo en e l intervalo de 10 a 15 g/24 h. La biop sia renal m o stró p articip ació n glom erular extensa. La electroforesis de proteína sérica m ostró cantid a­ des reducidas de albúm ina (2 .2 7 g/dL), globulinas alfa, y globulinas y. La fracción a 2 fue significativam ente elevada (3 4 .4 % del total) com o tam bién la banda de

lipoproteína p. La proteína sérica total fue 4 .7 g/dl. La pacien te se convirtió en candidato para trasplante renal.

(C aso 8-4 cortesía del Dr. R. McPherson, presidente, Pato­ logía clínica, M edical College o f Virginia Hospitals, Virgi­ nia Com m onw ealth University H ealth System.)

Preguntas 1. ¿Q ué estado m orboso es la exp licación más probable para los síntom as del pacien te y los resultados de laboratorio? 2. En esta con d ició n , ¿por qué son altas las fracciones de globulina a , y (3? 3. ¿P or qué es edem atoso el paciente?

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PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

una corriente por la tira para separar las proteínas. Todas las proteínas séricas principales llevan una carga negativa neta a pH 8.6 y m igrarán hacia el ánodo. Si se em plean m étodos estándar, las proteínas séricas se disponen p or sí m ism as en cin co bandas: la albúm ina es la que viaja más rápido hacia el ánodo seguida de globulinas cq y oq, glo­ bulinas (3 y globulinas y, en ese orden. La am plitud de la banda de proteínas en una fracción depende de la can ti­ dad de proteínas co n características m oleculares u n poco d istintas que están presentes en esa fracción . La proteína hom ogénea da una banda reducida. D espués de la separación, las fracciones de proteína se fijan al sum ergir la tira de soporte en una d isolu ción ácida (co m o el ácido acético) para desnaturalizar las p roteí­ nas e inm ovilizarlas en su m edio de soporte. D espués se tiñ en las proteínas. Se han em pleado diversos coloran tes, inclu so Ponceau S, negro de Am ido o azul de Coom assie. La proteína aparece com o bandas en el m edio de soporte. L os patrones electroforéticos representativos del acetato de celulosa se m uestran en la figura 8- 12 B, m ientras que la figura 8-12A m uestra los patrones obtenidos con gel de agarosa com o m edio de soporte. Se realiza la in sp ección visual de la m em brana, o la tira transparente clarificada se coloca en un d ensitóm etro de exploración . Las m ed iciones de reflectancia se pueden h acer tam bién en m em branas no clarificadas; sin em bargo, la d ensitom etría de exp loración es m ás com ún. E l patrón de la m em brana se hace pasar por una rend ija por la que se transm ite luz a un fototubo para registrar la absorbancia del coloran te que se enlaza a cada fracción. P or lo general,

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FIGURA 8-12. Patrones electroforéticos de proteína sérica en aga­ rosa y acetato de celulosa. (A) Gel de agarosa, note la globulina y monoclonal: (B) acetato de celulosa. (Cortesía del Department of Laboratory Medicine, The University of Texas M.D. Anderson Hospital, Drs. Liu, Fritsche and Trujillo, Ms. McCIure, supervisor.)

esta absorbancia se registra en dispositivo de gráfica de tira para obtener un patrón de las fraccion es (fig. 8 -1 3 ). M uchos d ensitóm etros de exp loración calcu lan el área b a jo la curva de absorbancia y el po rcen taje de coloran te total que aparece en cada fracción. La co n cen tració n se calcula en ton ces com o u n porcen taje de la proteína total que se determ inó m ediante uno de los m étodos de proteí­ na, com o el proced im iento de biuret. E l cálcu lo se puede hacer tam bién cortando las bandas pequeñas de la m em brana y eluyendo el coloran te de cada banda en 0.1 M de NaOH. Las absorbancias se agregan para obten er la absorbancia total, y luego se calcula el por­ cen taje de la absorbancia total hallada en cada fracción. Se debe ejecu tar u n con trol sérico de referencia con cada ejecu ció n electroforética (fig. 8 -1 3 A ), y los resulta­ dos se deben m onitorear para m antener lím ites de co n ­ fianza de 95% para las fracciones. Los valores de referencia para cada fracción son com o sigue: albúm ina, 5 3 a 65% de la proteína total (3 .5 a 5 .0 g/dl); globulina oq, 2 .5 a 5% (0 .1 a 0 .3 g/dl); globulina cq, 7 a 13% (0 .6 a 1 .0 g/dl); globulina (3, 8 a 14% (0 .7 a 1.1 g/dl), y globulina y, 12 a 22% ( 0.8 a 1.6 g/dl). E l uso accidental de plasm a dará com o resultado una banda reducida en la región de globulina (32 debido a la presencia de fibrinógeno. La presencia de hem oglobina libre causará una señal en el patrón en la zona tardía cq o en la zona tem prana P, y la presencia de com p lejo s de hem oglobina-haptoglobina causará una señal pequeña en la zona a ,. C on frecu encia la inform ación obtenida por cu antificación de cada fracción es casi igual a la obtenida por in sp ección visual. La gran ventaja de la electroforesis en com paración co n la cu antificación de proteínas específi­ cas es la visión global que ofrece. E l patrón electroforé­ tico puede dar inform ación acerca de los increm en tos y decrem entos relativos dentro de la po blació n de proteínas, así com o inform ación acerca de la hom ogeneidad de una fracción . Es probable que el hallazgo m ás significativo de un patrón electroforético sea la enferm edad de inm unoglobu lina m o noclonal. La exp loración den sitom étrica m ostrará u n m áxim o definido si el increm en to en las in m unoglobulinas es u n resultado de u n increm en to m o n oclon al (fig. 81 3 B ). U n pico en la región y, P, o, algunas veces, oq señala la necesidad de exam inar las inm un oglobu linas y observar signos clín ico s en la m ielom atosis. De igual m anera, una d eficiencia en la inm un oglobu lina predom inante, IgG , se ve com o una tin ció n m uy tenue en el área y. O tro hallazgo significativo es una dism inu ción en la antitripsin a cq (fig. 8 -1 3 C ). E n el síndrom e n efrótico, el paciente pierde albúm ina sérica y proteínas de b a jo peso m olecu lar en la orina. Tam ­ b ién se pierde cierta cantidad de IgG. Al m ism o tiem po, ocurre u n in crem en to en la m acroglobu lina cq, lipoproteína p, com ponentes com plem ento y haptoglobina. Estos dos sucesos originan una dism inu ción drástica en la can ti­ dad relativa de albúm ina, y un in crem en to im portante en las cantidades relativas de las fraccion es de globulina oq y p (fig. 8 -1 3 D ).

CAPÍTULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEINAS

Patrón de referencia

62% r

I I i !

,

4%i

r6%

125%

12.9% s

Deficiencia de

-antitripsina

Cirrosis

FIGURA 8-13. Patrones densitométricos seleccionados de electroforesis de proteínas. La albúmina está en el extremo anódlco (+) seguida de fracciones de globulina a ,, a 2, p y y. Las flechas Indican disminución o aumento en las fracciones. (A) Patrón de referencia (agarosa). (B) incremento monoclonal en el área y (agarosa). (C) Defi­ ciencia de antitripsina a , (acetato de celulosa). (D) Síndrome nefrótico (acetato de celulosa). (E) Inflamación (ace­ tato de celulosa). (F) Cirrosis (acetato de celulosa). (A y B son cortesía de los Drs. Llu and Frische and José Trujillo, Director, and Ms. McCIure del Department of Laboratory Medicine, The University of Texas M.D. Anderson Hos­ pital. Las otras son cortesía del Dr. Wu del Hermann Hospital Laboratory/The University of Texas Medical School.)

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PARTE II ■ CORRELACIONES CLINICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

Se observa un patrón inflam atorio que indica una cond i­ ció n inflam atoria cuando hay una d ism inu ción en la albú­ m ina y u n in crem en to en las globulinas oq (glucoproteína ácida cq, antitripsina oq), globulinas oq (ceru loplasm ina y haptoglobina) y la banda de globulina |3 (proteína C reac­ tiva; fig. 8 -1 3 E ). Este tipo de p atrón, cono cid o tam bién com o patrón reactante d e ja se aguda, se ve en traum atism os, quem aduras, infarto, m alignidad y hepatopatía. Los reactantes de fase aguda se llam an así porque se increm en tan en el suero días después del traum atism o o la exp o sición a agentes inflam atorios. E l fibrinógeno, la haptoglobina, ceruloplasm ina y am iloide A sérico se increm en tan varias veces, m ientras que la PC R y la m acrofetoproteína oq se in crem en tan varios cientos de veces. La interleu cina 1, un facto r p roteín ico de leu cocitos, es reconocid a com o un m ediador im portante de la síntesis de proteínas de fase aguda por hepatocitos. Estos reactantes de fase aguda al parecer desem peñan alguna fu n ción en los m ecanism os inm unorreguladores. Las in feccio n es cró n icas tam bién producen una d ism inu ción en la albúm ina, pero el in cre­ m ento de globulina se encuentra en la fracción y así com o en las fraccion es cq, oq y p. E l patrón electroforético de proteínas séricas en la hepatopatía m uestra la dism inu ción en la con cen tració n de albúm ina sérica y el increm ento en la globulina y. E l patrón en la cirrosis del hígado es bastante característico, con las anorm alidades ya m encionadas; sin em bargo, ade­ más, hay algunas globulinas y de m ovim iento rápido que evitan la resolu ción de las bandas de globulina |3 y y. Esto se con o ce com o el pu ente |3-y de la cirrosis (fig. 8 -1 3 F ). E n la hepatitis infecciosa, la fracción de la globulina y aum enta con el daño hepatocelular creciente. E n la icteri­ cia obstructiva, hay un increm ento en las globulinas cq y |3. Algo que tam bién se observa en la ictericia obstructiva es una m ayor con cen tració n de lipoproteínas, que es un indi­ cador de su origen biliar. Éste es el caso en particular cuan­ do hay poca o ninguna d ism inución de la albúm ina sérica.

les pequeñas y diferenciar bandas inusuales o increm en tos sobresalientes de bandas norm ales que pueden disfrazar­ se de gam m apatía m onoclonal. P or ejem p lo, en pacien ­ tes con síndrom e n efró tico , una banda increm entada de m acroglobuina oq en la región oq se podría confund ir con una proteína m o n oclon al m igratoria tal com o una gam ­ m apatía de proteín a m o noclon al IgA .38

E lectroforesis capilar La electroforesis capilar (E C ) es una co lecció n de técn i­ cas en las que la separación de m oléculas tiene lugar en capilares de sílice com binada de diám etro pequeño. Los capilares suelen ser de 3 0 a 5 0 cm de largo, con un diám e­ tro interno entre 25 y 1 0 0 qm. E n la electroforesis de zona capilar, los capilares se llenan con una d isolu ción con d u c­ tora, por lo regular una d isolución am ortiguadora acu o­ sa. U n extrem o del capilar se conecta a tierra (extrem o de d etección ) y el otro, el extrem o de iny ección de m uestra, se conecta con un sum inistro de energía de alto voltaje. Cuando se aplica u n voltaje positivo, las m oléculas de la

Patrón de E A R normal

Zonas 1. ZO N A DE PR EALBÚ M IN A 2. ZO N A DE ALBÚM INA 3. INTERZONA DE ALBÚM INA-aj 4. ZO N A 04

Electroforesis p roteínica d e alta resolución La E PS estándar separa la proteína en cin co zonas d istin ­ tas, que com prenden m uchas proteínas individuales. Al m odificar los parám etros electroforéticos, estas fracciones se pueden resolver en hasta 12 zonas. Esta m odificación, conocid a com o electroforesis de alta resolución (EAR), se lleva a cabo m ediante u n alto voltaje acoplado con u n sis­ tem a de enfriam iento en el aparato electroforético y una disolu ción am ortiguadora más concentrada. E l m edio de soporte que m ás se emplea es gel de agarosa. Para obtener los patrones de EAR, las m uestras se aplican en gel de aga­ rosa, se som eten a electroforesis en una cám ara enfriada m ediante un bloqu e de gel, se tiñen y se in sp eccion an de form a visual. Cada zona se com para con la m ism a zona en un patrón de referencia por intensidad de color, aparien­ cia, tasas de m igración y apariencia de bandas anorm ales o regiones de densidad. U n patrón de EAR sérico norm al se m uestra en la figura 8 -1 4 . Además, los patrones se pueden exam inar co n un densitóm etro para obten er estim aciones sem icuantitativas de la proteína hallada en cada zona. La EAR es en particu lar ú til para detectar bandas m o n oclon a­

5. INTERZONA a r a2

6 . ZO N A a 2

7. INTERZONA o¡2-Pi 8. 9. 10. 11.

ZONA Pi INTERZONA p r p 2 Z O N A p, ZO N A -y!

12. ZO N A 7 2

Proteínas séricas halladas en las zonas -Prealbúmina -Albúmina -Lipoproteína-a (fetoproteína-a) -Antitripslna-ai, glucoproteína ácida a r -Gc-globuilna, inhibidor de inter-a-tripsina antiquimotripsina-cq -Macroglobulina-a2, haptoglobina -Globulina insoluble en frío (hemoglobina) -T ransferrina -Lipoproteína-|3 -C3 -IgA (fibrinógeno), IgM (¡nmunoglobinas monoclonales, cadenas ligeras) -IgC (proteína C reactiva) (¡nmunoglobinas monoclonales, cadenas ligeras)

Las proteínas listadas entre paréntesis se hallan normalmente en concentración demasiado baja para ser visibles en un patrón normal.

FIGURA 8-14. Patrón electroforético de alta resolución del suero. (Cortesía de Helena Laboratories, Beaumont, TX.)

CAPÍTULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

211

ES T U D IO D E C A S O 8-5 U n hom bre de 4 5 años de edad fue som etido a eva­ luación continu a de posible recurrencia de u n plasm acitom a que al principio se presentó con una fractura por com presión de una vértebra. Había sido tratado con radiación local y quim ioterapia. Su electroforesis de proteína sérica m ostró cantidades anorm ales de albú­ m ina, fraccion es cq, a , y ¡i. La electroforesis de proteí­ na de orina concentrada m ostró una banda m o noclon al que m igró un poco m enos que la banda de suero. ( Caso

Preguntas 1. ¿La presencia de la banda m o n oclon al en el suero indica la recurrencia del tum or del paciente? 2. ¿Q ué inform ación adicional se obtiene de una elec­ troforesis de proteína de orina? 3. ¿Q ué otra prueba se requiere para confirm ar el tipo de proteína urinaria?

8-5 cortesía del Dr. R. McPherson, presidente, Patología clínica. M edical College o f Virginia Hospítals, Virginia C om m onw ealth University H ealth System .)

disolu ción am ortiguadora co n carga positiva fluyen hacia el extrem o de d etección, que está conectado a tierra, y por tanto es negativo en relación con el extrem o de inyección. E l flujo neto de la d isolu ción am ortiguadora se llam a flu­ jo electroosm ótico (F E O ). Cuando se inyecta la m uestra, las m oléculas tendrán una tendencia a m overse hacia el extrem o detector (negativo) del capilar debido al F E O ; sin em bargo, las m oléculas con carga negativa en la m uestra tendrán tam bién una tendencia a m igrar de nuevo hacia el extrem o inyector (positivo). Esto se con o ce com o m ovili­ dad electroforética. E l F E O es por lo general más fuerte que la m ovilidad electroforética y todos los iones (carga posi­ tiva, neutros, y carga negativa) m igrarán hacia el extrem o detector pero con diferentes m ovilidades netas con base en el tam año y las diferencias de carga. Las m oléculas separa­ das se d etectan por su absorbancia cuando pasan por una ventana pequeña cerca del extrem o de d etección del capi­ lar. E l uso de capilares de diám etro pequeño perm ite que el calor se disipe de m anera efectiva, lo que significa que se pueden em plear voltajes de operación m ayores y, por tanto, los tiem pos de análisis son más rápidos. Además, el tam año de m uestra requerido es pequeño (nan olitros).

E n fo q u e isoeléctrico E l enfoque isoeléctrico (E1E) es la electroforesis de zona que separa las proteínas con base en el pl. E l E IE em plea potencia constan te y poliacrilam ida o gel de agarosa, que contiene un gradiente de pH. E l gradiente de pH se esta­ b lece m ediante la in corp o ración de polianiones y policationes pequeños (anfolitos) en el gel. Los p l variantes de los poliiones provocan que, en presencia de un cam po eléctrico, busqu en su lugar en el gradiente y perm anezcan allí. E l gradiente de pH puede variar de 3 .5 a 10. Cuando una proteína se som ete a electroforesis en el gel, m igrará a un lugar en el gel donde el pH corresponde a su pl. La proteína recibe el enfoque allí porque, si debe difundirse en alguna dirección, deja su p l y gana una carga neta. Cuando esto ocurre, la corriente iso eléctrica una vez

m ás la lleva de nuevo de regreso a su punto de ninguna carga, o su pl. Las aplicaciones clínicas del E IE han inclu id o la tipifica­ ción m olecu lar de deficiencias de antitripsina a , d eterm i­ nación de variantes genéticas de enzim as y hem oglobinas, d etección de paraproteínas en suero y bandas oligoclonales en L C R y determ inaciones de isoenzim as.

M étodos inm unoquim icos Las proteínas específicas se pueden identificar m ediante inm unoensayos inm unoquim icos en los que se mide la reac­ ción de la proteína (antígeno) y su anticuerpo. Los m étodos con varias m odificaciones de este principio son R1D, inm unoelectroforesis (IE F ), electroforesis por inm unofij ación, electroinm unodifusión, inm unoturbidim etría e inm unonefelom etría. Estas técnicas se explican en el capítulo 6 , Inmu­

noensayos y técnicas con sonda de ácido nucleico.

Proteínas en otros líquidos corporales Las clases de líquidos corporales que se estudian por su contenid o de proteínas han aum entado. E sto es en parte u n resultado de la m ayor sensibilidad de los m étodos de prueba disponibles en la actualidad. E sta secció n incluye una d escripción de los dos fluidos cuyo contenid o de pro­ teínas se estudia con más frecuencia: orina y LCR.

Proteína u rin aria La m ayor parte de las proteínas halladas en la orina provie­ n en de la sangre; sin em bargo, las proteínas u rinarias tam ­ b ién se originan del riñ ón y el tracto urinario, y de fuentes extrañas co n la vagina y la próstata. Las proteínas en la sangre aparecen en la orina porque pasan por el glom érulo renal y no las reabsorben los túbulos renales. Las pruebas cualitativas para proteinuria se llevan a cabo por lo regular con una tira de prueba de reactivo. E stos m étodos se basan en el cam bio en la respuesta de un coloran te indicad or en presencia de proteína, conocid o com o error de proteína de

212

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

indicadores. E n un pH ácido, el indicad or que es am arillo en presencia de proteína, avanza por varios tonos de verde y por últim o a azul a m edida que se increm en ta la co n cen ­ tración de proteína. U na con cen tració n de proteína de 6 mg/dl o m ayor produce un cam bio de color. La m ayor parte de los ensayos cuantitativos se llevan a cabo en m uestras de 12 o 2 4 h. E l tiem po de 2 4 h tom a en cu enta los cam bios rítm icos circadianos en la excreción a ciertas horas del día. El pacien te debe evacuar, vaciar por com pleto la vejiga y desechar esta orina. La orina se colecta desde ese m om en to durante las 2 4 h siguientes. Al final del período de 2 4 h, la vejiga se vacía por com pleto y esa orina se inclu ye en la m uestra. Se m ide con precisión el volu m en de la m uestra program ada y se registra. Los resultados se expresan por lo general en térm inos del peso de proteína por 2 4 h calculando la cantidad de proteína presente en el volu m en total de orina colectad a durante este tiem po. Se han propuesto varios m étodos para la d eterm inación de proteína total en la orina y otros líquidos corporales, entre otros la m ed ición de la turbidez cuando las proteínas urinarias se m ezclan co n un ácido orgánico aniónico com o el ácido su lfosalicílico, ATC o cloru ro de ben ceton io . Estos m étodos son sensibles, pero el reactivo n o reacciona igual con cada fracción de proteína. E sto es cierto en particular para el ácido sulfosalicílico, que produce cuatro veces más turbidez con la albúm ina que con la globulina a . Un método que se considera que da resultados más exactos consiste en la precipitación de proteínas de orina, disolución del precipitado de proteína y formación de color con reactivo de biuret. Otro procedimiento químico para proteína urinaria emplea el reactivo de Folin-Ciocalteau, que es una disolución de ácido fosfotungstomolíbdico, llamado con frecuencia reac­ tivo de fenol porque oxida compuestos fenólicos. E l reactivo cambia de color de amarillo a azul durante la reacción con tirosina, triptófano y residuos de histidina en la proteína. Este

m étodo es casi 10 veces más sen sible que el m étodo de biuret. Low ry y asociados increm entaron las sensibilidad de la reacció n de F olin -C iocalteau al in corp orar una reac­ ció n de biu ret com o paso inicial. D espués de la u n ió n del C u2+ con los enlaces peptídicos, se añade el reactivo de F olin -C iocalteau . Cuando se oxida el com p lejo de C u 2" proteína, se reduce el reactivo, y se form an los crom ógen os azul de tungsteno y azul de m olibdeno. E sto in cre ­ m enta la sensibilidad a 100 veces más que la del m étodo de b iu ret solo. O tra m odificación em plea un com p lejo de ro jo de pirogalol-m olibdato que reacciona para producir u n com p lejo azul púrpura. Este proced im iento se autom a­ tiza sin dificultad. Los m étodos de enlace de coloran te tam bién se han em pleado para determ inar el con ten id o de proteína total de fluidos corporales. Los m étodos están d isponibles con coloran tes com o azul de C oom assie y Ponceau S. E n el cuadro 8-8 se resum en los distintos m étodos para la m edi­ ción de proteína total urinaria .39 Los valores de referencia o intervalos para proteínas u ri­ narias son m uy dependientes del m étodo, y varían de 100 a 2 5 0 mg/24 horas. D ebido a la facilidad de uso, velocidad y sensibilidad, las técnicas empleadas co n m ás frecuencia en la actualidad son los procedim ientos turbidim étricos. Im p o rta n cia fisio ló g ica de la p ro tein u ria. La proteinu­ ria en la enferm edad renal se puede clasificar com o resul­ tante de d isfu nción glom erular o tubular. La proteinuria glom erular es una con secu encia de pérdida de integridad de la m em brana glom erular, que norm alm en te evita que las proteínas pasen a la orina debido a su gran peso m o le­ cular. E n la proteinuria glom erular selectiva tem prana, las proteínas a las que se debe el increm en to suelen ser albú ­ m ina ( > 8 0 % ) y transferrina. Cuando la lesión glom erular se h ace m ás grave, la m em brana se vuelve no selectiva, y las proteínas de todos los tam años, inclu so las inm un oglob ulinas, pasan a la orina. E l daño a la m em brana glom eru-

CUADRO 8-8. M ÉTO D O S D E PRO TEÍNA URIN ARIA MÉTODO

PRINCIPIO

COMENTARIO

Métodos turbidimétricos (ácido sulfosalicílico, ácido tricloroacético o cloruro de bencetonio)

Las proteínas precipitan como finas partículas, la turbidez se mide espectrofotométricamente

Rápido, fácil de usar; sensibilidad desigual para proteínas individuales

Biuret

Las proteínas se concentran por precipitación, se disuelven de nuevo en álcali, luego reaccionan con Cu2+; el Cu2+ forma un complejo coloreado con los enlaces peptídicos

Exacto

Folin-Lowry

Reacción de biuret inicial; oxidación de tirosina, Muy sensible triptófano y residuos de histidina por reactivo fenólico de Folin (mezcla de ácidos fosfotúngstico y fosfomolíbdico): medición del color azul resultante

Enlace a colorante (azul de Coomassie, Ponceau S

Enlace de proteína a colorante, causa cambio en el máximo de absorción

Linealidad limitada; sensibilidad desigual para proteínas individuales

CAPÍTULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

213

ES T U D IO D E C A S O 8-6 U n varón de 55 años de edad, sin antecedentes de enferm edad, recibió un golpe en la cabeza. Estaba in con scien te cuando ingresó al hospital y perm aneció en ese estado hasta su m uerte 15 días después. Se inser­ tó un tubo nasogástrico para adm inistrar los n u trientes requeridos (proteína, carbohid ratos, grasa, m inerales y vitam inas). La ingestión de agua total fue 1 5 0 0 ml/día. Al in icio del día 5 , su tensión arterial b a jó de form a gra­ dual. Los volúm enes de orina de 2 4 h registrados desde un catéter perm anente fueron com o sigue: d ía d e s p u é s d e l a a d m is ió n

E l análisis quím ico sanguíneo en el día 13 reveló lo siguiente: Proteína total

9.4 g/dl

Albúmina

6.0 g/dl

ÑUS

80 mg/dl

Na

175 mmol/L

K

4.0 mmol/L

Cl

134 mmol/L

VO LU M EN DE ORIN A (M L/24 H)

6

1500

Preguntas

8

1300

10

1200

1. ¿Cuál es la causa más probable de con cen tració n elevada de proteínas?

12

1100

2. ¿Q ué otros resultados soportan esta con clu sión ?

14

900

3. ¿Por qué es elevada la con cen tració n de ÑUS?

Las con cen tracio n es de hem atócrito y hem oglobina del paciente fueron altas.

lar ocurre en enferm edades com o diabetes, am iloidosis y trastornos de disglobulinem ia y colágeno. La presencia de agentes tó xico s en la sangre, com o m ercurio y heroína, pueden dar com o resultado tam bién pérdida de integridad m olecular. U n indicador in icial de d isfu nción glom erular es la presencia de m icroalbum inuria. E l térm ino m icroalbuminuria se em plea para d escribir las con cen tracio n es de albúm ina en la orina que son m ayores de lo norm al pero no detectables con ensayos com unes de tira reactiva con orina (co n cen tracion es de albúm ina m enores que el lím ite de d etección inferior). Los estudios de pacien tes con dia­ betes m ellitus m uestran que la m icroalbum inuria precede a la nefropatía relacionada con la diabetes, en particular en la diabetes tipo 1 (diabetes m ellitus dependiente de insulina ).40 E l avance de la m icroalbu m inuria a nefropatía clín ica se puede retrasar con terapia intensiva para nor­ m alizar la glucosa sanguínea y la tensión sanguínea. Por tanto, se recom ienda que se realice un análisis anual de m icroalbum inuria con los enferm os de diabetes. La tasa de excreció n norm al de albúm ina es < 2 0 ug/min o < 3 0 mg/ día. La m icroalbum inuria se puede m edir por radioinm unoensayo, inm unod ifu sión radial, inm unonefelom etría e inm unoensayo enzim ático. La p roteinu ria tubular es un resultado de los túbulos renales que son incapaces de llevar a cabo su fu nción usual de reabsorción com o resultado de disfu nción, o porque la cantidad de proteína que aparece en el líquido tubular

exced e la capacidad absortiva de u n túbulo con fu n cio­ nam iento norm al. E n la proteinuria tubular, las m oléculas de proteín a pequeñas que pasan norm alm en te por el glom érulo y son reabsorbidas, com o m icroglobulin a f>2 (PM , 1 1 8 0 0 ), proteína de enlace a retinol (PM , 2 1 0 0 0 ) y m icroglobulina a , (PM , 3 0 0 0 0 ) , aparece en la orina. La proteinuria por sobreflujo es una sobreabundancia de proteínas del suero que aparece en con cen tracio n es tan altas en el filtrado glom erular que se supera la capacidad de los túbulos para reabsorberlas. E ste tipo de proteinu­ ria se tipifica m ediante la con cen tració n increm entada de cadenas ligeras de inm unoglobu lina en m ielom a m últiple (proteína de B en ce Jo n e s ). La d eterm inación de proteínas específicas produce m ucho m ás inform ación que la proteí­ na urinaria total, en particular en el estudio de proteinuria tubular. Para determ inar el tipo que se excreta, la m ayor parte de los m étodos requiere con cen tració n inicial de la orina. Esto se lleva a cabo por precipitación, ultrafiltración, diáli­ sis o técnicas de filtración en gel. La orina se puede som eter entonces a electroforesis por u n m étodo sim ilar al descrito para el suero. La m edición cuantitativa de proteínas de ori­ na específicas se puede hacer m ediante el uso de m étodos inm unoquim icos, com o radioinm unoensayo, inm unodifu­ sión radial, electroinm unoensayo e inm unonefelom etría. U na proteína que por lo com ú n se halla en la ori­ na pero no en el suero es la proteína de Tam m -H orsfall,

214

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

ES T U D IO D E C A S O 8-7 Una m u jer de 8 4 años de edad residente en un hospicio para ancianos fue adm itida al hospital para tratam ien­ to de dolor de espalda b aja resultante de una caída. El exam en radiológico reveló una fractura por com pre­ sió n vertebral. D ebido a que m ostró signos de deterioro general, se realizó una evaluación m édica adicional. Un exam en neurológico y una exp loración de T C resulta­ ron norm ales. Los exám enes serológicos para enferm e­ dad vascular del colágeno tam bién fueron negativos, aunque la tasa de sed im entación eritrocítica m ostró un in crem en to m odesto. La electroforesis de proteína séri­ ca se hizo para descartar m ielom a m últiple. Las frac­ ciones de proteína sérica fueron com o sigue: albúm ina, 3 .2 g/dl; globulinas cq, 0 .3 1 g/dl; globulinas cq, 1.59 g/dl (co n con cen tració n alta en una banda estrecha); globulinas (3, 0 .7 2 g/dl; y globulinas y, 0 .9 6 g/dl.

una m u coproteína producida en los túbulos renales. Es el constitu yente proteín ico principal de cilind ros urina­ rios. Su con cen tració n en la orina es 4 0 .0 mg/día. Una IgA (secretoria) se produce tam bién en el riñón, y se excretan 1.1 mg/dla.

Proteínas d e líquido cefalorraqu ídeo E l L C R se form a en el plexo coroideo de los ventrículos del cerebro por ultrafiltración de sangre plasm ática. La m ed ición de proteína es una prueba que se requiere en el L C R , adem ás de la con cen tració n de glucosa y el recuento diferencial, cultivo y sensibilidad. E l intervalo de referen­ cia aceptado para pacientes entre 10 y 4 0 años de edad es 15 a 4 5 mg/dl de proteína de LCR. La proteína total de L C R se puede determ inar m ediante varios de los m étodos quím icos y óp ticos m ás sensibles m encionad os antes en la exp licación sobre proteínas u ri­ narias. Los proced im ientos em pleados con m ás frecu en­ cia son tu rbid im étricos con ATC, ácido su lfosalicílico con sulfato de sodio o cloruro de b en ceton io . Tam bién están disponibles m étodos de enlace a coloran te (es decir, azul brillan te de C o om assie), una reacció n de b iu ret cin ética y el m étodo de Low ry con un reactivo fenólico de F olin .

Importancia fisiológica del análisis de proteína de LC R . Las proteínas de L C R total increm entadas anorm al­ m ente se pueden hallar en cond icion es en las que hay una m ayor perm eabilidad de la barrera end otelial capilar a través de la cual ocurre la filtración. E jem p los de tales cond iciones inclu yen m eningitis bacteriana, viral y fúngica; golpeteo traum ático; esclerosis m ú ltiple; ob stru c­ ción ; neoplasm a; h erniació n de disco e infarto cerebral. E l grado de perm eabilidad se puede evaluar m idiendo la albúm ina de L C R y com parándola con la albúm ina sérica. La albúm ina suele em plearse com o proteína de referencia para perm eabilidad porque no se sintetiza en el SN C. E l valor de referencia para la relación de albúm ina de LCR/

Preguntas 1. ¿Cuál serla el siguiente paso en la evaluación de este paciente? 2. Dado el siguiente resultado adicional, ¿qué cond i­ ció n explicaría su patrón de electroforesis de protelna anorm al? • H aptoglobina: 4 1 6 mg/dl 3. ¿Q ué otras proteínas esperaría que sean anorm ales?

albúm ina sérica es m enor que 2 .7 a 7 .3 . U n valor m ayor que éste indica que el increm ento en la albúm ina del L C R provino del suero debido a una barrera hem atoencefálica dañada. Los valores de proteína de L C R b a jo s se hallan en el hipertiroidism o y cuando se fuga líquido del SNC. A unque las con centraciones de proteína total en el L C R son inform ativas, el diagnóstico de trastornos específicos requiere m ed ición de cada una de las fraccion es de p roteí­ na. E l patrón de tipos de pro teína presentes se puede ver por electroforesis del L C R que haya sido concentrado casi cien veces. E sto se puede llevar a cabo en acetato de celu ­ losa o gel de agarosa. E l patrón obtenido norm alm en te del L C R lum bar del adulto m uestra prealbúm ina, una banda de albúm ina sobresaliente, globulina cq com puesta sobre todo de antitripsina oq, una banda ex, que consiste p rin ­ cipalm ente de haptoglobina y ceruloplasm ina, una banda Pj constituid a de transferían, y una transferrina específica de L C R que es deficiente en carbohidrato, conocid a com o p roteín a T, en la zona P ,. La globulina presente en la banda y es por lo regular IgG co n una pequeña cantidad de IgA. Los patrones electroforéticos de L C R de pacientes con esclerosis m últiple tienen m últiples bandas distintas en la zona y. Esto se llam a distribución oligoclonal. Más de 90% de pacientes con esclerosis m últiple tienen bandas oligoclonales, aunque las bandas tam bién han sido encontradas en enferm edad neurológica inflam atoria e infecciosa. La identificación de bandas discretas en la región y que están presentes en el L C R pero no en el suero se relacionan con la producción de IgG en el LCR, un hallazgo característico de las enferm edades de desm ielinización, com o la esclerosis m últiple. Estas bandas no se pueden ver en la electroforesis rutinaria de acetato de celulosa sin o requieren una técnica de alta resolución en la que suele em plearse agarosa. La con cen tració n alta de IgG en el L C R no es única para la esclerosis m últiple. Debido a que el in crem en to en IgG de L C R puede resultar de la síntesis intratecal o per­

CAPÍTULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

m eabilidad increm entada de la barrera hem atoencefálica, las con cen tracio n es de IgG tam bién se pueden increm en­ tar en las cond iciones listadas antes, com o la m eningitis. Para identificar la fuente de las con cen tracio n es altas de IgG en el LC R, se puede calcular el ín d ice de IgG -albúm ina com o sigue: índice de IgG _ IgG de LC R (mg/dl) x albúmina sérica (g/dl) del LCR

215

de 17 a 100 ng/ml se determ inaron m ediante radioinm unoensayo. E n la d esm ielinización lenta, ocu rren valores de 6 a 16 ng/ml y, en rem isión, los valores fueron m enores que 4 ng/ml. Adem ás de la esclerosis m ú ltiple, otras con ­ d iciones indu cen la d esm ielinización del SN C y, por tan­ to, las con cen tracio n es altas de p roteína básica de m ielina inclu y en m eningoencefalitis, lupus eritem a toso sistém ico del SN C , diabetes m ellitus e in su ficien cia renal crónica.

IgG sérica (g/dl) x albúmina de LC R (mg/dl)

RESUM EN (Ec. 8-2)

La co n cen tració n de albúm ina de L C R corrige la per­ m eabilidad increm entada. E l intervalo de referencia para el índ ice es 0 .2 5 a 0 .8 0 . E l índ ice es elevado cuando hay una m ayor produ cción de IgG del SN C com o ocurre en la esclerosis m últiple. La p rod u cción de IgG se reduce cu an­ do se com prom ete la integridad de la barrera h em ato ence­ fálica, com o en algunas form as de m eningitis y tum ores. O tro índ ice para ayudar a d iscrim inar la fuente de la IgG en el L C R es el cálculo de la tasa de síntesis de IgG por m edio de la fórm ula de T ou rtellotte .41 E l intervalo de refe­ rencia para las tasa de sín tesis es - 9 . 9 a + 3.3 mg/día. E n la investigación de la esclerosis m ú ltiple, las pro­ teínas básicas de m ielina presentes en el L C R se evalúan tam bién porque estas proteínas pueden proveer u n índ ice de d esm ielinización activa. Las proteínas básicas de m ie­ lina son constituyentes de la m ielina, la vaina que rodea a m u chos de los axones del SN C. E n d esm ielinización m uy activa, las concentracio n es de proteínas básicas de m ielina

Los am inoácidos son los elem entos fundam entales de las proteínas. Las anormalidades hereditarias en el m etabolis­ mo de los am inoácidos originan varias condiciones, de las cuales la m ayor parte se relaciona con retraso m ental. La síntesis de la m ayor parte de proteínas ocurre en el hígado, con excepción de las inm unoglobulinas, que se producen en las células plasmáticas. La secuencia lineal de am inoá­ cidos en la proteína, que com pone la estructura prim aria, se define m ediante el código genético en el DNA celular. Las proteínas pueden ser sim ples, com prendidos sólo los am inoácidos, o conjugadas, en las que la cadena peptídica se une con una m itad no proteína. C on la gran cantidad de proteínas en el plasma (más de 5 0 0 identificadas), la funcio­ nes son diversas. Por ejem plo, la presión osm ótica coloidal se debe sobre todo a la albúmina; la haptoglobina y la transferrina son proteínas de transporte, y se unen con hem oglo­ bina libre y hierro, respectivam ente; las inm unoglobulinas y los com ponentes del sistema del com plem ento ayudan a proteger al cuerpo contra infección, y otras proteínas, com o

ES T U D IO D E C A S O 8-8 Una m u jer de 3 6 años de edad se queja de visión borro­ sa interm itente, y entum ecim iento y debilidad en su pierna izquierda que ha persistido durante m ás de tres sem anas. E n el exam en, se notó nistagm o vertical (m ovi­ m ientos involuntarios en vaivén o circulares de los ojos) en la mirada hacia arriba. Se extrajo L C R y la m ues­ tra fue clara e incolora con recuento celular norm al. La concentración de proteína total del L C R fue de 4 9 mg/dl con una IgG de 8 .1 mg/dl. La electroforesis del suero del paciente y el L C R revelaron el siguiente patrón:

Preguntas 1. ¿Cuál es el significado de las bandas de proteína indicadas por las flechas? 2. ¿Q ué con d icio n es producirían este tipo de patrón de electroforesis de proteína? 3. ¿Q ué otras pruebas serían útiles en la investigación de este diagnóstico del paciente? 4 . ¿Q ué prueba de laboratorio puede ser útil para m onitorear el cu rso de esta con d ició n del paciente?

216

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

el fibrinógeno, ayudan en el m antenim iento de la hem ostasis. Las concentraciones bajas de proteína total pueden ser un resultado de pérdida excesiva, síntesis reducida o cata­ bolism o acelerado, m ientras que las concentraciones altas se relacionan con deshidratación o producción excesiva. E l m étodo que m ás se usa para m edir las con cen tra­ cion es de proteína sérica total es la reacción de biuret, en la cual los iones cú pricos se acom p lejan con dos o más enlaces peptídicos. Para determ inar la fracción de albú­ m ina, las técnicas de enlace de coloran te se em plean con V BC o PBC. E l colorante, cuando se une a la albúm ina, es un color d istinto al coloran te libre. E l fraccion am iento ad icional de las proteínas séricas se puede llevar a cabo

P R E G U N T A S 1. E l exam en de d etección de G u thrie para fenilalanina sérica increm entada se basa en: a) U n m étodo fluorom étrico, en el cual se h ace reac­ cionar la fenilalanina con ninhidrina. b) E l p ro ced im ien to m icro b io ló g ico , en el que la fen ilalan in a co n trarresta los efectos de u n a n ta ­ gon ista m etab ó lico en el cre cim ie n to de B. sub­

tilis. c) El m étodo de crom atografía de capa fina, en el que la id entificación se hace por com paración del valor de R f de la sustancia d esconocida con los valores de R f de la sustancia conocida. d) U n proced im iento de tira reactiva, en el cual la fenilalanina se convierte en ácido fenilpirúvico y luego se hace reaccionar con cloru ro férrico. 2. La configu ración espacial trid im ensional de una sola cadena de polipéptido que se determ ina m ediante enlaces de disulfuro, puentes de hidrógeno, atraccio­ nes electrostáticas y fuerzas de van der W aals se co n o ­ ce com o: a ) E structura prim aria. b ) E structura secundaria. c) E structura terciaria. d) E structura cuaternaria. 3. La proteína plasm ática a la cual se debe p rincipalm en­ te el m antenim iento de la presión osm ótica coloidal in vivo es: a ) H em oglobina. b) Fibrinógeno. c) M acroglobulina cq. d) A lbúm ina. 4. Cada una de las diferencias en las concentraciones de proteína sérica total atribu ibles a posturas erectas contra recostadas son: a) 0 a 0 .5 g/dl (casi ninguna d iferencia). b ) Alrededor de 0 .5 g/dl. c) Casi 2 g/dl. d) A proxim adam ente 5 g/dl.

m ediante electroforesis, que em plea las características de carga de la proteína por separación. La EPS rutinaria dis­ pone las proteínas en cin co bandas: la albúm ina viaja más lejo s hacia el ánodo, seguida de las globulinas a p a 2, p y y. La EAR separa la proteín a en 12 zonas. La electroforesis capilar perm ite la separación más rápida. La proteína se puede m edir tam bién en otros líquidos corporales. E l daño glom erular o la d isfu nción tu bu­ lar origina con cen tracio n es altas de proteín as urinarias. La proteína de L C R increm entada de m anera anorm al se encuen tra en cond iciones donde hay una m ayor per­ m eabilidad de la barrera endotelial capilar o aum ento en la síntesis intratecal.

DE

R E P A S O

5. E l estado n u tricion al calórico-p roteínico d eficiente se relaciona con: a) U na con cen tració n b aja de globulinas y. b) Una con cen tració n alta de haptoglobina. c) U na con cen tració n reducida de prealbúm ina. d) U na m ayor con cen tració n de fetoproteína oq.

6 . ¿E n cuál de las cond iciones siguientes se esperaría una con cen tració n norm al de m ioglobina? a) M ielom a m últiple. b) Infarto de m iocardio agudo. c) Insuficien cia renal. d ) Traum atism o contund ente recibido en un a cci­ dente cardíaco. 7. Se valora la proteína total en suero de un pacien te con m ielom a m últiple. E l resultado con el m étodo de b iu ­ ret fue m enor que el resultado obtenido con el m éto­ do de K jeldhal. La discrepancia fue u n resultado del h ech o de que: a) E l m étodo de proteína total de Kjeldhal mide todos los com puestos que con tien en nitrógeno, incluso proteínas y nitrógenos no proteínicos y, por tanto, sobrestim a la concentración de pro teína. b ) Los dos m étodos se basan en principios diferen­ tes; no se espera un resultado com parable. c) E n el m étodo de biuret, las proteínas anorm al­ m ente pequeñas producen un com p lejo que tiene una tonalidad de color distinta a la de las proteí­ nas norm ales; así que se subestim a la co n cen tra­ ción de proteínas. d) La hem olisis eleva de m anera falsa el m étodo de K jeld hal, pero no tiene efecto en la con cen tració n de proteínas determ inadas m ediante el m étodo de biuret.

8. E l patrón electroforético p roteín ico del plasm a, com ­ parado con el del suero, revela un: a) Increm en to am plio en las globulinas y. b) P ico de fibrinógeno co n las globulinas cq. c) P ico de albúm ina reducido. d) P ico de fibrinógeno entre las globulinas P y y.

CAPÍTULO 8 ■ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

9.

Se obtiene el siguiente patrón de electroforesis de pro­ teínas séricas: albúm ina: reducida globulinas cq y cq: increm entadas globulinas y: norm ales ¿De cuáles de las siguientes con d iciones es caracterís­ tico este patrón? a) Cirrosis. b ) Inflam ación aguda (respuesta p rim aria). c) Síndrom e nefrótico. d) Gam m apatía.

10. U na de las ventajas de la electroforesis de alta reso­ lu ción en agarosa sobre la electroforesis de corriente m enor es: a) Los procedim ientos de alta resolu ción detectan bandas m onoclonales y oligoclonales a co n cen ­ traciones más bajas. b) Se requiere un volu m en de m uestra m enor. c) Los resultados se ob tien en con m ás rapidez. d) Se puede aplicar más m uestra al medio de soporte. 11. Cuando se disuelve una pro teína en una disolu ción am ortiguadora, cuyo pH es m ás alcalino que el p l, y se pasa una corriente eléctrica por la d isolu ción, la proteína actuará com o: a) U n anión y m igrará hacia el ánodo. b) U n catión y m igrará hacia el cátodo. c) U n anión y m igrará al cátodo. d ) U na partícula cargada y n o se moverá.

REFERENCIAS 1.

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12.

217

La alta con cen tració n de proteína total sérica con con ­ centraciones altas de albúm ina y globulinas suelen observarse en: a) M acroglobulinem ia de W aldenstróm . b ) G lom erulonefritis. c) Cirrosis. d ) D eshidratación.

R elacione la proteína sérica de la colum na A con su fu n­ ció n específica en la colum na B: Colum na A

C olum na B

13. La transferrina_

a) transporta cobre

14. La haptoglobina _

b ) in h ib e enzim as proteolíticas

15. La anti tripsina a .

c) es un factor en la for­ m ación de un coágulo in vivo

d) transporta hierro e) se un e con h em oglobi­ na libre

f ) regula la con cen tració n m uscular g) se com bina con antíge­ nos específicos h) es una catalizador en el ciclo de la urea

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218

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

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CAPÍTULO

Compuestos de nitrógeno no proteínico Elizabeth L. Frank C O N T E N I D O

DE L

9

C A P Í T U L O Métodos analíticos Requisitos de la muestra y sustancias que interfieren Intervalo de referencia AM O N IACO Bioquímica Correlaciones de enfermedad Métodos analíticos Requisitos de la muestra y sustancias que interfieren Fuentes de error Intervalo de referencia RESUM EN PREGUNTAS DE REPASO REFEREN CIAS

U REA Bioquímica Correlaciones de enfermedad Métodos analíticos Requisitos de la muestra y sustancias que interfieren Intervalo de referencia CREATINI NA/CREATINA Bioquímica Correlaciones de enfermedad Métodos analíticos para creatinina Requisitos de la muestra y sustancias que interfieren Fuentes de error Intervalo de referencia Métodos analíticos para creatina ÁCID O ÚRICO Bioquímica Correlaciones de enfermedad

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Listar las sustancias de nitrógeno no proteínico en la sangre y reconocer sus estructuras químicas y concentraciones fisiológicas relativas. • Describir la biosíntesis y excreción de urea, creati­ nina, creatina, ácido úrico y amoniaco. • Describir las condiciones clínicas y metabólicas principales relacionadas con las concentraciones plasmáticas incrementadas y reducidas de urea, creatinina, creatina, ácido úrico y amoniaco. • Describir el uso de la relación de nitrógeno de urea/creatinina para distinguir entre causas de uremia prerrenal, renal y posrenal. • Relacionar la solubilidad del ácido úrico con las consecuencias patológicas del ácido úrico plasm á­ tico incrementado. • Describir los efectos tóxicos relacionados con una concentración increm entada de amoniaco plasmático.

•

Expresar los requisitos de recolección de muestra, transporte y almacenaje necesarios para determ i­ naciones de urea, creatinina, creatina, ácido úrico y amoniaco. • Explicar los métodos de uso común para la deter­ minación urea, creatinina, creatina, ácido úrico y amoniaco en plasma y orina. Identificar fuentes de error y variabilidad en estos métodos y describir los efectos de las mediciones de laboratorio en el servicio clínico. • Reconocer los intervalos de referencia para urea, creatinina, ácido úrico y amoniaco en plasma y orina. Expresar los efectos de la edad y género en estos valores. • Sugerir posibles condiciones clínicas relacionadas con los resultados, dados valores del paciente para urea, creatinina, ácido úrico y am oniaco, adem ás del historial clínico.

219

220

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

___________________________________________ T É R M I N O S Acido ureico A daram iento de creatinina Amoniaco Azoem ia Creatina Creatinina Filtrado libre de proteína

Gota Hiperuricemia Hipouricemia Método cinético de medición Método enzim ático aco­ plado

La d eterm inación de sustancias de nitrógeno no proteín i­ co en la sangre ha sido em pleado de ordinario para m on itorear la fu n ció n renal. E l térm ino nitrógeno no proteínico (NNP) se originó en los prim eros días de la quím ica clínica cuando la m etodología analítica requería la elim inación de proteína de la m uestra antes del análisis. La con cen tració n de com puestos que contien en nitrógeno en este filtrad o libre de proteínas se cuantificó espectrofotom étricam ente m ediante la conversión de nitrógeno en am oniaco, y la reacció n posterior con el reactivo de N essler (HgI 2/KI) para producir un co lo r am arillo .1 Este m étodo tiene difi­ cultades técnicas, pero es considerado com o el más exacto para la d eterm inación de la co n cen tració n de NNP total. Sin em bargo, la inform ación clín ica más ú til se obtiene al analizar en una m uestra del pacien te cada uno de los com ponentes de la fracción de NNP. La determ inación del nitrógeno de la orina es de valor en la evaluación del balance de nitrógeno para m anejo n u tricio n a l .23 La fracción de NNP com prende cerca de 15 com pues­ tos de interés clín ico (cuadro 9 -1 ). La m ayor parte de estos com puestos proviene del catabolism o de las proteínas y ácidos nucleicos.

UREA Bioquím ica E l com puesto de NNP presente en con cen tració n más alta en la sangre es la urea (fig. 9 -1 ). Se sin tetiza en el hígado

C L A V E Nitrógeno no proteínico (NNP) Posrenal Prerrenal Reabsorción Relación de nitrógeno de urea/creatinina

de C 0 2 y el am oniaco que proviene de la d esam inación de am inoácid os en las reacciones del ciclo de la urea. Esta últim a es el producto excretorio principal del m etabolis­ m o de p roteín as .4 D espués de la síntesis en el hígado, la urea es llevada en la sangre hacia el riñ ón , donde se filtra fácil desde el plasm a por el glom érulo. La m ayor parte de la urea en el filtrado glom erular se excreta por la orina, aunque hasta 40% se reabsorbe por difusión pasiva duran­ te el paso del filtrado por los túbulos renales. La cantidad reabsorbida depende del flujo de orina y el grado de deshi­ dratación. Pequeñas cantidades de urea ( < 1 0 % del total) se excretan por el tubo digestivo (T D ) y la piel. La co n ­ cen tración de urea en el plasm a se determ ina por fu nción renal y perfusión, el contenido de proteína de la dieta y la cantidad de catabolism o de proteína. E l térm ino nitrógeno de urea sanguíneo (ÑUS) se ha em pleado para referirse a la d eterm inación de urea porque los ensayos h istóricos para urea se basaban en la m ed ición de nitrógeno. N itrógeno de urea (N de urea) es un térm ino m ás apropiado.

Correlaciones de enferm edad Una con cen tració n alta de urea en la sangre se flama a z o e­ mia. La con cen tració n de urea plasm ática m uy alta acom ­ pañada de insu ficiencia renal se llam a urem ia, o síndrome urém ico. Tiene consecuen cias fatales si no se trata m ediante diálisis o trasplante. Las cond iciones que provocan in cre­ m entos de urea plasm ática se clasifican según la causa en tres categorías principales: prerrenal, renal y posrenal.

CUADRO 9-1. COMPUESTOS DE NITRÓGENO NO PROTEÍNICO DE IMPORTANCIA CLÍNICA CONCENTRACIÓN PLASM ÁTICA CO M PU ESTO

APRO X IM A D A (% DE NNP TOTAL)

Urea

45

Aminoácidos

20

Ácido úrico

20

Creatinina

Secreción Tasa de filtración glom erular (TFG) Urea Uremia o síndrome urémico

o

h 2n '

nh2

nh2

5

Creatina

1 -2

h2n

Amoniaco

0 .2

FIGURA 9-1.

Estructura de la urea.

221

CAPITULO 9 ■ COMPUESTOS DE NITRÓGENO NO PROTEÍNICO

E l flujo sanguíneo renal reducido causa azoem ia prerrenal. M enos sangre y, por tanto, m enos urea se entregan al riñón; y, en consecu encia, se filtra m enos urea. Los factores causantes son insuficiencia cardíaca congestiva, choqu e, hem orragia, deshidratación y otros factores que dan com o resultado una d ism inución im portante en el volum en san­ guíneo. La cantidad de m etabolism o de pro teína tam bién causa cam bios prerrenales en la con cen tració n de urea en la sangre. Una dieta con alto contenid o de proteína o catabolism o proteín ico increm en tado, com o ocurre en la fiebre, enferm edad mayor, estrés, terapia con corticosteroides y hem orragia gastrointestinal, pueden increm entar la con cen tració n de urea. La con cen tració n de urea plasm á­ tica se reduce durante períodos de b aja ingestión de pro­ teínas o síntesis increm entada de éstas, com o durante el em barazo tardío y la infancia. La fu nción renal reducida causa u n in crem en to en la co n cen tració n de urea plasm ática com o resultado de la excreció n com prom etida de urea. Las causas renales de aum ento de urea inclu yen insu ficiencia renal aguda y cró ­ nica, nefritis glom erular, necrosis tubular y otra enferm e­ dad renal intrínseca (véase el capítulo 2 4 , Función renal). La azoem ia posrenal puede ser debida a o b stru cción del flujo de orina en cualquier parte del tracto urinario por cálculos renales, tum ores de la vejiga o próstata, o in fec­ ció n grave. Las causas principales de concentración de urea plasmáti­ ca reducida son ingestión reducida de proteínas y enfermedad hepática grave. Las condiciones que afectan a la concentra­ ción de urea plasmática se resumen en el cuadro 9-2. E l cálculo de la relación nitrógeno de urea]creatinina, que norm alm en te es 10:1 a 20: 1 , ayuda a la diferenciación de la causa de con cen tració n anorm al de urea. Las con d i­ ciones prerrenales tienden a aum entar la urea plasm ática, m ientras que la creatinina plasm ática perm anece norm al,

CUADRO 9-2. CAUSAS DE CONCENTRACIÓN DE UREA PLASM ÁTICA ANORMAL Concentración incrementada Prerrenal

Insuficiencia cardíaca congestiva Choque, hemorragia Deshidratación Catabolismo de proteína incrementado

lo que causa una relación alta de N de urea/creatinina. E n con d icio n es posrenales se observa por lo com ú n una relación alta de N de urea/creatinina con una co n cen tra­ ció n de creatinina increm entada. U na relación b aja de N de urea/creatinina se observa en con d iciones relacionadas co n p rod u cción reducida de urea, com o ingestión b aja de proteínas, necrosis tubular aguda y hepatopatía grave.

M étodos analíticos Las m ediciones de urea se realizaron al principio en un filtrado libre de proteínas de sangre total y con base en la medición de la cantidad de nitrógeno. Los métodos analíticos actuales han retenido esta costumbre y, por lo com ún, la urea se expresa en términos de la concentración de nitrógeno en vez de la con cen tració n de urea. La co n cen tració n de nitrógeno de urea se puede convertir a concentración de urea multiplican­ do por 2 .1 4 , com o se muestra en la ecuación 9-1.

1 mg de N de urea ^ 1 m m ol N x 1 m m ol urea di

14 mg N 6 0 mg urea

x

2 m m ol N

2 .1 4 mg urea

------- = ----------T ------

1 m m ol urea

(Ec 9-1)

di

La con cen tració n de nitrógeno de urea en m iligram os por decilitro se puede convertir a con cen tració n de urea en m ilim oles por litro al m u ltip licar por 0 .3 6 . Se han em pleado dos m étodos analíticos para evaluar la urea. E l m ás antiguo y el que se usa con m ás frecuencia conlleva la hidrólisis de urea m ediante la enzim a ureasa (am idohidrolasa de urea, E C 3 .5 .1 .5 ), seguida de la cuantificació n de ion am onio (NH4+) producido en la reacción. C on los prim eros m étodos co lorim étricos se em pleaba el reactivo de N essler o la reacción de B erth elot con nitroprusiato para detectar NH ++.5 E l m étodo cin ético m ás com ún em pleado clín icam en te acopla la reacció n de ureasa con la deshidrogenasa de L-glutam ato (G LD H , E C 1 .4 .1 .3 ) y m ide la tasa de desaparición del d inucleótido de n icotin am ida y adenina (NADH reducido) a 3 4 0 nm (fig. 9 -2 ).6 Se ha descrito una m odificación de este m étodo con ureasa b acteriana para m edir urea en m uestras de o rin a .7 E l am onio de la reacción de ureasa se puede m edir tam ­ b ién por el cam bio de color relacionado con un indicad or

Terapia de corticosteroides Renal

Insuficiencia renal aguda y crónica Nefritis glom erular

Posrenal

Obstrucción del tracto urinario

Concentración reducida

Ingestión baja de proteínas

U re a

Ureasa

2NH4+ + H C 0 3~

GLDH NH4+ + 2-oxoglutarato^=— NADH

glutamato NAD+ + H+

Hepatopatía grave Vómito y diarrea intensos Embarazo

GLDH = deshidrogenasa de glutamato (EC 1.4.1.3) FIGURA 9-2.

Ensayo enzimático para la urea.

222

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

de pH. Este m étodo ha sido incorporado en instrum entos que usan reactivos líquidos, u n form ato de película m ulticapas, y tiras de reactivo .8'10 Se puede usar un electrodo para m edir la tasa de incre­ m ento en la conductividad cuando se producen iones am onio de la urea .11 Debido a que se m ide la tasa de cam ­ bio en la conductividad, la con tam in ación con am oniaco no es u n problem a com o co n otros m étodos. Se han desa­ rrollado m étodos p o ten ciom étricos en los que se usa un electrodo selectivo de iones am o n io .12 La urea puede m edirse por cond en sación con diacetil m onoxim a con la presencia de u n ácido fuerte y u n agente oxid ante para form ar un derivado de diacina am arillo .13 E l hierro (III) y la tiosem icarbacida se ad icionan para esta­ bilizar la reacció n m ixta a color .14 La ventaja principal de este m étodo directo de m ed ición de urea es que el am onia­ co n o interfiere. E n otro m étodo d irecto la urea reacciona con el o-ftalaldehído y la naftiletilendiam ina para form ar u n crom ógeno que se puede m edir .15 Se ha propuesto la esp ectrom etría de m asa con d ilu­ ció n de isótopo com o un m étodo definitivo para u rea .16

E l ensayo en zim ático acoplado de ureasa/GLDH realizado en un filtrado libre de proteína ha sido usado com o un m étod o de referen cia .17 Los m étod os an alítico s se resu­ m en en el cuadro 9 -3 .

Requisitos de la m uestra y sustancias que interfieren La concen tración de urea se puede m edir en plasma, suero u orina. Si se recolecta plasma, se deben evitar los iones am o­ nio y las concentraciones altas de citrato de sodio y fluoruro de sodio. E l citrato y el fluoruro inhiben la ureasa. Aunque el contenido de proteína de la dieta afecta la concentración de urea, el efecto de una sola com ida que contenga proteína es m ínim o y, por lo regular, no se requiere m uestra de ayu­ no. Se recom ienda una m uestra no hemolizada. La urea es susceptible a descom posición bacteriana, así que se deben refrigerar las m uestras (en particular orina) que no se vayan a analizar en pocas horas. Las m uestras de orina program a­ da se deben refrigerar durante el período de recolección. Los m étodos para plasma o suero pueden requerir modifi-

ES T U D IO D E C A S O 9-1 U n varón de 6 5 años de edad es admitido por primera vez para tratamiento de enfermedad pulm onar obstructiva crónica, insuficiencia renal y cardiomegalia significativa. Los datos de laboratorio pertinentes en la admisión (5/31) se muestran en el cuadro 9-1.1 de estudio de caso. D ebido a la dificultad respiratoria grave, el paciente fue transferido a la unidad de cuidado intensivo, se le colocó en u n respirador y se le adm inistraron diuré­ ticos y líquidos intravenosos (IV ) para prom over diu­ resis. Este tratam iento trajo una m ejo ría significativa en el gasto cardiaco y la fu n ció n renal, com o m uestran los resultados de laboratorio varios días después (6/3). D espués de dos días más en el respirador con terapia IV, la función renal del pacien te volvió a la norm alidad y, cuando se le dio de alta, sus resultados de laboratorio fueron norm ales (6/7). E l paciente fue admitido de nuevo 6 meses después debido a que su familia no pudo reanimarlo. E n la admi­ sión, el paciente presentó un corazón muy agrandado con enfermedad pulm onar grave, insuficiencia cardiaca y probable insuficiencia renal. Los estudios de laboratorio en la adm isión fueron com o se muestra en el cuadro 91.2 de estudio de caso. Se hicieron num erosos intentos para m ejorar la función cardiaca y pulm onar del pacien­ te, todos en vano, y éste m urió cuatro días después.

Pregunta 1. ¿Cuál es la causa más probable de la elevada co n ­ centración de nitrógeno de urea del paciente? ¿Q ué datos apoyan su con clu sión?

CUADRO 9-1.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO (PRIMERA ADMISIÓN) __________ PRUEBA

5/31

6/3

6/7

N de urea, mg/dl

45

24

11

Creatinina, mg/dl N de urea/creatinina pH

1.8 25 7.22

1.3

0.9

18.5

12.2

7.5

PC02, mmHg

74.4

48.7

P02, mmHg

32.8

57.6

Oz, sat, %

51.3

91.0

CUADRO 9-1.2 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO (SEGUNDA ADMISIÓN)___________________ N de urea, mg/dl

90

C re a tin in a , mg/dl

3.9

Á cid o úrico, mg/dl

1 2 .0

N de urea/creatin in a

23

PH

7.35

P C 0 2, mmHg

59.9

P 0 2, mmHg

34.6

0 2, sat, %

63.7

CAPÍTULO 9 ■ COMPUESTOS DE NITRÓGENO NO PROTEÍNICO

223

C U A D R O 9-3. RESUMEN DE MÉTODOS ANALÍTICOS, UREA MÉTODOS ENZiMÁTICOS Ureasa U rea + H2Q ---------* 2NH4+ + CO 3-2

Los m étodos em p lean un prim er paso sim ilar En zim ático acoplado a GLDH

GLDH NH4+ + 2-oxogl uta rato + N A D H ---------* N A D ++ g !utam ato + H 2Q

C o lo ran te ind icado r

NH3++ ind icado r de p H ---------* cam bio de color

C o nd uctim étrico

La conversión de urea no io nizad a a NH4+y H C 0 32_ da com o resu ltado au m en to de la co nductividad NH4+ + SNaQCI 2fen o l

B erth elo t

Em pleado en instru­ m entos autom atizados; m ejor como m edición cinética; posible m éto­ do de referencia

N itroprusiato/O H ----------------------- » indofenol + 5NaC! + 5H2Q

Métodos químicos H+ M ono xim a de d ia c e tilo + H 20 ---- * d iace tilo +H O N H 2 Calor

M ono xim a de diacetilo

H+ U re a + d iacetilo ---- » diacina (a m arilla) + 2H 20 H+ U rea + o -ftalald eh ído ---- » isoindolina

o -Ftaldehído

Em pleado en reactivos de película multicapa, tiras de reactivo en polvo y sistemas autom atizados Específico y rápido No esp ecífico; m uy sensible a in te rfe re n ­ cia de NH 3 endó geno

No esp ecífico; em plea reactivo s tóxicos

Em pleado en instru­ m entos auto m atizado s; n inguna interferencia de NH3, interferencia de sulfam idas

H' Iso indolina + N -(1-n aftil)e tilen d iam in a ---- > producto co lo reado

cación para uso con m uestras de orina debido a la alta con ­ centración de urea y la presencia de am oniaco endógeno.

Intervalo de referencia18 N itrógeno de urea Adulto Suero o plasm a O rina de 2 4 h

6 -2 0 mg/dl

(2 .1 -7 .1 mmol/L de urea) 12 a 2 0 g/día (0 .4 3 -0 .7 1 mol/día de urea)

CREATININA/CREATINA Bioquímica La creatina se sintetiza sobre todo en el hígado a partir de arginina, glicina y m etionina .4Luego, es transportada a otro tejido, com o el m úsculo, donde se convierte en fosfocreatina, que sirve com o una fuente de alta energía. E l fosfato de creatina pierde ácido fosfórico, y la creatina pierde agua para form ar creatinina, que pasa hacia el plasma. Las estruc­ turas de estos com puestos se m uestran en la figura 9-3.

La creatinina se libera hacia la circulación a una tasa rela­ tivamente constante, que se ha demostrado es proporcional a una masa muscular individual. Se elimina de la circulación por filtración glomerular y se excreta por la orina. El túbulo próxi­ mad secreta cantidades adicionales de creatinina. Los túbulos renales pueden reabsorber también cantidades pequeñas .19 La concentración de creatinina plasmática es una función de la masa m uscular relativa, la tasa de recam bio de creatina y la función renal. La cantidad de creatinina en la corriente sanguínea es razonablem ente estable, aunque el contenido proteínico de la dieta afecta la concentración plasmática. Com o resultado de la constancia observada de producción endógena, la determ inación de excreción de creatinina ha sido empleada com o una m edición de la integridad de las recolecciones de orina de 2 4 h en un determ inado individuo, aunque puede ser que este m étodo sea poco confiable .20

Correlaciones de enferm edad C reatinina La alta con cen tració n de creatinina se relaciona con la fu n ció n renal anorm al, en particular cuando se relaciona

224

PARTE II ■ CORRELACIONES CLINICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALITICOS

h 2o

+ A TP CK

ADP + Creatinina

Fosfato de creatina FIGURA 9-3. Interconversión de creatina, fosfato de creatina y creatinina.

C K = cinasa de creatina (EC 2.7.3.2)

con la fu nción glomerular. La tasa d e filtración glom erular (GFR) es el volum en de plasm a filtrado (V) por el glom éru lo por unidad de tiem po (t). V

GFR = -

t

(Ec. 9-2)

Suponiendo que se puede m edir una sustancia, S, y es fil­ trada sin dificultad en el glom érulo, y los túbulos n u nca la secretan o reabsorben, el volum en de plasm a filtrado sería igual a la masa de S filtrada (Ms) dividida entre su co n cen ­ tración plasm ática (Ps). V= ^ -

(Ec. 9-3)

La m asa de S filtrada es igual al producto de su co n cen ­ tración en la orina (L7S) y el volum en de orina (V L,).

Ms = U sVu

(Ec. 9-4)

Si se co n o cen las con cen tracio n es de S en orina y plas­ m a, el volum en de orina colectado y el tiem po en el que se recolectó la m uestra, se puede calcular la T F G . G

F R A

(Ec. 9-5)

PSt E l aclaram iento de una sustancia es el volum en de plas­ ma del cual se elim inó esa sustancia por unidad de tiem ­ po. La fórm ula para el aclaram iento de creatinina (CrCl) se

expresa com o sigue, donde U Cr es co n cen tració n de crea­ tinina en la orina y PCr es la con cen tració n de creatinina en el plasma.

C r C l^ ^ JL

(Ec. 9-6)

Pcfi Por lo general, el aclaram iento de creatinina se expre­ sa en unidades de ml/min, y se puede corregir por área de superficie corporal (véase el capítulo 2 4 , Función renal). El aclaram iento de creatinina sobrestim a la T F G porque los túbulos renales reabsorben una pequeña cantidad de creati­ nina y secretan hasta 10% de creatinina de orina. Sin embar­ go, el A Cr provee una aproxim ación razonable de T F G .21 De la ecu ación 9 -6 , se ve que la co n cen tració n de creatinina en plasm a es inversam ente proporcional al aclaram iento de creatinina. P or tanto, cuando aum enta la co n cen tració n de creatinina plasm ática, dism inuye la T F G , lo que indica daño renal. Por desgracia, la creatinina plasm ática es una m arcador de cierta form a in sensible y existe la posibilidad de que no se increm en te de m anera m ensurable hasta que la fu nción renal se haya deteriora­ do m ás de 5 0 % .4 La relación observada entre la creatinina plasm ática y la T F G y la observación de que las co n cen ­ traciones de creatinina plasm ática son de cierta m anera constan tes y n o afectadas por la dieta, hacen que la creati­ n ina sea un buen analito para la evaluación de la fu n ción renal. Sin em bargo, debido a las dificultades encontradas al analizar la cantidad pequeña de creatinina que por lo regular está presente (véase la exp licación en Métodos an a­ líticos), es posible que la m edición de creatinina plasm á-

CAPÍTULO 9 ■ COMPUESTOS DE NITRÓGENO NO PROTEÍNICO

225

ES T U D IO D E C A S O 9-2 Una m u jer de 8 0 años de edad fue admitida con diagnós­ tico de hipertensión, insuficiencia cardíaca congestiva, anem ia, posible diabetes e insuficiencia renal crónica. Fue tratada con diuréticos y líquidos IV y dada de alta cuatro días después. Sus resultados de laboratorio se m uestran en el cuadro 9-2 .1 de estudio de caso. C inco m eses después, fue adm itida de nuevo para tratam iento de ataques de disnea. Se le asignó una dieta especial y m edicam entos para con trolar su h ip erten ­ sión y fue dada de alta. E l personal m édico cree que la paciente no está tom ando su m edicam ento com o se le prescribió, así que se le asesoró en relación con la im portancia de tom ar dosis regulares.

Preguntas 1. ¿C uál es la causa más probable de la alta con cen tra­ ció n de nitrógeno de urea de la pacien te? ¿Q ué datos apoyan su conclu sión? 2. N ote que el diagnóstico de adm isión de esta paciente es “posible d iabetes”. Si la paciente en realidad tiene d iabetes, con con cen tració n alta de glucosa sanguí­ nea y acetona positiva, ¿que efecto tendría esto en los valores m edidos de creatinina? E xplique.

CUADRO 9-2.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO S E G U N D A A D M IS IÓ N

P R IM E R A A D M ISIÓ N 2/11

2/15

7/26

7/28

N de u re a , mg/dl

58

*

*

6 1.0

C re a tin in a , mg/dl

6.2

6.2

6.4

6 .0

10.0

*

*

9.2

9.4

*

*

10.1

113

*

Á c id o ú rico , mg/dl N d e u re a /c re a tin in a G lu co sa, mg/dl *

86

80

Indica prueba no realizada.

tica no provea sensibilidad suficiente para la d etección de disfu nción renal leve. Han sido propuestos varios analitos, inclu so la cistatina C, para m onitorear la T F G .22

C rea tin a E n la enferm edad del m ú sculo com o distrofia m uscular, p oliom ielitis, hipertiroidism o y traum atism o, las co n cen ­ traciones de creatina plasm ática y creatinina urinaria sue­ len ser altas. Las con cen tracio n es de creatinina plasm ática por lo regular son norm ales en estos pacientes. La m edi­ ció n de cinasa de creatina se em plea para el diagnóstico de enferm edad del m úsculo porque los m étodos analíti­ cos para creatina no están d isponibles con facilidad en los laboratorios clín ico s. E n la enferm edad renal no aum enta la con cen tració n de creatina plasm ática .19

M étodos analíticos para creatinina L os m étod os em pleados co n m ás frecu en cia para m edir creatin in a se basan en la re a cció n de Ja ffe d escrita por prim era vez en 1 8 8 6 .23 E n esta rea cció n , la creatin in a reaccio n a co n el ácido p ícrico en d iso lu ció n alcalina para form ar u n crom ógeno ro jo -n a ra n ja . E n 1 9 1 9 F o lin y W u ad optaron la reacció n para la m ed ición de creatinina san g u ín ea .24 La reacció n es in esp ecífica y está su jeta a in terferen cia positiva de u n g ran nú m ero de com p u estos,

com o aceto a ceta to , acetona, asco rb ato , glucosa y piruvato. Se o b tien en resultados m ás e xa cto s cu ando la cre a ti­ n ina en un filtrado libre de proteín a se absorbe en tierra de F u lle r (silica to de m agnesio de alu m in io) o reactivo de Lloyd (silica to de alum inio de so d io ), luego se eluye y se h ace rea ccio n a r con p icrato a lc a lin o .25 D ebido a que este m étod o es tardado y no se autom atiza co n facilidad, n o se em plea de form a ru tinaria. Se han em pleado dos m étodos para in crem en tar la especificidad de m étodos de análisis para creatinina: un m étodo de Ja ffe cinético y reacción con varias enzim as. En el m étodo de Ja ffe cin ético, el suero se m ezcla con picrato alcalino y se m ide la tasa de cam bio en la absorban cia .26 Aunque este m étodo elim ina algunos de los reactantes no esp ecíficos, está su jeto a interferen cia por cetoácid os a y cefalosporinas .27 La bibrrubina y la hem oglobina pueden causar un sesgo negativo, probablem ente u n resultado de su d estrucción en la base fuerte utilizada. U n estudio del m étodo de Ja ffe cinético y varios m étodos enzim áticos indicaron que aún se tiene que lograr la elim in ación de interferencia en la m edición de la creatinina sérica .28 E l m étodo de Ja ffe cinético se em plea de form a rutinaria a pesar de estos problem as porque no es caro, es rápido y fácil de realizar. En un esfuerzo por increm entar la especificidad de la reac­ ción de Jaffe, se han elaborado varios métodos enzimdticos

226

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

acoplados.29’30 E l m étodo con creatininasa (am idohidrolasa de creatin in a [E C 3 .5 .2 .1 0 ] ) , creatinasa (am id in oh id ro lasa de creatina [EC 3 .5 .3 .3 ]), oxidasa de sarcosina (EC 1 .5 .3 .1 ) y peroxidasa (E C 1 .1 1 .1 .7 ) ha sido adaptado para uso en un analizador de placa seca .31 O tro m étodo para el análisis de creatinina ha sido la m ed ición del color form ado cuando la creatinina reacciona

con 3 ,5 -d in itro b en z o a to .32 Este m étodo ha sido adaptado co n éxito a una tira reactiva. Sin em bargo, el color produ­ cido es m enos estable que el del crom ógeno de Ja ffe .ls Se han desarrollado m étodos de crom atografía líquida de alta presión (CLA P). E n uno de los m étodos se emplea el pretratam iento de la m uestra con ácido tricloracético para rem over proteína, cromatografía de intercam bio iónico y

CUADRO 9-4. RESUMEN DE MÉTODOS ANALÍTICOS» CREATININA Métodos químicos basados en la reacción de Jaffe Jaffe-cinético

Jaffe con adsorbente

Jaffé sin adsorbente

Reacción de Jaffe efectuada directam ente en la muestra; detección de form ación de color programada para evitar interferencia de cromógenos no creatinínicos

Sesgo positivo de a-cetoácidos y cefalosporinas; requiere equipo autom atizado para precisión

“OH Creatina +picrato complejo rojo-anaranjado Creatinina en el filtrado libre de proteína es adsorbida en tierra de Fuller (silicato de alum inio y magnesio); luego, se hace reaccionar con picrato alcalino para fo rm ar un complejo coloreado

El adsorbente mejora la especificidad; método de referencia considerado pre­ viam ente

La creatinina en el filtrado libre de proteína reacciona con picrato alcalino para form ar complejo coloreado

Sesgo positivo de ácido ascórbico, glucosa, glutatió n, a-cetoácidos, ácido úrico y cefalosporinas

Métodos enzimáticos

Creatininasa-CK

. . Creatinina Creatininasa + H , 0 * Creatina

Requiere muestra grande; no se emplea de forma amplia

CK

Creatina + ATP ——» fosfato de creatina + ADP ADP+ fosfoenolpiruvato

Piruvato + NADH + H+

Creatininasa-H20 2

Creatinina + H ,0

Creatina + H20

PK

LD

* piruvato + ATP

lactato + NAD+

Creatininasa

Creatinasa

Sarcosina + 0 2 + H20

» Creatina

sarcosina + urea

Oxidasa de sacosina Glicina + CH20 + H20 2

H20 2 + sustrato incoloro

A daptado para uso como método de placa seca; potencial para reem plazar a Jaffe; ninguna interfe­ rencia del acetoacetato o cefalosporinas; algún sesgo positivo debido a iidocaína

Peroxidasa producto coloreado+ H20

Otros métodos Ácido 3,5-dinitrobenzoico (DNBA)

Creatinina + D N B A

CLAP

Crom atografía de fase inversa o de intercambio catiónico

“OH » producto púrpura

Empleado en tiras reacti­ vas; producto coloreado inestable A ltam ente específico; método de referencia propuesto

CAPÍTULO 9 ■ COMPUESTOS DE NITRÓGENO NO PROTEÍNICO

d etección ultravioleta (U V) de creatinina .33 Otro m étodo com bina la separación por CLAP con determ inación enzi­ m ática de concentración de creatinina .34 Am bos m étodos han sido recom endados com o m étodos de referencia para creatinina sérica. La espectrom etría de masas con dilución de isótopo ha sido propuesta com o un m étodo definitivo .35 E l desarrollo y uso de m étodos más exactos para crea­ tinina plasm ática que tien den a dar valores m enores ten­ drá un efecto significativo en los resultados obtenidos para aclaram iento de creatinina porque los resultados para creatinina urinaria no están su jetos a tantas interferencias com o la creatinina plasm ática. E l uso de m étodos más esp ecíficos para la m ed ición de creatinina plasm ática pue­ de dar com o resultado tasas de aclaram iento en apariencia m ás altas. E stos resultados requerirán interpretación cu i­ dadosa .21 Los m étodos analíticos para creatinina se resu­ m en en el cuadro 9-4.

Requisitos de la m uestra y sustancias que interfieren La creatinina se puede m edir en plasm a, suero u orina. Las m uestras hem olizadas e ictéricas se deben evitar en particular si se em plea un m étodo de Jaffe. Las m uestras lipém icas pueden producir resultados erróneos en algunos m étodos. No se requiere una m uestra de ayuno, aunque la ingestión alta de proteínas puede elevar de form a tran sito­ ria las con cen tracio n es séricas. La orina se debe refrigerar después de la recolección o congelar si se requieren más de 4 días de alm acen aje .18

Fuentes de error E l ascorbato, glucosa, a-cetoácid os y el ácido úrico pueden increm entar la concentración de creatinina medida por la reacción de Jaffe, en particular a temperaturas superiores a 30°C . Esta interferencia se reduce de form a im portante cuando se aplica una m edición cinética. Dependiendo de la concentración de los reactivos y el tiem po de m edición, la interferencia de los a-cetoácid os puede persistir en métodos de Jaffe cinéticos. Algunas de estas sustancias interfieren en los m étodos enzim áticos para m edición de creatinina. La bilirrubina causa un sesgo negativo en los m étodos de Jaffe y enzim áticos. E l ascorbato interferirá en los m étodos enzi­ m áticos que em plean peroxidasa com o reactivo .28 Los pacientes que tom an an tibióticos de cefalosporina pueden tener resultados elevados falsam ente cuando se em plea la reacción de Jaffe. Se ha dem ostrado que otros fárm acos increm en tan los resultados de creatinina. La dopam ina, en particular, afecta tanto a los m étodos enzi­ m áticos com o a los de Jaffe. La lidocaína causa un sesgo positivo en algunos m étodos en zim ático s .36 U n estudio del m étodo de Ja ffe cin ético y varios m éto­ dos enzim áticos indicaron que aún se tiene que lograr la elim inación de interferencia en la m ed ición de creatinina sérica .28 E l uso de una técnica de ajuste de curvas m u ltipunto y no la d eterm inación trad icional de tiem po fijo de dos puntos para calcular la co n cen tració n de creatinina es una so lu ció n propuesta .37

227

CUADRO 9-5. INTERVALOS DE REFERENCIA PARA CREATININA EN PLASM A O SUERO mg/dl (¡¿mol/L) _ _ _ _ _ _ _ _ _ JAFFE

POBLACIÓN

ENZIMÁTICO

A d u lto M ujer

0 .6 -1 .1 (5 3 -9 7 )

0 .5 -0 .8 (4 4 -7 1 )

Varón

0 .9 -1 .3 (8 0 -1 1 5 )

0 .6 -1 .1 (5 3 -9 7 )

0 .3 -0 .7 (2 7 -6 2 )

0 -0 .6 (0 -5 3 )

Niño

Intervalo de referencia18 Los intervalos de referencia varían co n el tipo de ensayo, edad y g én ero .18 La con cen tració n de creatinina dism inuye con la edad com enzando en la quinta década de la vida. Los intervalos de referencia del suero se enum eran en el cuadro 9 -5. Creatinina A dulto, m u jer

O rina de 24 h

A dulto, varón

600 a 1800 mg/día 800 a 2000 mg/día

(5 .3 a 15.9 mmol/día) (7 .1 a 17.7 mmol/día)

M étodos analíticos para creatina E l m étodo tradicional para la m ed ición de creatina depen­ de del análisis de la m uestra con un m étodo de Jaffe de p u nto final para creatinina antes y después de que se caliente en disolu ción ácida. E l calentam ien to convierte a la creatina en creatinina y la diferencia entre las dos m ues­ tras es la con cen tració n de creatina. Las tem peraturas altas podrían originar la form ación de crom ógenos adicionales, y la p recisión de este m étodo es d eficiente. Se han desa­ rrollado varios m étodos enzim áticos; un o es el ensayo de creatininasa. Se om ite la enzim a in icial y la cinasa de crea­ tina (E C 2 .7 .3 .2 ), cinasa de piruvato (E C 2 .1 .7 .4 0 ) y la deshidrogenasa de lactato (E C 1 .1 .1 .2 7 ) se acop lan para p roducir un producto coloreado m ensu rable .38 La creatina se puede m edir m ediante CLA E 39,40

ÁCIDO ÚRICO Bioquímica E n los prim ates superiores, com o hum anos y sim ios, el

ácido úrico es el producto de d escom posición final del m etabolism o de la pu rin a .4 La m ayor parte de los m am ífe­ ros tienen la capacidad para catabolizar purinas a alantoína, un producto final más soluble en agua. E sta reacción se m uestra en la figura 9-4. Las purinas, com o la adenosina y la guanina de la des­ com posición de ácidos nu cleicos ingeridos o de la destruc­ ción de tejid o, son convertidas en ácido úrico, sobre todo en el hígado. E l ácido úrico es transportado en el plasma del hígado a los riñones, donde se filtra a través del glom érulo. La reabsorción de 9 8 a 100% del ácido úrico en el filtrado glom erular ocurre en los túbulos proxim ales. Los túbulos

228

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

O H -N

-O

4-

0 2 + 2 H20

NH2

Uricasa

-O + C 0 2 + 2 H20 2

"NH Acido úrico

Alantoína FIGURA 9-4.

Conversión de ácido úrico a alantoína.

distales secretan pequeñas cantidades de ácido úrico en la orina. Esta ruta representa casi 70% de la excreción diaria de ácido úrico. E l resto se excreta hacia el tubo digestivo y las enzim as bacterianas se encargan de degradarlo. Casi todo el ácido ú rico en el plasm a se presenta com o urato m onosód ico. E n el pH del plasm a, el urato es rela­ tivam ente insolu ble; a con cen tracio n es m ayores que 6 .4 mg/dl, el plasm a se satura. Com o resultado, los cristales de urato se pueden form ar y precipitar en el tejido. E n la orina a un pH < 5 .7 5 , el ácido ú rico es la especie predom i­ n an te y se podrían form ar cristales de ácido úrico.

Correlaciones de enferm edad Tres estados m orbosos principales se relacionan con la co n cen tració n plasm ática alta de ácido ú rico: gota, cata­ bolism o increm entado de ácidos n u cleico s, y enferm edad renal. La gota es una enferm edad hallada sobre todo en los varones y, por lo com ún, se diagnostica entre los 3 0 y 5 0 años de edad. Los pacien tes tienen dolor e inflam ación de las articulaciones a causa de la p recipitación de uratos de sodio. E n 2 0 a 30 % de estos pacien tes, la hiperuricem ia es u n resultado de la sobreprod ucción de ácido ú rico, aun­ que la hiperuricem ia puede ser exacerbada por una dieta rica en purina, fárm acos o alcohol. La co n cen tració n de ácido ú rico plasm ático en estos pacientes es por lo regular m ayor que 6 .0 mg/dl. Los pacientes con gota son m uy sus­ ceptibles a desarrollar cálculos renales, aunque no todos los pacientes co n concentraciones altas de urato sérico presentan esta com plicación. E n las m u jeres, la co n cen ­ tración de urato aum enta después de la m enopausia. Las m u jeres posm enopáusicas pueden desarrollar h iperurice­ m ia y gota. E n casos graves, los depósitos de uratos llam a­ dos tofos, se form an en el tejid o y causan deform idades. O tra causa com ún de con cen tració n plasm ática alta de ácido ú rico es el m etabolism o increm en tado de n ú cleos de célu las, com o ocu rre en pacien tes con quim ioterapia para enferm edades proliferativas com o leu cem ia, linfom a, m ie­ lom a m últiple y policitem ia. E l m onitoreo de ácido úrico en estos pacientes es im portante para evitar n efro toxicidad. E l alopu rinol, que inhibe a la oxidasa de xantin a (E C 1 .1 .3 .2 2 ), una enzim a en la vía de síntesis de ácido ú rico, se em plea com o tratam iento. Los pacientes con anem ia h em olítica o m egaloblástica pueden exh ibir con cen tració n alta de ácido úrico. La

enferm edad renal cró n ica causa u n aum ento en la co n cen ­ tración de ácido úrico porque se d eterioran la filtración y la secreción. Sin em bargo, el ácido ú rico no es ú til com o indicad or de la fu n ció n renal porque m u chos otros facto­ res afectan su con cen tració n plasm ática. Las co n cen tra cio ­ nes de urato en el plasm a arriba de 6 mg/dl se relacionan co n el desarrollo de com plicaciones de gota (cuadro 9 -6 ). La con cen tració n alta de ácido ú rico es secundaria a la enferm edad de alm acen aje de glucógeno (d eficiencia de glucosa- 6-fosfatasa, E C 3 .1 .3 .9 ) y otras deficien cias enzim áticas congénitas. Se producen cantidades excesivas de m etabolitos, com o lactato y triglicéridos, y com piten con el urato para excreció n renal en estas enferm edades .19 E l síndrom e de L esch-N yhan es un trastorno genético ligado al crom osom a X (visto sólo en varones) causado por d eficiencia com pleta de guanina hipoxantina fosforrihosiltransferasa (HGPRT, E C 2 .4 .2 . 8), una enzim a im por­ tante en la biosíntesis de purinas. La falta de esta enzim a evita la reutilización de bases de purina en la vía de resca­ te de nu cleótid o. La síntesis increm entada de nu cleótid os

CUADRO 9-6. CAUSAS DE ÁCIDO ÚRICO ______________ PLASMÁTICO IN CREM EN TAD O Mayor ingestión en la dieta Aum ento de la producción de urato Gota Tratamiento de enfermedad mieloproliferativa con fármacos citotóxicos Excreción reducida Acidosis láctica Toxemia de embarazo Enfermedad de almacenaje de glucógeno tipo I (deficiencia de glucosa-6-fosfatasa) Tratamiento con fármacos Venenos: plomo, alcohol Enfermedad renal Defectos enzim ático de la vía catabolítica Síndrome de Lesch-Nyhan

CAPITULO 9 ■ COMPUESTOS DE NITRÓGENO NO PROTEÍNICO

de purina y del producto de degradación, ácido ú rico, da com o resultado con cen tracio n es altas de ácido ú rico en plasm a y o rin a .41 Síntom as neurológicos, retraso m ental y autom u tilación caracterizan a esta enferm edad bastante rara. Las m u taciones en la sintetasa de fosforribosilpirofosfato (E C 2 .7 .6 .1 ) tam bién causan que aum ente la co n ­ cen tración de ácido ú rico .19 La hiperuricem ia es una característica com ún de toxem ia de em barazo y acidosis láctica presum iblem ente com o resultado de la com petencia por sitios de enlace en los túbulos renales. Las con cen tracio n es altas se pueden en contrar después de la ingestión de una dieta rica en purinas (p. e j., hígado, riñ ón , m ollejas, m ariscos) o una dism inu ción im portante en la ingestión dietética total com o resultado de catabolism o tisular increm en tado o inanición. La hipouricem ia es m enos com ún que la hiperurice­ m ia y, por lo com ún, es secundaria a hepatopatía grave o reabsorción tubular defectuosa, com o en el síndrom e de F an con i. La hipouricem ia puede ser causada por q u im io­ terapia con 6-m ercaptopurina o azatioprina, inhibid ores de la síntesis de purina de novo, así com o el sobretratam ien to con alopu rin ol .19

M étodos analíticos C om o se m uestra en la figura 9 -4 , el ácido ú rico se oxida fácilm ente a alantoína y, por tanto, puede fu ncionar com o u n agente red uctor en las reacciones quím icas. E sta pro­

229

piedad se aprovechaba en los prim eros procedim ientos analíticos para la d eterm inación de ácido úrico. El m étodo más com ú n de este tipo es el de Caraway, que se basa en la oxid ación de ácido úrico en un filtrado libre de p roteí­ na, co n una red ucción posterior de ácido fosfotú ngstico a azul de tu ngsten o .42 E l carbonato de sodio provee un pH alcalino necesario para la form ación de color. E ste m étodo carece de especificidad. Los m étodos en los que se em plea uricasa (oxidasa de urato, E C 1 .7 .3 .3 ), la enzim a que cataliza la oxid ación de ácido ú rico a alantoína, son más específicos. E n el más sim ple de estos m étodos se m ide la absorción diferencial de ácido ú rico y alantoína a 2 9 3 n m .43 La diferencia en absorban cia antes y después de la in cu b ació n con uricasa es proporcional a la con cen tració n de ácido úrico. Se ha propuesto una m odificación de este m étodo com o posi­ ble m étodo de referencia .44 Las proteínas pueden causar absorban cia de fondo alta en este m étod o, lo que reduce la sensibilidad. La interferen cia negativa puede ocu rrir a causa de la hem oglobina y x a n tin a .45 Se han desarrollado métodos con reacciones enzim áticas acopladas para m edir el peróxido de hidrógeno produci­ do cuando el ácido úrico es convertido en alan toín a .46,47 La peroxidasa o catalasa (E C 1 .1 1 .1 .6 ) se em plea para catalizar una reacció n de indicad or quím ico. E l co lo r pro­ ducido es proporcional a la cantidad de ácido ú rico en la m uestra. Los m étodos enzim áticos de esta clase han sido adaptados para uso en analizadores por vía húm eda

ES T U D IO D E C A S O 9-3 Una niña de 3 años de edad fue adm itida con un diag­ n óstico de leucem ia lin focítica aguda. Sus datos de laboratorio de adm isión se m uestran en el cuadro 9 3 .1 de estudio de caso. D espués de la adm isión, la niña fue tratada con concen trados celulares, 2 unidades de plaquetas, líquidos IV y alopurinol. E n el segundo día de hospital, se inició la quim ioterapia, con vincristin a y prednisona IV e inyecciones intratecales de m etotrexato, prednisona y arabinósido de citosin a. C in co días después fue enviada a su casa. C ontinuó con predni­ sona y alopu rinol en su hogar. U n mes después recibió quim ioterapia adicional (11/1) y de nuevo en 11/14. En 12/6 , fue adm itida de nuevo porque tenía llagas dolorosas en su boca y no podía com er.

Preguntas 1. ¿C óm o explicaría las con cen tracio n es significativa­ m ente altas de ácido ú rico en la adm isión? 2. ¿A qué factores se deben las con cen tracio n es n orm a­ les de ácido ú rico en adm isiones posteriores? 3 . ¿Cuál es la causa más probable de con cen tració n anorm alm ente b aja de nitrógeno de urea observada en 12/6? ¿Q ué otro resultado de laboratorio sería ú til para confirm ar sus sospechas?

CUADRO 9-3.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO 10/3 *

10/4

11/14

12/6

12.0

10/2 *

11

40

? n

6/20 *

Creatinina, mg/dl

0.7

*

*

1.0

0.7

*

0.7

Ácido úrico, mg/dl

12.0

9.2

4.0

1.9

2.3

*

3.1

GB, mm3

56,300

10/1 N de urea, mg/dl

* Indica prueba no realizada.

3,700

2,800

3,700

230

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

tradicionales y para analizadores de placa por vía seca. La bilirrubina y el ácido ascórbico que destruyen peróxido pueden interferir. Las preparaciones de reactivos com er­ ciales suelen in clu ir ferrocianuro de potasio y oxidasa de ascorbato para reducir estas interferencias. Se han elaborado m étodos de CLAP co n varios tipos de co lu m n a .48,49 E stos m étodos so n sen sibles y esp ecíficos; podría ser n ecesario el tratam iento previo de la m uestra para elim inar proteína. La esp ectrom etría de m asas con d ilu ción de isótopo ha sido propuesta com o un posible m étod o d efinitivo .50 Los m étod os an alítico s se resum en en el cuadro 9 -7 .

Requisitos de la m uestra y sustancias que interfieren E l ácido ú rico se puede m edir en plasm a heparinizado, suero u orina. E l suero se debe rem over de las células lo m ás pronto posible para evitar la d ilu ción por contenido intracelular. La dieta puede afectar la con cen tració n de ácido ú rico en general, pero una com ida reciente n o tiene efecto im portante y es innecesaria una m uestra en ayuno. Se debe evitar la lipem ia total. U na co n cen tració n alta de b ilirru b ina podría dism inuir de m odo falso los resultados

obtenidos por m étodos de peroxidasa. La hem olisis signi­ ficativa, co n lib eración concom itan te de glutatión, podría dar com o resultado valores b ajos. Se ha dem ostrado que fárm acos com o salicilatos y tiacidas in crem en tan los valo­ res para ácido ú rico .36 E l ácido ú rico es estable en plasm a o suero después de que han sido elim inados los e ritro cito s. Las m uestras de suero pu ed en ser puestas en refrig eració n d uran te 3 a 5 d ías .18

Intervalo de referencia18 L os valores son un poco m enores en n iñ os y m u jeres posm enopáusicas. Á cido ú rico (m étodo de uricasa) M u jer adulta Plasm a 2.6 a 6.0 o suero mg/dl Varón adulto 0 .5 a 7 .2 mg/dl O rina de 250 a 750 24 h mg/día N iño Plasm a 2 .0 a 5 .5 o suero mg/dl

(0 .1 6 a 0 .3 6 mmol/L) (0 .2 1 a 0 .4 3 mmol/L) (1 .4 8 a 4 .4 3 mmol/día) (0 .1 2 a 0 .3 3 mmol/L)

CUADRO 9-7. RESU M EN P E M ÉTO D O S A N A LÍTICO S, Á C ID O ÚRICO M ÉTODOS QUÍMICOS Ácido fosfotúngstico

Na7CO,/OH“ Acido unco + H3PW12O40 + 0 2 — 1— al antoí na + azul de tungsteno + C 0 2

Métodos enzim áticos Primer paso similar Espectrofotométrico

No específico; requiere eliminación de proteína Muy específico

, , Uricasa Acido úrico + 0 2 + 2 H20 ---------- * alantoína + C 0 2 + H20 2 Disminución de absorbancia a 293 nm

Catalasa Enzimático acoplado H20 2 + CH3OH ---------- » H2CO + 2 H20 CH20 + 3 C5Hs0 2 + NH3 -------------- * 3 H20 -t-compuesto coloreado 0)

Posible método de referencia; interfieren hemoglobina y xantina

Por lo común es un método sesgo negativo agentes reductores

Peroxidasa Enzim ático acoplado H20 2 + colorante indicador ---------- * compuesto coloreado + 2 H20 Autom atizado con facilidad;interfieren (II) agentes reductores Otros métodos CLAP

Intercambio iónico, permeación en gel, columnas de fase inversa

Específico; por lo regular requiere extracción de muestra

Dilución isotópica/MS

Muestra diluida con cantidad conocida de isótopo; relación de dos isótopos detectada m ediante un espectrómetro de masas

Método definitivo propuesto

CAPÍTULO 9 ■ COMPUESTOS DE NITRÓGENO NO PROTEÍNICO

A M O N IACO

de la urea excepto argininosuccinasa (E C 4 .3 .2 .1 ). La m edi­ ción de am oniaco en plasma es im portante en el diagnóstico y m onitoreo de estos trastornos m etabólicos hereditarios.

Bioquím ica E l am oniaco (NH3) surge de la desam inación de aminoácidos, que ocurre sobre todo por la acción de enzim as bacterianas y digestivas en proteínas en el tubo digestivo .19 E l am onia­ co se libera tam bién de reacciones m etabólicas que ocurren en el m úsculo esquelético durante el ejercicio. Las células parenquimatosas del hígado lo consum en para la produc­ ción de urea. E n hepatopatía grave en la que hay circula­ ción colateral im portante o si la función de células hepáticas parenquimatosas está dañada, el am oniaco se elim ina de la circulación y se increm enta la concentración sanguínea. A pH fisiológico norm al, la m ayor parte del am oniaco en la sangre existe com o ion am onio. E n la figura 9-5 se m ues­ tra el equilibrio dependiente del pH entre NH 3 y NH4+. A diferencia de otras sustancias de NNP, la concentración de am oniaco en el plasma no depende de la función renal. La m edición de am oniaco en la orina se puede usar para confir­ m ar la capacidad de los riñones para producir am oniaco. Las concentracion es altas de NH 3 son n eu rotóxicas y se relacionan por lo com ún con encefalopatía. La to x ici­ dad puede ser en parte u n resultado de la con cen tració n increm entada de glutam ato extracelular y el agotam iento posterior de trifosfato de adenosina (ATP) en el cerebro .51 El am oniaco se usa para m onitorear el avance de varias con d icio n es clínicas graves, y debe estar disponible un estudio cu antitativo en los laboratorios de las in stalacio­ nes de aten ción terciaria.

Correlaciones de enferm edad Las cond iciones clínicas en las que la con cen tració n de am oniaco provee inform ación útil son insu ficiencia hepá­ tica, síndrom e de Reye y d eficiencias hereditarias de enzi­ m as del ciclo de la urea. La enferm edad hepática grave es la causa m ás com ún de m etabolism o de am oniaco altera­ do. E l m onitoreo de am oniaco sanguíneo se puede usar para determ inar el diagnóstico, aunque es posible que la correlación entre el grado de encefalopatía hepática y NH 3 p lasm ático no sea congruente. U n estudio reciente indica que la con cen tració n de am oniaco corresponde a la grave­ dad de la encefalopatía h ep ática .52 E l síndrom e de Reye, que ocurre con más frecuencia en niños, es una enfermedad grave que puede ser fatal. De ordi­ nario , la enfermedad va precedida de infección viral, que sue­ le tratarse con aspirina. E l síndrom e de Reye es un trastorno m etabólico agudo del hígado, y los hallazgos de la necropsia m uestran infiltración grasa intensa de ese órgano .41 La con ­ centración de am oniaco en la sangre se puede correlacio­ nar con la gravedad de la enfermedad y el diagnóstico. La supervivencia alcanza 100% si la concentración plasmática de NH 3 perm anece cinco veces debajo de lo norm al .53 La concentración de am oniaco en la sangre se increm en­ ta en la deficiencia hereditaria de todas las enzim as del ciclo

n h 4+ + h2o FIGURA 9-5.

231

n h 3 + h 3o +

Interconverslón de amonio y amoniaco.

M étodos analíticos La m ed ición exacta de laboratorio de am oniaco en plasma es com plicada por su baja con cen tració n , inestabilidad y contam in ación dom inante. Se han em pleado dos m éto­ dos para la m ed ición de am oniaco plasm ático. U no es un m étodo de dos pasos en el que se aísla el am oniaco de la m uestra y luego se valora. E l segundo conlleva la m edición directa de am oniaco por un m étodo enzim ático o electrodo selectivo de iones. Los ensayos detectan NH 3 o NLfi*. U no de los prim eros m étodos analíticos para el am o­ niaco, desarrollado por Conway en 1 9 3 5 , explota la vola­ tilidad del am oniaco para separar el com puesto en una cám ara de m icrod ifu sión .54 E l gas am oniaco de la m uestra se difunde hacia u n com partim iento separado y se absorbe en una disolu ción que contiene un in dicad or de pH. La cantidad de am oniaco se determ ina por titulación. U n segundo m étodo más exitoso para aislar NH 3 es el uso de una resina de intercam bio ión ico (D ow ex 5 0 ) segui­ da de elu ció n de NH 3 con cloruro de sodio y cu antificación por la reacción de B erthelot .55 Estos m étodos de aislam ien­ to son tardados y n o se autom atizan co n facilidad. U n ensayo enzim ático con deshidrogenasa de glutam a­ to es conveniente y es el m étodo m ás com ún em pleado en la actualidad .56 La dism inu ción de absorbancia a 3 4 0 nm cuando el fosfato de d inucleótido de nicotinam ida y adenina (NADPH reducido) se consu m e en la reacció n es pro­ porcional a la con cen tració n de am oniaco en la m uestra. La NADPH es la coenzim a preferida porque es usada de m anera específica por la deshidrogenasa de glutam ato; el NADH participará en reacciones de otros sustratos end ó­ genos, com o el piruvato. E l difosfato de adenosina (ADP) se agrega a la m ezcla de reacción para increm en tar la tasa de reacció n y estabilizar a la G LD H .57 E ste m étodo se usa en m u chos sistem as autom atizados, y se puede obtener de m u chos fabricantes com o un co n ju n to preparado. Se ha desarrollado una m ed ición directa con u n electro­ do selectivo de io n e s .58 E l electrodo m ide el cam bio de pH de una disolu ción de cloruro de am onio cuando el am o­ niaco se difunde por una m em brana sem iperm eable. Está d isponible u n ensayo colorim étrico de pelícu la delgada .59 E n este m étodo, el am oniaco reacciona con u n indicador para producir un com puesto coloreado que es detectado m ediante espectrofotóm etro. Los m étodos analíticos para am oniaco se resum en en el cuadro 9 -8 .

Requisitos de la m uestra y sustancias que interfieren E l m anejo cuidadoso de la m uestra es m uy im portante para estudios de am oniaco plasm ático. La con cen tració n de am oniaco de sangre total aum enta con rapidez después de la re co lecció n de la m uestra com o resultado de la desa­ m in ación de am inoácido in vitro. La sangre venosa se debe obtener sin traum atism o y colocar en hielo de inm ediato.

232

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

CUADRO 9-8. RESUM EN D E M ÉTO D O S A N A LÍTICO S, A M O N IACO Métodos enzim áticos GLDH NH.+ + 2-oxoqlutarato +NADPH

Más común en instru­ mentos autom atiza­ dos; exacto y preciso

> qlutamato + H20 + NADP+

Métodos químicos Intercambio iónico

Método manual tardado; exacto

NH3 absorbido en resina Dowex 50, se eluye y cuantifica con la reacción de Berthelot

Electrodo selectivo de iones Difusión de NH3 a través de membrana selectiva en NH4CÍ que causa cambio de pH, el cual se mide con un potenciómetro

Espectrofotométrico

Buena exactitud y precisión; la estabilidad de la mem­ brana puede ser un problema

NH3 + azul de b ro m o fen o l---- * colorante azul

lactosa, levodopa y varios antibióticos dism inuyen los valo­ res. La glucosa en concentraciones mayores que 6 0 0 mg/dl (3 3 mmol/L) interfiere en m étodos de placa seca.

La heparina y el ácido etilendiam inotetracético (ED TA) son anticoagulantes adecuados. L os recip ientes de reco ­ lecció n com erciales deben ser evaluados para interferen cia de am oniaco antes de utilizar un nuevo lote. Las m uestras se deben centrifugar a 0 a 4 °C dentro de 2 0 m in de la reco lecció n y elim inar el plasm a o suero. Las m uestras se deben evaluar lo más pronto posible o congelar. E l plasm a congelado es estable por varios días a -2 0 ° C . Los eritro­ citos con tien en dos a tres veces tanto am oniaco com o el plasm a; se debe evitar la hem olisis. U na fuente im portante de con tam in ació n con am oniaco se encuentra en pacientes que fum an. Se recom ienda que los pacientes d ejen de fum ar durante varias horas antes de extraer la m u estra .10

Los valores obtenidos varían un poco con el m étodo usado. Las con cen tracio n es m ayores se ven en recién nacidos.

Fuentes de error

Niño (10 días a 2 años)

La con cen tració n de am oniaco es u n problem a potencial en la m ed ición de am oniaco en el laboratorio. Se deben tom ar precau cion es para reducir la con tam in ació n en el laboratorio en el que se lleva a cabo el ensayo. La elim ina­ ció n de fuentes de contam in ación de am oniaco m ejora de form a im portante la exactitu d de los resultados del ensayo de am oniaco. E ntre las fuentes de con tam in ació n están el hum o del tabaco, orina y am oniaco en detergentes, m ate­ rial de vidrio, reactivos y agua. E l contenid o de am oniaco del m aterial de con trol b asa­ do en suero es inestable. Se pueden usar alícuotas congela­ das de albúm ina sérica hum ana que con tien en cantidades conocid as de cloruro o sulfato de am onio. E x isten en el m ercado d isolu ciones que con tien en cantidades co n o ci­ das de sulfato de am onio. M uchas sustancias afectan la concentración de am oniaco in vivo.18-45 Las sales de amonio, asparaginasa, barbituratos, diuréticos, etanol, hiperalim entación, analgésicos narcóticos, y algunos otros fárm acos pueden increm entar el am oniaco en el plasma. La difenhidramina, Lactobacillus acidophilus,

Intervalo de referencia18

a m o n ía c o

Adulto

Plasma

19-60 (xg/dl

(11-35 ¡xmol/L)

Orina de 24 h

140-1500 mg N/día

(10-107 mmol N/día)

68-136 pug/dl

(40-80 íxrnol/L)

RESUM EN L os com puestos de NNP clín icam en te im portantes halla­ dos en el plasm a son urea, creatin in a, creatina, ácido ú rico , am oniaco y am inoácidos. La urea, el producto excreto rio prim ario del m etabolism o de proteín as com ­ prende la m ayor p roporción de la fracción de NNP. Su co n c en tra ció n en plasm a se relaciona co n el con tenid o de proteín a de la dieta, el flujo sanguíneo renal, la cantidad de catabolism o de p roteín a y la fu n ció n renal. Las con d i­ cion es clín icas que cau san co n cen tra cio n es elevadas de urea se clasifican, según la causa, com o prerrenales, rena­ les y posrenales. La relación de nitróg en o de urea/crea­ tinin a se puede usar para d iferenciar estas con d iciones. La urea se m ide por lo com ún m ed iante u n m étodo enzi­ m ático que cu antifica la cantidad de am on iaco producida p or h id rólisis de ureasa de la urea en la m uestra.

CAPÍTULO 9 ■ COMPUESTOS DE NITRÓGENO NO PROTEÍNICO

La creatinina se form a com o creatina y la fosfocreatina en el m úsculo pierde de form a espontánea agua o ácido fosfórico, respectivam ente. La creatinina se excreta por el plasm a a una tasa constan te relacionada con la m asa del m úsculo. La T F G se puede estim ar calculando el aclara­ m iento de creatinina, que requiere m ed ición de creatinina en plasm a y orina. La creatinina plasm ática se relaciona de form a inversa con la T F G y, aunque es una medida im per­ fecta, se em plea por lo com ún para m onitorear la fu n ción de filtración renal. La m ed ición de creatinina en plasm a y orina se ha realizado de m odo tradicional por m edio de la reacció n de Jaffe. Esta reacción es relativam ente inde­ finida y está sujeta a interferencia de m u chas sustancias, inclu so glucosa, a-ce to á cid o s y proteína. La especificidad de la reacció n se puede m ejo rar si se em plea un m étodo cin ético y no uno de punto final; sin em bargo, el m étodo de Jaffe cin ético está sujeto a interferencia de la b ilirru b i­ na, a-ce to á cid o s y algunos fárm acos. Se han desarrollado m étodos enzim áticos que no tien en am plia aceptación. É l uso de u n m étodo m ás específico para la m ed ición de creatinina puede requerir el reaju ste de intervalos de refe­ rencia para creatinina plasm ática y aclaram iento de creatinina. Sin este aju ste es posible que pase desapercibida la disfu nción renal. El ácido ú rico es el producto de la descom posición de las purinas del catabolism o de ácido n u cleico . Se filtra en el glom érulo, es reabsorbido en los túbulos proxim ales y lo secretan los túbulos distales hacia la orina. Más ácido ú rico es excretado hacia el tubo digestivo y es degradado por enzim as bacterianas. E l ácido ú rico es relativam ente insolu ble en plasm a y, a altas con cen tracio n es, puede ser depositado en las articulaciones y el tejid o, lo que causa inflam ación dolorosa. En situaciones com o gota, catabo-

P R E G U N T A S 1. ¿C uál de las siguientes no es una sustancia de NNP? a) Urea. b) A m oniaco. c) Creatinina. d ) Troponina T. 2. ¿Cuál fracción de NNP constituye casi la m itad de las sustancias de NNP en la sangre? á) Urea. b) Creatina. c) A m oniaco. d ) Á cido úrico. 3. La azoem ia prerrenal es causada por: a ) Insu ficien cia cardíaca congestiva. b ) Insu ficien cia renal crónica. c) Tumores renales. d) N efritis glomerular.

233

lism o increm en tado de ácido n u cleico y enferm edad renal se observa una m ayor con cen tració n de ureato plasm ático. E l aum ento de ácido úrico se observa después de cond i­ ciones que dan com o resultado p rod u cción excesiva de m etabolitos, com o lactato y triglicérid os, que com piten co n el urato para secreción en el túbulo distal. De ordina­ rio, el ácido ú rico se cuan tilica m ediante u n m étodo enzi­ m ático en el que la uricasa oxida al ácido ú rico a alantoína y peróxido. E l peróxido producido se detecta por reacción con diversos colorantes. La bilirrubina en cantidad sufi­ ciente y otras sustancias que destruyen peróxido en la m uestra pueden reducir de m anera falsa los resultados. El am oniaco está presente en el plasm a en b ajas co n cen ­ traciones. É ste proviene de la desam inación de am inoáci­ dos durante el m etabolism o de proteínas, y por lo com ún es elim inado de la circulación y convertido en urea en el hígado. Las concen traciones altas de am oniaco son neurotóxicas. La con cen tració n alta de am oniaco en el plasm a se relaciona con insuficiencia hepática, síndrom e de Reye o una d eficiencia hereditaria en el m etabolism o de la urea. El am oniaco se m ide m ediante u n m étodo enzim ático con deshidrogenasa de glutam ato. Se m ide el cam bio de absor­ bancia cuando la NADPH se convierte en NADPL La reco­ lecció n y m anejo cuidadosos de la m uestra son necesarios para controlar errores de m ed ición. La con cen tració n de am oniaco de sangre recién extraída aum enta con rapidez en reposo. Las m uestras se deben colocar en hielo después de la reco lecció n para evitar u n increm en to de NFI3 com o resultado de la d esam inación de am inoácidos. E l plasm a se debe separar y analizar lo m ás rápido posible. La con ­ tam inación con am oniaco en el laboratorio y el hum o del cigarrillo son fuentes potenciales de con tam in ació n de la m uestra.

DE

R E P A S O

4 . Una relación alta de N de urea/creatinina con una con ­ centración alta de creatinina se ve por lo com ún en: a) Hepatopatía. b) B aja ingestión de proteínas. c) N ecrosis tubular. d) C ond iciones posrenales. 5. N orm alm ente las concentracio nes de am oniaco se m id en para evaluar: a) Insu ficien cia renal. b ) Estado ácido-base. c) E ncefalopatía hepática. d) F iltra ció n glomerular.

6 . U n especialista obtiene un valor de N de urea de 61 mg/dl y un valor de creatinina sérica de 3 .1 mg/dl en u n paciente. E stos resultados indican: a) Insu ficien cia renal. b) Falla del riñón. c) Gota. d) Insuficien cia prerrenal.

234

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

7. E n la reacció n de Jaffe, se form a un crom ógeno ro jonaranja cuando la creatinina reacciona con: a) Á cido pícrico. b ) N aptiletilendiam ina. c) M onoxim a de diacetilo. d ) N itroferricianuro.

9. U n especialista obtiene una con cen tració n de N de urea de 9 mg/dl. ¿C uál es la co n cen tració n de urea? a ) 1 8 .3 mg/dl. b) 1 9 .3 mg/dl. c) 1 0 .3 mg/dl. d) 9 .3 mg/dl.

8 . Las sustancias que increm en tan los resultados al m edir

10. E l ácido ú rico es el producto de d escom posición final de: a) M etabolism o de la urea. b) M etabolism o de la purina. c) M etabolism o de la glucosa. d) M etabolism o de la bilirrubina.

creatinina m ediante la reacción de Ja ffe inclu yen a las siguientes E X C E P T O : a) G lucosa. b) A scorbato. c) a-C eto ácid o s. d ) Bilirrubina.

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CAPÍTULO 9 ■ COMPUESTOS DE NITRÓGENO NO PROTEÍNICO

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235

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Enzimas Robin Gaynor Krefetz y Gwen A. McMillin

C O N T E N I D O

DE L

PRO PIED AD ES G EN ERALES Y DEFINICIONES CLASIFICACIÓN DE ENZIM AS Y N O M EN CLATU RA CIN ÉTICA DE ENZIM AS Mecanismo catalítico de enzimas Factores que afectan las reacciones enzimáticas Medición de la actividad enzimática Cálculo de la actividad enzimática Medición de la masa de enzim a Enzimas como reactivos ENZIM AS DE IM PO RTAN CIA CLÍN ICA Cinasa de creatina Deshidrogenasa de lactato

C A P I T U L O Aminotransferasa de aspartato Aminotransferasa de alanina Fosfatasa alcalina Fosfatasa ácida Y-Glutamiltransferasa Amilasa Lipasa Deshidrogenasa de glucosa-6-fosfato RESUM EN PREGUN TAS DE REPASO REFEREN CIAS

O B J E T I V O S Al term inar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Definir el térm ino enzim a, incluso su composición química y estructura. • Clasificar las enzim as de acuerdo con la Internatio­ nal Union o f Biochem istry (IUB). • Describir diferentes factores que afectan la veloci­ dad de una reacción enzimática. • Explicar la cinética de enzim as incluso la cinética de orden cero y primer orden. • Explicar por qué la medición de las concentracio­ nes de enzim a sérica es útil desde el punto de vis­ ta clínico.

T E R MI N Activadores Apoenzim a Cinética de orden cero Cinética de primer orden Coenzim a Cofactor

236

Complejo enzim a-sustrato (ES) Constante de MichaelisMenten Energía de activación Ensayo cinético

Describir qué enzim as son útiles en el diagnóstico de varios trastornos, incluso cardíacos, hepáticos, óseos, musculares, malignos y pancreatitis aguda. Explicar las fuentes de tejido, importancia diag­ nóstica y ensayos, además de fuentes de error, para las siguientes enzim as: CK, LD, AST, ALT, ALP, ACP, GGT, am ilasa, lipasa, colinesterasa y G-6-PD. Evaluar las concentraciones de enzim as séricas del paciente en relación con los estados morbosos.

OS

C L A V E

Enzima Hidrolasa Hoioenzima Isoenzima Isoformas Oxidorreductasa

Patrón de LD descontrolado Transferasa Unidad internacional (UI) Zimógeno

CAPÍTULO 10 ■ ENZIMAS

Las enzim as son proteínas biológicas específicas que cata­ lizan reacciones bioqu ím icas sin alterar el punto de equ i­ librio de la reacció n o sin ser consum idas o experim entar algún cam bio en su com posición . Las otras sustancias en la reacción son convertidas a productos. Las reacciones son con frecu encia específicas y esenciales para fu nciones fisiológicas, com o la hidratación de dióxido de carbono, con d u cció n nerviosa, degradación de nu trientes y uso de energía. Halladas en el tejido corporal, las enzim as con frecu encia aparecen en el suero después de lesión celu ­ lar o, algunas veces, en pequeñas cantidades, de células degradadas. Ciertas enzim as, com o las que facilitan la coa­ gulación, son específicas para el plasm a y, por tanto, están presentes en concentraciones significativas en el plasma. P or tanto, las con cen tracio n es de enzim as de plasm a o suero suelen ser útiles en el diagnóstico de enferm edades particulares o anorm alidades fisiológicas. E n este capítulo se analizan las propiedades y principios generales de las enzim as, aspectos que se relacionan con la im portancia diagnóstica clínica de enzim as fisiológicas específicas, y m étodos de ensayo para esas enzim as.

PROPIEDADES GEN ERALES Y DEFINICIONES Las enzim as catalizan m uchas reacciones fisiológicas espe­ cíficas. E stas reacciones se facilitan por la estructura de la enzim a y otros cuantos factores. Com o una proteína, cada enzim a com prende una secu en cia de am inoácido esp ecí­ fica ( estructura prim aria), co n la to rsión de las cadenas peptídicas resultantes (estructura secundaria ), que luego se pliega ( estructura terciaria ) y da com o resultado cavida­ des estructurales. Si una enzim a contiene m ás de una u n i­ dad polipeptídica, la estructura cuaternaria se refiere a las relaciones espaciales entre las subunidades. Cada enzim a contiene u n sitio activo, a m enudo una cavidad sin agua, donde la sustancia sobre la que actúa la enzim a (el sus­ trato) interactúa con residuos particulares de am inoácidos con carga. U n sitio alostérico — una cavidad distinta al sitio activo— puede enlazar m oléculas reguladoras y, por tanto, ser significativo para la estructura enzim ática básica. Aun cuando una determ inada enzim a m antiene la m is­ m a fu nción catalítica en el cuerpo, esa enzim a puede exis­ tir en diferentes form as dentro del m ism o individuo. Estas form as pueden ser diferenciadas entre sí co n base en cier­ tas propiedades físicas, com o m ovilidad electroforética, solubilidad o resistencia a desactivación. E l térm ino isoenzim a se usa por lo general cuando se analiza esa clase de enzim as; sin em bargo, la International Union o f Biochem istry (IU B) recom ienda restringir este térm ino a m últiples form as de origen genético. Una isoform a resulta cuando una enzim a está sujeta a m odificaciones p ostraslacionales. Las isoenzim as e isoform as contribuyen a la h eterogenei­ dad en las propiedades y fu n ción de las enzim as. Además de la estructura básica de la enzim a, una m o­ lécula no proteín ica, llam ada cofactor, puede ser necesaria para actividad enzim ática. G ofactores inorgánicos, com o los iones cloruro o m agnesio, se llam an activadores. Una coenzim a es u n factor orgánico, com o el dinu cleótid o de nicotinam ida y adenina (N A D ). Cuando se une fuerte­

237

m ente a la enzim a, la coenzim a se llam a grupo prostéti­ co. La p orción de enzim a (ap oen zim a), con su respectiva coenzim a, form a u n sistem a com pleto y activo, una holo-

enzima. Algunas enzim as, en su m ayor parte enzim as digesti­ vas, son secretadas al principio del órgano de produ cción en una form a estructuralm ente inactiva, llam ada proenzi­ m a o zim ógeno. O tras enzim as alteran después la estru ctu ­ ra de la proenzim a para hacer disponibles los sitios activos hidrolizando residuos específicos de am inoácido. Este m ecanism o evita que las enzim as digestivas digieran su lugar de síntesis.

CLASIFICACIÓN DE ENZIMAS Y NOM ENCLATURA Para estandarizar la nom enclatura de enzim as, la Enzyme Com m ission (E C ) de la IUB adoptó un sistem a de clasifi­ cación en 1 9 6 1 ; los estándares fueron revisados en 1 9 7 2 y 1 9 7 8 . E l sistem a IUB asigna un nombre sistem ático a cada enzim a, que define al sustrato en el que actúa, la reacción catalizada y, posiblem ente, el nom bre de la coenzim a que participa en la reacción . D ebido a que m u chos nom bres sistem áticos son extensos, el sistem a IUB asigna tam bién un nom bre recom endado trivial, m ás p rá ctico .1 Además de nom brar las enzim as, el sistem a IUB id enti­ fica cada una m ediante un código n u m érico E C que co n ­ tiene cuatro dígitos separados por pu n tos decim ales. E l prim er dígito coloca a la enzim a en una de las seis clases siguientes: 1. O xidorreductasas: catalizan una reacció n de oxid aciónred ucción entre dos sustratos. 2. Transferasas: catalizan la transferencia de un grupo dis­ tinto al hidrógeno de un sustrato a otro. 3. Hidrolasas: catalizan la hidrólisis de varios enlaces. 4 . Liasas: catalizan la elim inación de grupos de sustratos sin hidrólisis. E l producto con tiene enlaces dobles. 5. Isom erasas: catalizan la interconversión de isóm eros geom étricos, óp ticos y posicionales.

6 . Ligasas: catalizan la u n ión de dos m oléculas de sustra­ to, ju n to con la rotura del enlace de pirofosfato en tri­ fosfato de adenosina (ATP) o un com puesto similar. Los dígitos segundo y tercero del núm ero de código EC representan la subclase y subclases de la enzim a, respecti­ vam ente, divisiones que se h acen de acuerdo co n criterios esp ecíficos a las enzim as en la clase. E l núm ero final es el núm ero serial específico para cada enzim a en una su bcla­ se. E n el cuadro 10-1 se dan los núm eros de código E C , así com o los nom bres sistem ático y recom endado, para enzi­ mas m edidas con frecu encia en el laboratorio clínico. En el cuadro 10-1 se listan tam bién las abreviaturas usual y estándar para enzim as analizadas com únm ente. Sin la recom end ación IUB, las letras m ayúsculas han sido utilizadas com o conveniencia para identificar las enzim as. Las abreviaturas com unes, construidas a veces de nom bres aceptados antes para las enzim as, se em plearon hasta que

238

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

CUADRO 10-1. C LA SIFIC A C IÓ N DE EN ZIM A S C U A N TIFIC A D A S CON FR ECU EN C IA ABREVIATU RA

ABREVIATU RA

N ÚM ERO DE

NOM BRE

CLASE

NOM BRE RECO M EN DAD O

COM ÚN

ESTÁN DAR

CÓ D IG O EC

SISTEM ÁTICO

Oxidorreductasas

Deshidrogenasa de lactato

LDH

LD

1.1.1.27

L-Lactato: NAD+ oxidorreductasa

Deshidrogenasa de glucosa-6-fosfato

G-6-PDH

G-6-PD

1.1.1.49

D-Glucosa-6fosfato: NADP+ 1-oxidorreductasa

Aminotransferasa de aspartato

GOT (transaminasa AST de glutamato y oxaloacetato)

2.6.1.1

L-Aspartato: 2oxaloglutarato aminotransferasa

Aminotransferasa de alanina

GPT (transaminasa ALT de glutamato)

2.6.1.2

L-Alanina: 2oxaloglutarato aminotransferasa

Cinasa de creatina

CPK (fosfocinasa de creatina)

CK

2.73.2

ATP: cretina N-fosfotransferasa (5-Glutamilo)

y--Glutamiltransferasa

GGTP

GGT

23.2.2

Péptido: aminoácido-5glutamil-transferasa

Fosfatasa alcalina

ALP

ALP

3.1.3.1

de monoéster ortofosfórico (óptimo alcalino)

Fosfatasa ácida

ACP

ACP

3.1.3.2

Fosfohidrolasa de monoéster ortofosfórico (óptimo ácido)

a-Amilasa

AMY

AMS

3.2.1.1

1,4-D-Glucano glucanohidrolasa

LPS

3.1.1.3

Triacilglicerol acilhidrolasa

CHS

3.1.1.8

Acilcolina acilhidrolasa

Transferasas

Hidrolasas

Lipasa de triacilglicerol Colinesterasa

CHS

Adaptado de Competence Assurance, ASMT. Enzymology, An Educational Program. Bethesda, MD: RMI Corporation, 1980.

se elaboraron las abreviaturas estándar listadas en el cu a­ d ro .2,3 Estas abreviaturas estándar se em plean en Estados U nidos y se u san después en este capítulo para indicar enzim as específicas.

CINÉTICA DE ENZIMAS M ecanism o catalítico de enzim as U na reacció n quím ica puede ocu rrir de form a espontánea si la energía libre o la cin ética disponible es m ayor para los reactantes que para los productos. La reacció n procede en ton ces hacia la energía más b aja si u n núm ero suficiente de m oléculas reactantes posee suficiente energía en exceso para rom per sus enlaces quím icos y colisionar para form ar nuevos enlaces. La energía en exceso, llam ada energía de activación, es la que se requiere para elevar todas las m olé­ culas en 1 m ol de un com puesto a cierta tem peratura al

estado de tran sició n en el pico de la barrera de energía. E n el estado de tran sición, cada m olécula tiene las m ism as probabilidades de participar en la form ación de producto o perm anecer sin reaccionar. Los reactantes que poseen energía suficiente para vencer la barrera de energía p artici­ pan en la form ación de productos. Una m anera de proveer más energía para una reacción es increm en tar la tem peratura y, por tanto, colision es in ter­ m oleculares; sin em bargo, esto no ocurre norm alm ente a nivel fisiológico. Las enzim as catalizan reacciones fisioló­ gicas dism inuyendo el nivel de energía de activación que los reactantes ( sustratos ) deben alcanzar para que ocurra la reacció n (fig. 1 0 -1 ). La reacción puede ocu rrir en ton ­ ces m ás fácil en u n estado de equilibrio en el que no hay reacció n directa o inversa, aun cuando no se altere la co n s­ tante de equilibrio de la reacción. E l grado al que avanza la reacció n depende del núm ero de m oléculas de sustrato que pasan la barrera de energía.

CAPÍTULO 10 ■ ENZIMAS

239

una m olécula de sustrato puede facilitar el enlace de más m oléculas de sustrato.

Barrera de energía

Factores que afectan las reacciones enzimáticas C o n cen tra ción d e sustrato

FIGURA 10-1. Energía contra avance de la reacción, que indica la barrera de energía que el sustrato debe superar para reaccionar con y sin catálisis enzimática. La enzima reduce de forma considerable la energía libre necesaria para activar la reacción.

La relación general entre enzim a, sustrato y producto se puede representar com o sigue: E + S ^ E S ^ E

+ P

(Ec . 10-1)

donde E S ES P

= = = =

enzim a sustrato com p lejo enzim a-sustrato producto

E l com plejo ES es un enlace físico de un sustrato al sitio activo de una enzim a. La d isposición estructural de resi­ duos de am inoácido dentro de la enzim a hace que el sitio activo trid im ensional esté disponible. A veces, la un ión de ligando prom ueve una nueva d istribución para activar el sitio. E l estado de tran sición para el com p lejo ES tiene m enor energía de activación que el estado de tran sición de S solo, de m odo que la reacció n procede después que se form a el com plejo. E n una reacción real puede haber varios sustratos y productos. Las diferentes enzim as son esp ecíñcas para sustratos en d istintos alcances o aspectos. Ciertas enzim as exhiben especificidad absoluta, lo que signiñca que la enzim a se com bina con sólo un sustrato y cataliza sólo la reacción correspondiente. O tras enzim as son específicas de grupo porque se com binan con los sustratos que con tien en un grupo particular, com o un éster de fosfato. Aún otras enzi­ mas son específicas a enlaces quím icos y, por consig u ien­ te, exh iben especificidad de enlace. La especificidad estereoisom étrica se refiere a enzim as que de m anera predom inante se com bin an con sólo un isóm ero óp tico de cierto com puesto. Adem ás, un a enzim a puede unirse a m ás de una m olécula de sustrato y esto puede ocu rrir por cooperación. Por tanto, la u n ió n de

La velocidad a la que procede una reacción enzim ática, y si ocurre la reacción directa o inversa dependen de varias cond icion es de reacción. U na influencia principal en las reacciones enzim áticas es la con cen tració n de sustrato. E n 1 9 1 3 , M ichaelis y M enten plantearon la hipótesis del papel que desem peña la con cen tració n de sustrato en la form a­ ción del com plejo enzim a-sustrato (ES). De acuerdo con su hipótesis, representada en la figura 10- 2 , el sustrato se une fácil con la enzim a libre a una con cen tració n de sustrato baja. C on la cantidad de enzim a m ayor que la cantidad de sustrato, la velocidad de reacción se increm enta de form a estable a medida que se agrega más sustrato. La reacción sigue una cinética de prim er orden porque la velocidad de reacción es directam ente proporcional a la concentración de sustrato. Sin embargo, en algún m om ento, la con cen tra­ ción de sustrato es bastante alta para saturar toda la enzim a disponible, y la velocidad de reacción alcanza su m áxim o. Cuando se form a el producto, la enzim a libre resultante se com bina de inm ediato con el exceso de sustrato libre. La reacción está en cinética de orden cero, y la velocidad de reacción depende sólo de la con cen tració n de enzim a. La constan te de M ichaelis-M enten (K ' nr),’ derivada de la teoría de M ichaelis y M enten, es una constan te para una enzim a y sustrato específicos b a jo cond icion es de reacción definidas, y es una expresión de la relación entre la velo­ cidad de una reacció n enzim ática y la co n cen tració n de sustrato. Se supone que el equilibro entre E, S, E S y P se establece con rapidez, y que la reacció n E + P - » Es es insig­ nificante. E l paso que lim ita la velocidad es la form ación de producto y enzim a a partir del com p lejo ES. E n ton ces, se fija la velocidad m áxim a, y la velocidad de reacción es

FIGURA 10-2. Curva de Michaelis-Menten de velocidad en fundón de la concentración de sustrato para reacción enzimática. Kmes la concentración de sustrato a la que la velocidad de la reacción es la mitad del nivel máximo.

240

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

una fu n ció n de sólo la con cen tració n de enzim a. C om o se designa en la figura 1 0 -2 , Km es esp ecíficam ente la co n c en ­ tración de sustrato a la que la enzim a produce la m itad de la velocidad m áxim a posible. Por tanto, Km indica la ca n ­ tidad de sustrato necesaria para una reacción enzim ática particular. La hipótesis de M ichaelis-M enten de la relación entre la velocidad de reacción y la con cen tració n de sustrato se puede representar m atem áticam ente com o sigue: VmaxL . [S]1

■y

(Ec. 10-2)

K m+IS] donde V = velocidad de reacción medida Vm ax = velocidad m áxim a [S] = con cen tració n de sustrato

K m = constan te de M ichaelis-M enten de enzim a para sustrato específico E n teoría, Vmíx y después Km se podrían determ inar de la gráfica de la figura 10 -2 . Sin em bargo, es d ifícil deter­ m inar Vmáx de la gráfica hiperbólica, y a m enudo no se logra de m anera exacta en reacciones enzim áticas porque es posible que las enzim as no fu n cio n en de form a óptim a en presencia de sustrato excesivo. U na d eterm inación más exacta y conveniente de Vmax . Jy K m se *puede hacer co n una J gráfica de Linew eaver-Burk, una gráfica recíproca doble de la constan te de M ichaelis-M enten, que produce una re c­ ta (fig. 1 0 -3 ). Se tom a el recíproco de la con cen tració n de sustrato y la velocidad de un a reacció n enzim ática. La ecu ación se convierte en

1 V

Km

1

Vmáx[S]

1 (Ec. 10-3)

FIGURA 10-3. Transformación de Lineweaver-Burk de la curva de Michaelis-Menten. Vmáx es el recíproco del intercepto x de la recta. Km es el recíproco negativo del intercepto x de la misma recta.

C o n cen tra ción d e en zim a D ebido a que las enzim as catalizan reacciones fisiológicas, la co n cen tració n de enzim a afecta la velocidad de la reac­ ció n catalizada. Tan p ronto com o la con cen tració n de sus­ trato excede la con cen tració n de enzim a, la velocidad de la reacció n es proporcional a la con cen tració n de la enzim a. M ientras m ás alta sea la con cen tració n de enzim a, la reac­ ció n procederá con m ás rapidez porque m ás enzim a está presente para unirse al sustrato.

pH Las enzim as son proteínas que llevan cargas m oleculares netas. Los cam bios de pH pueden desnaturalizar una enzi­ m a o afectar su estado ión ico, lo que da com o resultado cam bios estructurales o u n cam bio en la carga de u n resi­ duo am inoácido en el sitio activo. Por consiguiente, cada enzim a opera dentro de un intervalo de pH específico. La m ayor parte de las reacciones enzim áticas fisiológicas ocu rren en el intervalo de pH de 7 .0 a 8 .0 , pero algunas enzim as son activas en intervalos de pH m ás am plios que otras. E n el laboratorio, el pH de un a reacció n se controla de m anera cuidadosa en el pH óptim o por m edio de d iso­ lu cion es am ortiguadoras apropiadas.

T em pera tura Al subir la tem peratura norm alm ente se increm en ta la velocidad de una reacción quím ica porque aum enta el m ovim iento de las m oléculas, la tasa a la que ocurren las colisiones interm oleculares, y la energía disponible para la reacción. É ste es el caso con las reaccion es enzim áticas hasta que la tem peratura es lo suficien tem ente alta para desnaturalizar la com p osición de proteín a de la enzim a. Por cada increm en to de tem peratura de 10 grados, la velo­ cidad de la reacción aum enta casi el doble hasta que, por supuesto, se desnaturaliza la proteína. Cada enzim a funciona de m anera óptim a a un a deter­ m inada tem peratura, que se ve afectada por otras variables de reacción, en particular el tiem po total para la reacción. La tem peratura óptim a por lo regular es cercana a la del m edio fisiológico de la enzim a; sin em bargo, puede ocu ­ rrir cierta d esnaturalización a la tem peratura fisiológica hum ana de 3 7 °C . La tasa de desnaturalización se in cre­ m enta conform e sube la tem peratura, y norm alm ente es significativa de 4 0 a 50°C . D ebido a que las tem peraturas b ajas vuelven reversi­ blem ente inactivas a las enzim as, m uchas m uestras de suero o plasm a para m ed ición de enzim a se refrigeran o congelan para evitar pérdida de actividad hasta el análi­ sis. Los proced im ientos de alm acenaje pueden variar de una enzim a a otra com o resultado de las características de estabilidad individuales. No obstante, la cong elación y descongelación repetidas tienden a desnaturalizar la pro­ teína, y esto se debe evitar. Debido a su sensibilidad a la tem peratura, las enzim as se deben analizar bajo condiciones de temperatura controladas en form a estricta. Las temperaturas de incubación deben ser exactas dentro de ± 0 . 1°C. Por lo general, los laboratorios intentan establecer una temperatura de análisis para m edi­ ción rutinaria de enzim as de 2 5 , 3 0 o 37°C . Han sido en

CAPITULO 10 ■ ENZIMAS

vano los intentos por establecer una tem peratura universal para el análisis de enzimas y, por tanto, los intervalos de referencia para concentraciones de enzim as pueden variar de form a im portante entre laboratorios. Sin embargo, en Estados U nidos, es com ún usar la temperatura de 37°C .

C ofactores Los cofactores son entidades no p roteínicas que se deben enlazar co n enzim as particulares antes de que ocu rra una reacción. L os activadores com unes (cofactores inorgáni­ cos) son m etálicos (C a2+, F e 2+, M g2+, M n2+, Zn2+ y K +) y no m etálicos (B r “ y C l"). E l activador puede ser esencial para la reacció n o sólo increm en tar la velocidad de la reacción en proporción con la con cen tració n hasta el punto en el que el activador en exceso com ienza a in h ib ir la reacción. Los activadores tienen com o fu n ción alternar la configu­ ración espacial de la enzim a para la u n ión con el sustrato apropiado, enlazar el sustrato a la enzim a o coenzim a, o experim entar oxid ación o reducción. Algunas coenzim as com unes (cofactores orgánicos) son fosfatos de nu cleótid o y vitam inas. Las coenzim as sirven com o segundos sustratos para reaccion es enzim á­ ticas. Cuando se enlazan fuertem ente co n la enzim a, las coenzim as se llam an grupos prostéticos. P or ejem plo, el NAD com o cofactor se puede reducir a fosfato de dinucleótido de nicotinam ida y adenina (N A D P) en una reac­ ción en la que se oxida el sustrato prim ario. Increm entar la con cen tració n de enzim a increm entará la velocidad de una reacció n enzim ática de una m anera com parable con la con cen tració n de sustrato creciente. Al cuantificar una enzim a que requiere un cofactor particular, el cofactor se debe proveer siem pre en exceso para que el alcance de la reacción no dependa de la con cen tració n del cofactor.

241

Inhibidores Las reacciones enzim áticas no avanzan de m anera norm al si una determ inada sustancia, u n inhibidor, interfiere con la reacción. Los inhibidores competitivos se u n en físicam en­ te con el sitio activo de una enzim a y com piten con el sustrato por el sitio activo. C on una co n cen tració n de sus­ trato m u cho m ayor que la co n cen tració n del inhibidor, la in h ib ició n es reversible porque el sustrato tiene m ás pro­ babilidades que el inhibid or de un irse con el sitio activo y no se ha destruido la enzim a. U n inhibidor no competitivo se un e co n una enzim a en u n lugar d istinto al sitio activo, y puede ser reversible en el sentido de que algunas sustancias m etabólicas presen­ tes de m odo natural se com binan en form a reversible con ciertas enzim as. La in h ib ición no com petitiva tam bién puede ser reversible si el inhibid or destruye parte de la enzim a que participa en la actividad catalítica. D ebido a que el inh ibid or se une con la enzim a independientem ente del sustrato, increm entar la con cen tració n de sustrato no invierte la in h ib ición . La inhibición no com petitiva es otra clase de in h ib ició n en la que el inhibid or se un e con el com p lejo ES; incre­ m entar la co n cen tració n de sustrato produce m ás com ple­ jo s ES con los que se une el inhibid or y, por consiguiente, se increm enta la inh ibición . E l com p lejo enzim a-sustratoinhibid or no da producto. Cada una de las tres clases de in h ib ició n es ú n ica con respecto a los efectos en las reacciones enzim áticas Vmáx y Km de las reacciones enzim áticas (fig. 1 0 -4 ). E n la in h ib i­ ción com petitiva, el efecto del in hibid or se contrarresta si se añade exceso de sustrato para unirse co n la enzim a. La cantidad de inhibid or es insignificante entonces por com ­ paración, y la reacció n procederá m enos rápido pero con

[S ] FIGURA 10-4. Gráfica normal de Lineweaver-Burk (recta continua) comparada con cada tipo de inhibición enzímética (línea discontinua). (A) Inhibición competitiva Vmjx sin cambio; Kmaparece incrementada. (B) Inhibición no competitiva Vméx reducida; Kmsin cambio. (C) Inhibición no competitiva Vméx reducida; Kmaparece reducida.

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PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

la m ism a velocidad que una reacción inhibida. La K m es una constan te para cada enzim a y no puede ser alterada. Sin em bargo, debido que la cantidad de sustrato necesaria para lograr una velocidad particular es m ayor en presencia de un inhibid or com petitivo, la K m al parecer aum enta al m ostrar el efecto del inhibidor. E l sustrato y el inhibidor, por lo general un ion m etá­ lico, pueden unirse co n una enzim a al m ism o tiem po en in h ib ició n no com petitiva. E l inhibid or puede inactivar ya sea un com p lejo ES o sólo la enzim a causando cam ­ b ios estructurales en ésta. In clu so si el inhibid or se une de form a reversible y no desactiva la enzim a, la presencia del inhibid or cuando se une con la enzim a dism inuye la velocidad de la reacción. P or tanto, por in h ib ició n com pe­ titiva, no se puede lograr la velocidad de reacción m áxim a. Increm entar las concentracio n es de sustrato no tiene efec­ to en el enlace de un inhibid or no com petitivo, de m odo que la Km no cam bia. D ebido a que la in h ib ició n no com petitiva requiere la form ación de u n com plejo ES, aum entar la con cen tració n de sustrato increm en ta la in h ib ición . Por tanto, no se pue­ de lograr una velocidad m áxim a igual a la de una reacción no inhibida, y la K m aparece reducida.

M edición de la actividad enzim ática D ebido a que las enzim as norm alm en te están presentes en cantidades m uy pequeñas en los líquidos biológicos y co n frecu encia es difícil aislarlas de com puestos sim ilares, u n m étodo conv eniente para la cu an tiñ cación de enzim as es la m ed ición de la actividad catalítica. E n ton ces la acti­ vidad se relaciona con la con cen tració n . E n los m étodos com unes se podría m edir con un potencióm etro u n in cre­ m ento en la con cen tració n de producto, una dism inu ción en la co n cen tració n de sustrato, una red u cción en la co n ­ cen tración de coenzim a o un aum ento en la con cen tració n de una coenzim a alterada. Si la cantidad de sustrato y cualquier coenzim a está en exceso en una reacció n enzim ática, la cantidad de sustrato o coenzim a em pleada, o producto o coenzim a alterada for­ m ada, dependerá sólo de de la cantidad de enzim a presen ­ te para catalizar la reacción. Por tanto, las concentracio nes de enzim a son ejecutadas siem pre en cin ética de orden cero, co n el sustrato en exceso suficiente para asegurar que no más de 20% del sustrato disponible se convierte en producto. C ualquier coenzim a tam bién debe estar en exceso. E l NADH es una coenzim a que frecu entem ente se m ide en el laboratorio. El NADH absorbe luz a 3 4 0 nm , m ientras que el NAD no lo hace, y se m ide con facilidad un cam bio de absorbancia a 3 4 0 nm . E n m etodologías de laboratorio específicas, son n ece­ sarias otras sustancias distintas al sustrato o la coenzim a y deben estar presentes en exceso. El NAD o NADH suele ser conv eniente com o reactivo para u n ensayo de enzim aacop lad a cuando NAD ni NADH son coenzim as para la reacción. E n otros ensayos de enzim a acoplada, se añade m ás de una enzim a en exceso com o u n reactivo y se cata­ lizan m últiples reacciones. D espués que la enzim a b ajo análisis cataliza su reacción específica, un producto de esa

reacción se convierte en sustrato en el que actúa una enzim a auxiliar interm ediaria. U n producto de la reacción interm e­ diaria se convierte en el sustrato para la reacción final, que emplea com o catalizador una enzim a indicadora y, por lo general, tiene que ver con la conversión de NAD a NADH o viceversa. Al efectuar una cu an tiñ cación enzim ática en cinética de orden cero, no debe haber inhibid ores, y es necesario controlar de m anera cuidadosa otras variables que pudie­ ran afectar la velocidad de la reacción . Se debe m antener un pH constan te por m edio de una d isolu ción am ortigua­ dora apropiada. La tem peratura debe ser constan te dentro de ± 0 . 1°C en todo el ensayo a una tem peratura a la cual la enzim a es activa (norm alm ente, 2 5 , 3 0 o 3 7 °C ). D urante el avance de la reacción, el período para el aná­ lisis tam bién debe ser seleccionado con cuidado. Cuando la enzim a se introduce al inicio a los reactivos y el sustrato en exceso se com bina de forma estable con la enzim a dispo­ nible, aum enta la velocidad de la reacción. Después que se satura la enzim a, las tasas de form ación de producto, libe­ ración de enzim a y recom binación con más sustrato proce­ den de form a lineal. Después de ese tiem po, de ordinario 6 a 8 m in después del inicio de la reacción, la velocidad dism inuye a medida que se agota el sustrato, la reacción inversa es m ás notable y el producto com ienza a inhibir la reacción. Por tanto, las cuantificaciones de enzim a se deben llevar a cabo durante la fase lineal de la reacción. Es posible usar uno de dos m étodos para m edir el alcan­ ce de una reacción enzim ática: a ) de tiem po fijo y b) ensayo de m onitoreo continuo o cinético. E n el método de tiempo fijo , los reactantes se com binan, la reacción procede por un tiem po designado, se detiene la reacción (por lo regular al desactivar la enzim a con un ácido débil) y se hace una m edi­ ción de la cantidad de reacción que ha ocurrido. Se supone que la reacción es lineal con el tiem po de reacción; m ientras más grande sea la reacción, más enzim a está presente. E n los ensayos de monitoreo continuo o cinéticos, se hacen m ediciones múltiples, norm alm ente de cam bio de absorban­ cia, ya sea a intervalos de tiempo específicos (cada 3 0 o 60 s) o en forma continua mediante un espectrofotóm etro de registro continuo. Estos ensayos ofrecen ventajas sobre los m étodos de tiem po fijo porque la linealidad de la reacción se puede com probar de forma más adecuada. Si la absorban­ cia se mide a intervalos, son necesarios varios puntos para increm entar la exactitud de la evaluación de linealidad. Se prefieren las m ediciones continuas porque cualquier desvia­ ción respecto de la linealidad se observa sin dificultad. La causa m ás com ún de desviación respecto de la linea­ lidad ocurre cuando la con cen tració n de la enzim a es tan alta que se usa todo el sustrato al in icio del tiem po de reacción. Para el resto de la reacción, el cam bio de velo ci­ dad es m ínim o, lo que indica que la co n cen tració n de la enzim a es m uy baja. Con el monitoreo continuo, el laborato­ rista puede observar u n cam bio rep entino en la velocidad de la reacción (desviación de la cinética de orden cero) de una d eterm inación particular y puede repetirla con m enos m u estra del p a cien te. La d ism in u ció n en la can tid ad de m uestra del pacien te opera com o un a dilución, y la respuesta obtenida se puede m u ltip licar por el factor de

CAPÍTULO 10 ■ ENZIMAS

dilución para obtener la respuesta final. La m uestra en sí no se diluye para que el diluyente no interfiera con la reacción. (La d ilu ción de la m uestra con disolu ción salina puede ser necesaria para m inim izar los efectos negativos en el análisis a causa de hem olisis o lipem ia.) Las m edi­ ciones de actividad enzim ática pueden ser inexactas si las cond iciones de alm acenaje com prom eten la integridad de la proteína, si hay inhibidores enzim áticos o si no están presentes cofactores necesarios.

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control de calidad y prueba de com petencia para todos los laboratorios. Los problem as con m ateriales de con trol de calidad para prueba de enzim as han sido un tem a im por­ tante. Las diferencias entre m uestras clín icas y sueros de control in clu yen especies de origen de la enzim a, integri­ dad de las especies m oleculares, form as de isoenzim as, m atriz de la d isolu ción , ad ición de conservadores y proce­ so de liofilización. Se han realizado m u ch os estudios para asegurar m ed iciones exactas de enzim as y b u enos m ate­ riales de con trol de calidad .4

Cálculo de la actividad enzim ática Cuando se realiza la cu antificación de las enzim as con respecto a su actividad y no con una m ed ición directa de con cen tració n , las unidades em pleadas para expresar las con cen tracio n es de enzim a son unidades de actividad. La definición para la unidad de actividad debe consid e­ rar variables que pudieran alterar los resultados (p. ej., pH, tem peratura, sustrato). A través de la historia, quie­ nes elaboraban m étodos específicos solían establecer sus propias unidades para expresar resultados, y era com ún que designaran a las unidades con su nom bre (es decir, unidades Bodansky y K ing). Para estandarizar el sistem a para expresar resultados cu antitativos, la E C definió la unidad internacional (UI) com o la cantidad de enzim a que catalizará la reacció n de un pinol de sustrato por m inuto en cond iciones específicas de tem peratura, pH, sustratos y activadores. Debido a que las con d iciones especificadas pueden variar entre laboratorios, los valores de referencia son aún específicos del laboratorio. La co n cen tració n de enzim a se expresa por lo regular en unidades por litro (UI/ L ). La unidad de actividad enzim ática reconocid a por el Sistem a Internacional de U nidades ( Systém e Internationale d ’Unités [SI]) es el katal (mol/s). E l m ol es la unidad para la con cen tració n de sustrato, y la unidad de tiem po es el segundo. La con cen tració n de enzim a se expresa entonces com o katals por litro (kat/L). 1.0 U I = 17 nkat. Cuando las enzim as se cu antifican m idiendo el aum en­ to o d ism inu ción de NADH a 3 4 0 nm , la absortividad m olar (6 .2 2 X 10 3 mol/L) de NADH se em plea para calcu­ lar la actividad enzim ática.

Enzim as como reactivos Las enzim as se pueden usar com o reactivos para m edir m uchos constitu yentes no enzim áticos en el suero. Por ejem plo, la glucosa, el colesterol y el ácido ú rico se cu anti­ fican con frecuencia por m edio de reacciones enzim áticas, que m id en la con cen tració n del analito debido a la espe­ cificidad de la enzim a. Las enzim as se em plean tam bién com o reactivos para m étodos de cu antificación de analitos que son sustratos para las cuantificaciones enzim áticas correspondientes. U n ejem plo, la deshidrogenasa de lactato, puede ser un reactivo cuando se evalúan las con cen tra­ ciones de lactato o piruvato. Para esta clase de m étod os, la enzim a se añade en exceso en una cantidad suficiente para proveer una reacción com pleta en un período corto. Las enzim as inm ovilizadas se enlazan quím icam ente a adsorbentes, com o la agarosa o ciertos tipos de celu lo­ sa, m ediante grupos azida, diazo y triacina. Las enzim as actúan com o reactivos recuperables. Cuando se pasa el sus­ trato por la preparación, se recupera el producto y se ana­ liza, y la enzim a está presente y libre para reaccionar con más sustrato. Las enzim as inm ovilizadas son convenientes para análisis por lotes y m ás estables que las enzim as en una d isolu ción. Las enzim as se em plean tam bién com o reactivos en im nunoensayos com petitivos y no com p etiti­ vos, com o los que se usan para m edir an ticuerpos de HIV, fárm acos terapéuticos y antígenos de cáncer. Las enzim as de uso com ú n son peroxidasa de rábano, fosfatasa alcali­ na, deshidrogenasa de glucosa- 6-fosfato y p-galactosidasa. La enzim a en estos ensayos funciona com o u n indicador que refleja la presencia o ausencia del analito.

M edición de la m asa de enzim a Tam bién están disponibles las m etodologías de inm u n oen­ sayo que cu antifican la con cen tració n de enzim a p or masa, y se em plean de m anera rutinaria para la cu antificación de algunas enzim as, com o CK-M B. Los inm unoensayos pue­ den sobrestim ar la enzim a activa com o un resultado de posible reactividad cruzada con enzim as inactivas, com o zim ógenos, isoenzim as inactivas, m acroenzim as o enzim a digerida en parte. La relación entre actividad enzim áti­ ca y cantidad de enzim a es por lo general lineal pero se debe determ inar para cada enzim a. Las enzim as se pueden determ inar y cuantificar tam bién por técnicas electroforéticas, que proveen resolución de isoenzim as e isoform as. Asegurar la exactitud de las m ed iciones de enzim as ha sido por m u cho tiem po una preocu pación de los laboratoristas. La ley de 1 9 8 8 de E nm iendas de M ejoram ien to del Laboratorio C línico (CLIA 88) ha establecido norm as para

ENZIMAS DE IMPORTANCIA CLÍNICA E n el cuadro 10 -2 se listan las enzim as analizadas com ú n ­ m ente, in clu so sus nom bres sistem áticos e im portancia clínica. Cada enzim a se analiza en este capítulo con respecto a fuente tisular, im portancia diagnóstica, m étodo de ensayo, fuente de error e intervalo de referencia.

Cinasa de creatina La cinasa de creatina (C K ) es una enzim a con u n peso m olecular de casi 8 2 000, que por lo general está relaciona­ da con la regeneración de ATP en sistemas contráctiles o de transporte. Su función fisiológica predominante ocurre en las células de músculo, donde participa en el alm acenaje de fos­ fato de creatina de alta energía. Todo ciclo de contracción del

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PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

CUADRO 10-2. ENZIMAS PRINCIPALES DE IMPORTANCIA CLÍNCA ENZIMA

IM PORTANCIA CLÍNICA

Fosfatasa ácida (ACP)

Carcinoma prostático

Aminotransferasa de alanina (ALT)

Trastorno hepático

Fosfatasa alcalina (ALP)

Trastorno hepático Trastorno óseo

Amilasa (AMS)

Pancreatitis aguda

Aminotransferasa de aspartato (AST)

Infarto de miocardio Trastorno hepático Trastorno del músculo esquelético

Cinasa de creatina (CK)

Infarto de miocardio Trastorno del músculo esquelético

y-Glutamiltransferasa (GGT)

Trastorno hepático

Infarto de miocardio Trastorno hepático Carcinoma

Lipasa (LPS)

Pancreatitis aguda

Seudocolinesterasa

Envenenam iento por organofosfato Variantes genéticas

(PChE)

m úsculo origina el uso de fosfato de creatina, con producción de ATE Esto da com o resultado concentraciones relativa­ m ente constantes de ATP de músculo. La reacción reversible catalizada por CK se muestra en la ecuación 10-4. CK

C reatina + ATP

fosfato de creatina + ADP (Ec. 10-4)

ES T U D IO U n hom bre cau cásico de 51 años de edad con sobrepe­ so visita a su m édico fam iliar con d olencias de “in d i­ gestió n” de cin co días de duración. Tam bién ha tenido ataques de sudoración, m alestar general y cefalea. Su tensión arterial es de 140/105; sus antecedentes fam i­ liares inclu yen un padre con diabetes que m urió a la edad de 6 2 años de IMA secundario a diabetes m ellitus. U n electrocardiogram a reveló cam bios de uno efectua­ do seis m eses antes. Los resultados del análisis de la sangre del pacien te son los siguientes: CK CK -M B LD LD A ST

129 U/L 4% 2 8 0 U/L Isoenzim as 35 U/L

La CK está distribuida de form a am plia en el tejid o, con las actividades m ás altas halladas en el m úsculo esquelético, m ú sculo cardíaco y tejid o cerebral. La CK está presente en cantidades m u cho m ás pequeñas en otras fuentes de te ji­ do, com o vejiga, placenta, tubo digestivo, tiroides, útero, riñón , pulm ones, próstata, bazo, hígado y páncreas.

Im portancia diagnóstica

Deshidrogenasa de Anem ia hemolítica inducida glucosa-6-fosfato (G-6-PD) por fármacos Deshidrogenasa de lactato (LD)

F u e n te d e tejido

(3 0 A 6 0 ) ( < 6% ) (1 0 0 a 2 2 5 ) L D -l> L D -2 (5 a 3 0 )

Com o resultado de las altas concentraciones de CK en el tejido muscular, las concentraciones de CK suelen elevarse en trastornos de m úsculo cardíaco y esquelético. Se consi­ dera que la concentración de CK es un indicador sensible de infarto de m iocardio agudo (IMA) y distrofia muscular, en particular tipo D uchenne. C oncentraciones notablem ente altas de CK ocurren en la distrofia m uscular tipo D uchenne, con valores que alcanzan 5 0 a 100 veces el lím ite superior norm al (LSN ). Aunque las concentraciones totales de CK son indicadores sensibles de estos trastornos, no lo son del todo específicos, ya que el aum ento en la concentración de CK se halla en otras anormalidades del m úsculo cardíaco y esquelético. Las concentraciones de CK varían tam bién con la masa de m úsculo y, por tanto, pueden depender del géne­ ro, raza, grado de acondicionam iento físico y edad. Las concen tracion es de CK altas se observan de form a ocasional en trastornos del sistem a nervioso central com o accidente cerebrovascular, convulsiones, degeneración nerviosa y choque del sistem a nervioso central. E l daño de la barrera hem atoencefálica perm ite la lib eración de enzim a a la circulación periférica. O tras con d iciones fisiopatológicas en las que ocurren con cen tracio n es altas de CK son hipotiroid ism o, hiperpirexia m aligna y síndrom e de Reye. E n el cuadro 1 0 -3 se listan los principales trastornos relacionados con co n cen ­ traciones anorm ales de CK. Las con cen tracio n es de CK sérica y la relación CK/progesterona han sido útiles en el diagnóstico de em barazos ectó p ico s .5 Las con cen tracio n es de CK sérica total se han em pleado tam bién com o una herram ienta de diagnóstico in icial para identificar pacien ­ tes con in feccio n es de Vibrio vulnijicus.6

C A S O 10-1 Preguntas 1. ¿Puede desecharse un diagnóstico de IMA en este paciente? 2. ¿C uáles m arcadores cardíacos ad icionales pueden aplicarse en este paciente? 3. ¿D ebe adm itirse a este paciente en el hospital?

CAPITULO 10 ■ ENZIMAS

CUADRO 10-3. ISOENZIMAS DE CINASA DE CREATINA (LOCALIZACIÓN DEL TEJIDO Y FUENTES DE AUMENTO DE CONCENTRACIÓN) ISOENZIMA

TEJIDO

CONDICIÓN

CK-MM

Corazón Músculo esquelético

Infarto de miocardio Trastorno del músculo esquelético Distrofia muscular Polimiositis Hipotiroidismo Hipertermia maligna Actividad física Inyección intramuscular

CK-MB

Corazón Músculo esquelético

Infarto de miocardio Lesión miocárdica Isquemia Angina Enfermedad cardíaca inflamatoria Cirugía cardíaca Distrofia muscular tipo Duchenne Polimiositis Hipertermia maligna Fiebre manchada de las Montañas Rocosas Fiebre exantemática Envenenam iento por monóxido de carbono

CK-BB

Cerebro

Choque del sistema nervioso central Encefalopatía anóxica Accidente cerebrovascular Convulsión Traumatismo placentario o uterino Carcinoma Síndrome de Reye Envenenam iento por monóxido de carbono Hipertermia maligna Insuficiencia renal aguda y crónica

Vejiga Pulmón Próstata Utero Colon Estómago Tiroides

D ebido a que el aum ento de la con cen tració n de enzi­ m a se halla en num erosos trastornos, la separación de CK total en sus distintas fraccion es de enzim a se considera un indicad or más específico de diversos trastornos que las con cen tracio n es totales. P or lo general, la im portancia clín ica de la actividad de CK depende m ás del fraccion a­ m ien to de isoenzim a que de con cen tracio n es totales. La CK aparece com o un dímero que consta de dos subun id ad es que se sep aran c o n facilid ad en tres form as m oleculares distintas. Las tres isoenzim as han sido designa­ das com o CK -BB (tipo cerebral), CK -M B (tipo h íb rid o) y CK-M M (tipo m u scular). E n la sep aración electroforética, la CK -BB m igrará más rápido hacia el ánodo y, por tanto, se llam a C K -1. La CK-BB va seguida de CK -M B (C K -2) y, por últim o, CK -M M (C K -3 ), que exhibe la m ovilidad más

Cátodo

oíd

o o o Ar

MI | MM Macro MB Origen

245

BB

CK

FIGURA 10-5. Patrón de migración electroforético de isoenzimas de CK normales y atípicas.

b aja (fig. 1 0 -5 ). E n el cuadro 10-3 se indica la localiza­ ción tisular de las isoenzim as y las con d icio n es principales relacionadas con concentraciones altas. La separación de isoform as de C K se puede ver tam bién m ediante separa­ ción electroforética de alto voltaje. Las isoform as aparecen después de la rotura del am inoácido c-term inal de la subunidad M por carboxipeptidasa N sérica. Se han descrito tres isoform as para CK-M M y dos isoform as para CK -M B; la im portancia clín ica no está b ien establecida. La isoenzim a principal en el suero de personas saludables es la forma MM. Los valores para la isoenzim a BB varían de indetectables a trazas ( < 6% de CK total). Al parecer la CKBB está presente tam bién en pequeñas cantidades en el suero de personas saludables; sin embargo, la presencia de CK-BB en el suero depende del método de detección. La m ayor par­ te de las técnicas no detectan CK-BB en suero normal. La CK-M M es la fracción de isoenzim a principal hallada en m úsculo estriado y suero norm al. E l m ú sculo esquelé­ tico contien e casi por com pleto CK -M M , con una pequeña cantidad de CK-M B. La m ayor parte de la actividad de CK en el m ú sculo cardíaco se atribuye tam bién a CK -M M , con casi 20% que resulta de C K -M B .7 E l suero norm al co n s­ ta de alrededor de 9 4 a 100% de CK -M M . La lesión del m úsculo cardíaco y esquelético representa la m ayor parte de los casos de aum ento en la con cen tració n de CK-M M (cuadro 1 0 -3 ). E l hipotiroidism o produce aum ento en la con cen tració n de CK-M M debido a que tiene que ver el tejid o m uscular (m ayor perm eabilidad de la m em brana), el efecto de la horm ona tiroidea en la actividad enzim ática y, posiblem ente, el aclaram iento desacelerado de CK com o resultado de m etabolism o m ás lento. La actividad leve a extenu ante puede con trib u ir al aum ento de las con cen tracio n es de CK, com o tam bién las inyecciones intram usculares. E n la actividad física, el grado de aum ento es variable. Sin em bargo, el grado de ejercicio en relación co n la capacidad de ejercicio del indi­ viduo es el factor m ás im portante para determ inar el grado de in crem en to .8 Los pacientes co n buena con d ició n físi­ ca m uestran m enos grados de aum ento que los pacientes cuya con d ición física es d eficiente. Las con cen tracio n es pueden aum entar durante 4 8 horas después del ejercicio. Por lo general, los incrementos de CK son menores que 5 X LSN después de inyecciones intramusculares, y no son evidentes después de 4 8 horas, aunque podrían persistir durante una semana. La isoenzima predominante es CK-MM. La cantidad de CK-BB en el tejido (cuadro 1 0 -3 ) suele ser pequeña. La cantidad pequeña, ju n to co n su vida media relativam ente corta (1 a 5 h ), da com o resultado actividades de CK-BB que por lo general son bajas y transitorias, y por

246

PARTE II ■ CORRELACIONES CLINICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

lo com ún no se pueden m edir cuando hay daño tisular. Las concentraciones más altas se hallan en el sistem a nervioso central, el tubo digestivo y el útero durante el embarazo. A unque el tejid o del cerebro tiene con cen tracio n es altas de CK, el suero rara vez con tiene CK -BB de origen cere­ bral. D ebido a su tam año m olecular ( 8 0 0 0 0 ) , su paso por la barrera hem atoencefálica está im pedido. Sin em bargo, cuando ha ocu rrid o daño extenso en el cerebro, a veces se d etectan cantidades im portantes de CK-BB en el suero. Se ha observado que la CK -BB puede estar en co n cen ­ traciones significativam ente altas en pacientes con car­ cinom a de varios órganos. Se ha hallado en relación con carcinom a prostático no tratado y otros adenocarcinom as. E stos hallazgos indican que la CK-BB puede ser un m arca­ dor ú til en relación co n tum ores .9 Las causas m ás com unes de increm en tos de CK-BB son daño del sistem a nervioso central, tum ores, parto y la pre­ sen cia de CK m acro, u n com plejo de enzim a-in m unoglobulina. En la m ayor parte de los casos, la co n cen tració n de CK -BB es m ayor que 5 U/L, por lo general en el intervalo de 10 a 5 0 U/L. O tras con d icio n es listadas en el cuadro 1 0 -3 m uestran actividad de CK-BB abajo de 10 U/L.10 E l valor de la separación de isoenzim a CK se puede hallar sobre todo en la detección de daño de miocardio. E l tejido cardíaco contiene cantidades significativas de CK-MB, casi 20% de toda la CK-MB. Mientras que la CK-MB se encuentra en pequeñas cantidades en otro tejido, el miocardio es en esencia el único tejido del que la CK-M B entra al suero en cantidades importantes. La dem ostración de concentracio­ nes altas de CK-M B, mayores o iguales a 6% de la CK total, se considera un buen indicador de daño m iocárdico, en par­ ticular IMA. Se ha encontrado que otras proteínas no enzi­ m áticas, llamadas troponinas, son incluso más específicas y pueden tener una concentración alta en ausencia de concen­ traciones altas de CK-MB. Después del infarto de m iocardio,

las concentraciones de CK-MB com ienzan a subir dentro de 4 a 8 h, alcanzan el m áxim o en 12 a 2 4 h y vuelven a la nor­ malidad dentro de 4 8 a 72 h. Este margen de tiem po se debe considerar al interpretar las concentraciones de CK-MB. La actividad de la CK-M B ha sido observada en otros trastornos cardíacos (cuadro 1 0 -3 ). P or tanto, las cantid a­ des increm entadas no son del todo específicas para IMA sino que reflejan probablem ente algún grado de daño car­ díaco isquém ico. La especificidad de las concentracio nes de CK-M B en el diagnóstico de IM A se puede increm entar si se interpretan ju n to con isoenzim as de deshidrogenasa de lactato (LD ) o troponinas, o am bas, y si se m id en de form a secu en cial durante un período de 4 8 h para detectar el aum ento y dism inu ción característicos de la actividad enzim ática vista en el IM A (fig. 1 0 -6 ). La isoenzim a MB tam bién ha sido detectada en el suero de pacientes co n trastornos no cardíacos. Las co n ­ centraciones de CK -M B halladas en estas con d iciones es probable que representen filtración desde el m úsculo esquelético, aunque en la distrofia m uscular tipo D u chen­ ne puede haber tam bién cierta in terven ció n cardíaca. Las con cen tracio n es de CK -M B en el síndrom e de Reye tam ­ b ién pueden reflejar daño m iocárdico. A pesar de los hallazgos de concentraciones de CK-MB en trastornos distintos al infarto de m iocardio, su presencia aún es un indicador im portante de IM A .11 E l curso de tiem ­ po representativo de aum ento en la concentración de CKMB después del IMA no se encuentra en otras condiciones. Las proteínas no enzim áticas (troponina I y T ) han sido em pleadas com o un m arcador m ás sen sible y específico de daño m iocárd ico. Estas proteínas se liberan hacia el torrente sanguíneo antes y persisten durante m ás tiem po que la CK y su coenzim a CK-M B. Más in form ació n sobre estos m arcadores de proteína de IMA se encuentra en el capítulo 8, Am inoácidos y proteínas.

10


o

2

O

1

2

3

4

5

6

10

Tiempo durante el cual la concentración permanece alta (días)

FIGURA 10-6. Curvas de actividad con el tiempo de enzimas en Infarto de miocardio para AST, CK, CK-MB y LD. La CK, de manera específica la fracción MB, se incrementa al inicio, seguida de AST y LD. La LD es la que perma­ nece incrementada por más tiempo. Todas las enzimas vuelven al nivel normal en 10 días.

247

CAPÍTULO 10 ■ ENZIMAS

Se han elaborado num erosos inform es en donde se des­ cribe la presencia de bandas inusuales de isoenzim a CK que m uestran propiedades electroforéticas que difieren de las tres fraccion es de isoenzim a principales (fig. 1 0 -5 ).12-16 Estas form as atípicas son por lo general de dos tipos y se co n o cen com o CK m acro y C K m itocondrial. La CK m acro al parecer m igra a una p osición m edia entre C K -M M y CK-M B. E ste tipo de C K m acro com pren­ de en gran m edida CK-BB acom plejada con inm unoglobulina. E n m u chos casos la inm unoglobu lina relacionada es IgG, aunque tam bién ha sido descrito u n com p lejo con IgA. E l térm ino CK m acro se ha em pleado tam bién para d escribir com p lejos de lipoproteínas con CK-M M . La in cid encia de CK m acro en el suero varía de 0 .8 a 1.6% . E n la actualidad ning ú n trastorno específico se rela­ ciona co n su presencia, aunque parece estar relacionada con la edad y el género, y aparece con m ayor frecu encia en m ujeres m ayores de 5 0 años. La CK m itocondrial ( CK-M i) se un e a la superficie exterior de las m em branas m ictocond riales internas del m ú sculo, cerebro e hígado. M igra hasta u n punto catódico a CK -M M y existe com o una m olécula dim érica de dos subunidades idénticas. Aparece en el suero en el estado d im érico y en la form a de agregados oligom éricos de alto peso m olecu lar (3 5 0 0 0 0 ). La CK -M i n o está presente en el suero norm al y por lo com ú n tam poco después del infarto de m iocardio. La incid encia de C K -M i varía de 0 .8 a 1.7% . Para que sea detectada en el suero, debe ocu rrir daño tisu­ lar extenso, que causa d escom posición de la m itocond ria y la pared celular. Su presencia no tiene correlación con ning ú n estado m orboso específico pero parece ser un indi­ cador de enferm edad grave. La C K -M i ha sido detectada en casos de tum or m aligno y anorm alidades cardíacas. E n vista de la correlación indefinida entre estas form as de CK atípicas y su estado m orboso esp ecífico, parece que su im portancia se relaciona sobre todo co n los m étodos prim arios em pleados para detectar CK -M B. E n ciertos proced im ientos analíticos, estas form as atípicas se pueden m edir com o CK -M B, que da com o resultado con cen tracio­ nes de CK -M B altas y erróneas. Los m étodos empleados para la m edición de isoenzimas de CK son electroforesis; crom atografía de intercam bio ión i­ co, y varios inm unoensayos, incluso el radioinm unoensayo (RIA ) y m étodos de inm unoinhibición. Aunque los m étodos de masa son más sensibles y preferidos para cuantificación de CK-M B, la electroforesis ha sido el m étodo de referencia. Las propiedades electroforéticas de las isoenzim as de CK se m uestran en la figura 10-5. Por lo general, la técnica consiste en realizar la electroforesis en la m uestra, m edir la reacción con una técnica de superposición y visualizar después las bandas bajo luz ultravioleta. Con la electroforesis, la ban­ das atípicas se pueden separar, lo que perm ite su detección aparte de tres bandas principales. Con frecuencia aparece una banda con fluorescencia intensa, que migra próxim a a la form a CK-BB. Se desconoce la naturaleza exacta de esta fluorescencia, pero se ha atribuido a la u n ión de fárm acos fluorescentes o bilirrubina m ediante albúm ina. Adem ás de ver bandas de CK atípicas, otras ventajas de los m étodos de electroforesis son detectar una separación

insatisfactoria y perm itir ver la cinasa de adenilato (A K). La AK es una enzim a liberada de eritrocitos en m uestras hem olizadas y aparece com o una banda catódica a CK MM. La AK puede interferir con m étodos quím icos o de in m u n oin h ib ición , lo que causa un valor alto y falso de CK o CK-M B. La crom atografía de intercam bio ió n ico tiene el p oten­ cial para ser más sensible y precisa que los procedim ientos e lectró n ico s llevados a cabo con buena técnica. Sin em bar­ go, en una colum na no satisfactoria, la CK -M M se integra con la CK -M B y la CK-BB se puede eluir con CK -M B. Tam ­ bién, la C K m acro se puede eluir con CK-M B. Los anticuerpos contra las subunidades M y B h an sido usados para determ inar la actividad de CK-M B. E l anti-M inhibe toda la actividad de M pero no la actividad de B. La actividad de C K se m ide antes y después de la in h i­ b ición . La actividad restante después de la in h ib ició n de M es un resultado de la subunidad B de la actividad de M B y BB. La actividad residual después de la in h ib ició n se m u ltiplica por 2 para tom ar en cuenta la actividad de MB (inhibida 5 0 % ). La desventaja principal de este m étodo es que detecta actividad de BB, la cual, aunque no es detectable de m anera norm al, causará resultados de M B altos e in correcto s cuando está presente BB. Además, las for­ mas atípicas de C K -M i y CK m acro no son inhibidas por anticuerpos anti-M y tam bién podrían causar resultados erróneos para actividad de MB. C on los inm unoensayos se detecta CK-M B de m anera confiable co n reactividad cruzada m ínim a. Los in m u n oen ­ sayos m id en la con cen tració n de proteína de enzim a en vez de actividad enzim ática y, por tanto, pueden detectar CK-M B enzim áticam ente inactiva. E sto lleva a la p osibi­ lidad de perm itir la d etección de infarto antes que otros m étodos. Está disponible tam bién un ensayo de inm unoin h ib ició n de anticuerpo doble. Esta técn ica perm ite la d iferenciación de actividad de MB debido a la cinasa de adenilato y las isoenzim as atípicas, y da com o resultado u n proced im iento analítico específico para C K -M B .17 Los sistem as de ensayo que se em plean en el lugar de la aten­ ción para CM -M B están disponibles pero su uso n o es tan extendido com o los que se em plean para troponinas.

A ctividad enzim ática d e ensayo C om o se indica en la ecu ación 1 0 -4 , la CK cataliza las reacciones directa e inversa que conllevan la fosforilación de creatina o ADP. P or lo general, en el caso de análisis de actividad de CK, esta reacción va acoplada con otros siste­ m as enzim áticos y se determ ina u n cam bio de absorbancia a 3 4 0 nm . La reacció n directa va acoplada con el siste­ m a cinasa de piruvato-deshidrogenasa de lactato-N A D H y procede de acuerdo con la ecu ación 10 -5 : C reatina + ATP

ck

fosfato de creatina + ADP PK

ADP + fosfoenolpiruvato

piruvato + ATP CK

Piruvato + NADH + H +

lactato + N AD+ (Ec. 10-5)

248

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

La reacción inversa va acoplada con el sistem a hexo cin asa-glucosa- 6-fosfato deshidrogensa-NADP, com o se indica en la ecu ación 10- 6 : Fosfato de creatina + ADP HK

ADP + glucosa „

..

creatina + ADP

ADP + glucosa- 6-fosfato

G lucosa 6-fosfato + NADP

G-6PD

^ .. 6-fosfogluconato + NAD™ (Ec. 10-6)

La reacció n inversa propuesta por O liver y m odifica­ da por R osalki es el m étodo m ás com ún en el laboratorio c lín ico .13 La reacció n procede 2 a 6 veces m ás rápido que la reacció n directa, lo que depende de las cond iciones del ensayo, y hay m enos interferen cia de reacciones laterales. El pH óptim o para la reacción inversa es 6 . 8; para la reac­ ció n directa es 9 .0 . La actividad de CK en suero es inestable, y es desacti­ vada co n rapidez debido a la oxid ación de grupos sulfhidrilo. La d esactivación se puede revertir de form a parcial m ediante la ad ición de com puestos sulfhidrilo al reactivo de ensayo. Entre los com puestos utilizados están N -acetilcisteína, m ercaptoetanol, tioglicerol y ditiotreitol.

F u e n te de e r ro r La hem olisis de m uestras de suero puede ser una fuente im portante de actividad de CK alta. Los eritrocitos están virtualm ente desprovistos de CK; sin em bargo, tienen m ucha actividad de AK. La AK reacciona con ADP para p roducir ATP, que entonces está disponible para participar en la reacció n de ensayo, y causa que se eleven de m anera falsa las con cen tracio n es de CK. Esta interferen cia puede ocu rrir con hem olisis de m ás de 3 2 0 mg/L de hem oglo­ bina, que libera suficiente AK para agotar los inhibidores de AK en el reactivo. La hem olisis de trazas causa poco aum ento, si es que hay, en la con cen tració n de CK. E l su e­ ro se debe alm acenar en un lugar oscuro porque la luz del día inactiva a la CK. La actividad se puede restablecer des­ pués del alm acenaje en la oscuridad a 4°C durante 7 días o a - 2 0 ° C durante 1 m es cuando el ensayo se realiza con u n activador su lfhid rilo .18 Com o resultado de la actividad m uscular y la masa del m úsculo en las concentracio nes de CK , se debe observar que las personas que están físi­ cam ente b ien entrenadas tienden a tener concentracio nes base altas, y que los pacientes encam ados por largos p erío­ dos pueden tener actividad de CK reducida.

Intervalo d e referen cia CK total: Varón, 15 a 1 6 0 U/L (3 7 °C ) M ujer, 15 a 130 U/L (37 °C ) CK-M B: < 6% de CK total L os valores superiores en varones se atribuyen a m ayor m asa m uscular. N ote que los intervalos de referencia de enzim as están su jetos a variación, lo que depende del m étodo em pleado y las cond iciones del ensayo.

D eshidrogenasa de lactato La deshidrogenasa de lactado (LD ) es una enzim a que cataliza la interconversión de ácidos láctico y pirúvico. Es una enzim a de transferencia de hidrógeno que utiliza la coenzim a NAD+ de acuerdo con la ecu ación 10-7: CH 3 HC — OH + N A D + ¿ = ± CO O H L actato

ch 3 C =

O + NADH + H+

COOH Piruvato (Ec. 10-7)

F u e n te d e tejido La LD está distribuida de manera extensa en el cuerpo. Las actividades altas se encuentran en el corazón, hígado, m úsculo esquelético, riñón y eritrocitos; cantidades menores se encuentran en los pulmones, músculo liso y cerebro.

Im portancia diagnóstica D ebido a su actividad extendida en num erosos tejid os del cuerpo, la con cen tració n de LD es alta en diversos tras­ tornos. Las con cen tracio n es altas se encuentran en enfer­ m edades cardíacas, hepáticas, del m ú sculo esquelético, y renales, así com o en varios trastornos hem atológicos y neoplásicos. Las con cen tracio n es m ás altas de LD total se observan en la anem ia perniciosa y trastornos h em olíticos. La d estru cción intram edular de eritoblastos causa increm en to com o resultado de la alta con cen tració n de LD en eritrocitos. Los trastornos hepáticos, com o la hepati­ tis viral y la cirrosis, m uestran increm en tos ligeros de dos a tres veces el LSN. E l IMA y el infarto pulm onar tam ­ b ién m uestran aum entos de casi el m ism o grado (2 a 3 X LSN ). E n el IMA, las concentraciones de LD com ienzan a aum entar dentro de 12 a 2 4 h, alcanzan el m áxim o en 4 8 a 7 2 h y perm anecen altas durante 10 días. Los trastornos del m ú sculo esquelético y algunas leucem ias contribuyen al aum ento de las con centraciones de LD. Increm entos notables se observan en particular en la m ayor parte de p acientes con leu cem ia linfoblástica aguda. D ebido a las m uchas cond icion es que contribuyen a la actividad increm entada, u n valor de LD total alto es un hallazgo bastante inespecífico. Por tanto, los ensayos de LD presuponen m ás im portancia clín ica cuando se separa en fraccion es de isoenzim a. La enzim a se puede separar en cin co fraccion es principales, y cada una com prende cuatro subunidades. Tiene un peso m olecular de 1 2 8 0 0 0 daltons. Cada isoenzim a com prende cuatro cadenas polipeptídicas con un peso m olecular de 3 2 0 0 0 daltons cada una. Dos cadenas polipeptídicas distintas, designadas H (co razón ) y M (m ú scu lo ), se com bin an en cin co configuraciones para producir las cin co fraccion es de isoenzim a principales. E n el cuadro 1 0 -4 se indica la localización tisular de las isoenzim as de LD y los trastornos principales relacionados con con cen tracio n es altas. La LD -1 m igra co n más rapidez hacia el ánodo, seguida en secu encia por otras fraccion es. La L D -5 es la m ás lenta para migrar.

249

CAPÍTULO 10 ■ ENZIMAS

CUADRO 10-4. ISO EN ZIM A S DE D ESH ID R O G EN A SA DE LACTATO (LO CA LIZA CIÓ N TISU LA R Y FU EN TES DE IN CREM EN TO DE LA CO N CEN TRACIÓ N )___________ ISOENZIMA

TEJIDO

TRASTORNO_____________

LD-1 (HHHH)

Corazón Eritrocitos Corteza renal

infarto de miocardio Anemia hemolítica Anemia megaloblástica Infarto renal agudo Muestra de hemolizado

y LD-2 (HHHM)

LD-3 (HHMM)

LD-4 (HMMM) y LD-5(MMMM)

Pulmón Linfocitos Bazo Páncreas

Hígado Músculo esquelético

Embolismo pulmonar Neumonía pulmonar extensa Linfocitosis Pancreatitis aguda Carcinoma Lesión hepática o inflamación Lesión del músculo esquelético

E n el suero de individuos saludables, la fracción de isoenzim a principal es L D -2, seguida de L D -1, L D -3, LD -4 y LD -5 (para los intervalos de isoenzim as, véase el cuadro 1 0 -5 ). La LD -1 y la LD -2 están presentes en casi el mismo grado en los tejidos listados en el cuadro 10-4. Sin embargo, el tejido cardíaco y los eritrocitos contienen una mayor con ­ centración de LD -1. Por tanto, en condiciones relacionadas con necrosis cardíaca (IM A) y hem olisis intravascular, las concentraciones séricas de LD-1 se increm entarán hasta un punto en el que están presentes en m ayor concentración que L D -2, cond ición que se conoce com o patrón de LD des­ controlado (LD -1 > L D -2 ).19 Este patrón descontrolado es alusivo a IMA. Sin embargo, la LD no es específica para teji­ do cardíaco y no es un m arcador preferido de diagnóstico de IMA. Las relaciones LD -l/LD -2 mayores que 1 se pue­ den observar tam bién en m uestras de suero hem olizadas .20 El increm ento en las concentraciones de LD -3 ocurren con más frecuencia en afectación pulm onar y se observan tam­ bién en pacientes con varios carcinom as. Las isoenzim as L D -4 y LD -5 se encuentran sobre todo en el hígado y tejido de m úsculo esquelético, con una fracción de LD -5 predo­ m inante en estos tejidos. Las concentraciones de LD -5 tie­ nen mayor im portancia clínica en la detección de trastornos hepáticos, en particular trastornos intrahepáticos. Los tras­ tornos del m úsculo esquelético revelarán concentraciones altas de L D -5, com o se ilustra en distrofias m usculares. Se ha identificado una sexta isoenzim a de LD, que m igra catódica respecto a L D -5 .21"23 La LD -6 es deshidro­ genasa de alcohol. En estudios de sum inistro de datos, la

CUADRO 10-5. ISO EN ZIM A S D E LD CO M O UN PORCEN TAJE DE LD TO TAL19 ISOENZIMA

%

LD-1

1 4 -2 6

LD-2

2 9 -3 9

LD-3

2 0 -2 6

LD-4

8 -1 6

LD-5

6 -1 6

LD -6 ha estado presente en pacientes con insuficiencia cardiovascular arteriosclerótica. Se cree que su presencia significa un pronóstico grave y m uerte inm inente. La LD -5 se increm enta al m ism o tiempo con la aparición de LD - 6, lo que es probable que represente congestión hepática debi­ do a enferm edad cardiovascular. Se sugiere, por tanto, que la LD -6 podría reflejar lesión hepática secundaria a insufi­ cien cia circulatoria grave. Se ha m ostrado que la LD form a com p lejos co n inm u ­ noglobulinas y revela bandas atípicas en la electroforesis. La LD se acom pleja con IgA e IgG , y por lo regular migra entre L D -3 y L D -4. Este com p lejo m acrom olecular no se relaciona co n ninguna anorm alidad clín ica específica. E l análisis de isoenzim as de LD se puede llevar a cabo m ediante electroforesis, por in m u n oin h ib ición de m éto­ dos de in h ib ició n quím ica, o por diferencias en afinidad de sustrato. D ebido a la utilidad clín ica lim itada, este tipo de pruebas no es de uso com ún. E l proced im iento elec­ troforético ha sido utilizado de m odo extenso desde hace m u cho tiem po. D espués de la separación electroforética, las isoenzim as se detectan ya sea de form a fluorom étrica o colorim étrica. La LD puede usar otras sustancias además de lactato; por ejem p lo, a-h id ro x ib u tirato . Las subunidades H tien en una m ayor afinidad para el a-h id ro x ib u tirato que para las subunidades M. Esto ha cond u cid o al uso de este sustrato en u n in ten to por m edir la actividad de L D -1, que consiste por com pleto en subunidades H. E l ensayo quím ico, cono cid o com o la m ed ición de la actividad de deshidrogenasa de a-h id ro x ib u tirato (a -H B D ), se d escri­ be en la ecu ación 10 - 8. CH 3

ch 3

I

,

a- HBD

CH 2 + NADH + H+ ^ HC =

O

^

'

CH 2 + NAD+ HC — OH

CO O H

COOH

a -C eto b u tira to

a-H id roxib u tirato (Ec. 10-8)

La a-H B D no es una enzima separada y distinta pero se considera que representa la actividad de LD-1 de LD total. Sin embargo, la actividad de a-H B D no es del todo especí­ fica para la fracción LD-1 porque L D -2, LD -3 y L D -4 con­ tienen distintas cantidades de la subunidad H. La actividad

250

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

de HBD se increm enta en condiciones en las que se incre­ m entan las fracción LD-1 y LD-2. La LD se em plea por lo com ún para m edir ácidos lácti­ co y pirúvico o com o una reacció n acoplada.

E nsayo p a ra actividad enzim ática La LD cataliza la interconversión de ácidos láctico y pirúvico con la coenzim a NAD+. La secu encia de reacción se d escribe en la ecuación 10-9: L actato + NAD+

: piruvato

NADH + H + (Ec. 10-9)

La reacció n puede proceder ya sea en d irección directa (lactato [L ]) o inversa (piruvato [P ]). Am bas reacciones han sido usadas en ensayos clínicos. La velocidad de la reacció n inversa es casi tres veces m ás rápida, lo que per­ m ite volúm enes de m uestra más pequeños y tiem pos de reacció n m ás cortos. Sin em bargo, la reacció n inversa es m ás susceptible al agotam iento de sustrato y pérdida de linealidad. E l pH óptim o para la reacció n directa es 8 .3 a 8 .9 ; para la reacción inversa es 7.1 a 7.4.

F u e n te d e e r ro r Los eritrocitos contienen una con cen tració n de LD de casi 100 a 150 veces que se halla en el suero. Por tanto, cu alquier grado de hem olisis debe volver inaceptable una m uestra para análisis. La actividad de LD es inestable en suero sin im portar la tem peratura a la que se alm acenó. Si la m uestra no se puede analizar de inm ediato, se debe alm acenar a 25°C y analizar dentro de 4 8 horas. La LD -5 es la isoenzim a más lábil. La pérdida de actividad ocurre con m ás rapidez a 4°C que a 25°C . Las m uestras de suero para el análisis de la isoenzim a LD se deben alm acenar a 25°C a analizar dentro de 2 4 horas de la recolección .

Intervalo d e referen cia LD , 1 0 0 a 2 2 5 U/L (3 7 °C ).

A m in otransferasa de aspartato La am inotransferasa de aspartato (A ST) es una enzim a que pertenece a la clase de transferasas. Suele conocerse com o transam inasa e interviene en la transferencia de u n gru­ po am ino entre aspartato y a-ce to á cid o s. La term inología m ás antigua, transam inasa glu tám ica-oxaloacética sérica (SGOT o GOT), tam bién se puede usar. E l fosfato de pirid oxal funciona com o una coenzim a. La reacció n procede de acuerdo con la ecuación 10- 10 : CO O H CH 2 HCCO O H

COOH ir,

ch2

CO O H AST

, ------

ch 2

CO O H + ch 2

ch2

c= o

ch2

c= o

CO O H

H C — NH 2

COOH a -C e to glutarato

CO O H O xaloa­ cetato

G lutam ato

La reacción de tran sam inación es im portante en el m etabolism o interm ediario com o resultado de su fu nción en la síntesis y degradación de am inoácidos. Los cetoáci­ dos que se form an en la reacción son oxidados en últim a instancia por el ciclo del ácido tricarb oxílico para proveer una fuente de energía.

F u e n te d e tejido La AST está distribuida de m anera extensa en el tejido hum ano. Las concen tracion es m ás altas se encuentran en el tejid o cardíaco, hígado y m ú sculo esqu elético, con cantidades más pequeñas halladas en el riñ ón , páncreas y eritrocitos.

Im portancia diagnóstica E l uso clínico de AST se limita sobre todo a la evaluación de trastornos hepatocelulares y participación del m úsculo esquelético. E n el IMA, las concentraciones de AST com ien­ zan a subir dentro de 6 a 8 h, alcanzan el m áxim o en 2 4 h y, por lo regular, regresan al nivel norm al en 5 días. Sin embar­ go, debido a la amplia distribución de tejido, las concentra­ ciones de AST no son útiles en el diagnóstico de IMA. Las con cen tracio n es altas de AST se encu entran con frecu encia en em bolism o pulm onar. D espués de la insu­ ficiencia cardíaca congestiva, las con cen tracio n es de AST se pueden increm en tar tam bién, lo que es probable que refleje participación hepática com o resultado de sum inis­ tro sanguíneo inadecuado a ese órgano. Las co n cen tra cio ­ nes de AST son más altas en los trastornos hepatocelulares agudos. E n la hepatitis viral, las con cen tracio n es pueden alcanzar 1 0 0 veces el LSN. En la cirrosis, se d etectan sólo concentraciones moderadas — alrededor de cuatro veces el LSN— (véase el capítulo 22, Función hepática ). Los trastor­ nos del m úsculo esquelético, com o las distrofias m usculares, y condiciones inflam atorias tam bién causan increm entos en ias concentraciones de AST (4 a 8 X LSN ). La A ST existe com o dos fracciones de isoenzim a lo ca­ lizadas en el citoplasm a y m itocondrias de la célula. La con cen tració n intracelu lar de A ST puede ser 7 0 0 0 veces m ayor que la con cen tració n extracelular. La isoenzim a citoplásm ica es la form a predom inante que aparece en el suero. E n los trastornos que producen necrosis celular, com o la cirrosis hepática, la form a m itocond rial se puede increm entar de form a significativa. E l análisis de iso en ­ zim a de AST no se lleva a cabo de m anera rutinaria en el laboratorio clínico.

Ensayo p a ra actividad enzim ática Los m étodos de ensayo para AST se basan por lo gene­ ral en el principio del m étodo de Karm en, que incorpora una reacción enzim ática acoplada co n deshidrogenasa de m alato (M D ) com o la reacción de indicador, y m onitorea el cam bio de absorbancia a 3 4 0 nm de m odo con tinu o cuando el NADH se oxida a NAD+ (ec. 1 0 -1 1 ). E l pH óp ti­ m o es 7 .3 a 7.8. AST

Aspartato + a-cetog lu tarato oxaloacetato + glutam ato O xaloacetato + NADH + ! i '

(Ec. 10-10)

m alato + N A D + (Ec. 10-11)

251

CAPÍTULO 10 ■ ENZIMAS

F u e n te d e e rro r

Im portancia diagnóstica

La hem olisis se debe evitar porque puede increm en tar de m anera decisiva la con cen tració n de AST sérica. La acti­ vidad de A ST es estable en el suero durante 3 a 4 días a tem peraturas refrigeradas.

Las aplicaciones clínicas de los ensayos de ALT están co n ­ finadas sobre todo a evaluación de trastornos hepáticos. E n trastornos hepatocelulares se hallan concentracio nes m ayores que en trastornos obstructivos extrahep áticos o intrahepáticos. E n cond icion es inflam atorias agudas del hígado, las concentracio nes de ALT son con frecuencia m ayores que las de AST y tienden a p erm anecer elevadas durante m ás tiem po com o resultado de la vida m edia más larga de la ALT en suero (1 6 y 2 4 h, respectivam ente). El tejido cardíaco contiene una pequeña cantidad de acti­ vidad de ALT, pero la concentración sérica perm anece nor­ mal en el IMA a m enos que haya ocurrido daño hepático posterior. Las concentraciones de ALT han sido comparadas históricam ente con las concentraciones de AST para ayudar a determ inar la fuente de una concentración de AST alta y detectar la participación concurrente con lesión miocárdica.

Intervalo d e referen cia AST, 5 a 3 0 U/L (3 7 °C ).

A m inotransferasa de alanina La am inotransferasa de alanina (A LT) es una transferasa con actividad enzim ática sim ilar a AST. De m anera espe­ cífica, cataliza la transferencia de un grupo am ino de alanina a a-cetog lu tarato con la form ación de glutam ato y piruvato. La term inología m ás antigua era transam inasa glutám ica-pirúvica sérica (SGPT o GPT). La ecu ación 1012 indica la reacció n de transferasa. E l fosfato de piridoxal actúa com o la coenzim a. CH 3

ch 3

COOH i

ALT

c = o ===^ c = CO O H

ch 2

CO O H O

COOH

+ H C — NH 2 ch 2

ch 2

ch 2

COOH

CO O H

E nsayo p a ra actividad enzim ática E l proced im iento de ensayo característico para ALT co n ­ siste en una reacción enzim ática acoplada con LD com o la enzim a indicadora, que cataliza la red u cción de piruvato a lactato co n oxid ación sim ultánea de NADH. E l cam bio de absorban cia a 3 4 0 nm m edido de m anera continu a es d irectam ente proporcional a la actividad de ALT. La reac­ ción procede de acuerdo con la ecu ación 10 -3 . E l pH ópti­ m o es 7 .3 a 7.8. ALT

Alanina

a -C e to glutarato

Piruvato

G lutam ato

Alanina + a-cetog lu tarato ^=4- piruvato 4- glutam ato Piruvato + N A D H + H 4

LD

lactato + N AD 4 (Ec. 10-13)

(Ec. 10-12)

F u e n te d e e rr o r

F u e n te d e tejido

La ALT es estable durante 3 a 4 días a 4°C . Casi no la afec­ ta la hem olisis.

La ALT está distribuida en m u chos tejidos, con con cen tra­ ciones com parativam ente altas en el hígado. Se considera que es la enzim a hepatoespecífica de las transferasas.

ALT, 6 a 3 7 U/L (3 7 °C ).

Intervalo d e referen cia

ES TU D IO D E C A S O 10-2 M ientras cam inaba a casa una anciana de 71 años desde un centro com ercial, se desvanece y cae. Una amiga la lleva a casa. Allí, se percata que sangra de la boca y está ligeram ente desorientada. Al parecer se hirió al caer, pero no recuerda haber tropezado o caído. La m u jer es llevada al departam ento de urgencias local. E l m édico que la exam ina determ ina que hubo pérdida de la co n ­ cien cia; para determ inar la razón, el m édico ordena una CT de la cabeza y un E C G y las siguientes pruebas de laboratorio: CBC , PT, APTT, CK, LD , AST y troponina T e l . Todas las pruebas están dentro de los lím ites nor­ males. A la m u jer se le suturan las lesion es de la b oca y es adm itida en una unidad de observación de 2 4 h.

Preguntas 1. ¿Q ué posibles d iagnósticos considera el m édico? 2. ¿Q ué pruebas de laboratorio serían elevadas a 6 , 12 y 2 4 h si la pacien te hubiera sufrido un IMA? 3. ¿Q ué pruebas de isoenzim a serían útiles co n esta paciente?

252

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

Fosfatasa alcalina La fosfatasa alcalina (A LP) pertenece a un grupo de enzi­ m as que catalizan la hidrólisis de varios fosfom onoésteres a u n pH alcalino. E n consecu en cia, la ALP es un a enzim a no específica capaz de reaccionar co n m u chos sustratos d istintos. De m anera específica, la ALP funciona para lib e­ rar fosfato inorgánico de un éster de fosfato orgánico con la p rod u cción concom itante de un alcohol. La reacción procede de acuerdo co n la ecu ación 1 0 -1 4 : 0 R— P— O 1

O + H20 - ACP - R — OH + H O — P — O pH 9-10

j

OF osfo m on o éster

OA lcoh ol

Io n fosfato (Ec. 10-14)

E l pH óptim o para la reacción es 9 .0 a 1 0 .0 , pero el pH óptim o varía co n el sustrato em pleado. La enzim a requiere M g+ com o activador.

F u e n te d e tejido La actividad de la ALP se presenta en superficies celulares en la m ayor parte del tejid o hum ano. Las concentracio nes más altas se encuentran en el in testin o , hígado, huesos, bazo, placenta y riñón. En el hígado, la enzim a se locali­ za en m em branas canaliculares sinusoidales y biliares; la actividad en el hueso está confinada a los osteoblastos, las células que intervienen en la p rod u cción de m atriz ósea. La localización específica de la enzim a dentro de este te ji­ do explica las concentracio nes más predom inantes en ciertos trastornos.

Im portancia diagnóstica Los increm en tos de ALP tienen una gran im portancia diagnóstica en la evaluación de trastornos hepatobiliares y óseos. E n los trastornos hepatobiliares, los increm en tos son m ás predom inantes en cond iciones obstructivas que en trastornos hepatocelulares; en trastornos óseos, los increm entos se observan cuando intervienen osteoblastos. E n la ob stru cción tractobiliar, las con cen tracio n es de ALP abarcan tres a 10 veces el lím ite superior norm al (L SN ). Los increm en tos son sobre todo u n resultado de la síntesis acrecentada de la enzim a inducida por colestasis. E n contraste, los trastornos hepatocelulares, com o la hepatitis y cirrosis, m uestran sólo increm en tos ligeros, por lo general m enores que tres veces el LSN. Com o resultado del grado de traslape de los increm en tos de ALP que ocurre en varios trastornos hepáticos, se dificulta interpretar una sola con cen tració n alta de ALE Adopta m ás im portancia diagnóstica cuando se evalúa ju n to co n otras pruebas de fu nción hepática (véase el capítulo 2 2 , Función hepática). Las con cen tracio n es altas de ALP se p resentan en varios trastornos óseos. Q uizá los increm en tos m ayores de acti­ vidad de ALP ocu rren en la enferm edad de Paget (o steí­ tis deform an te). O tros trastornos óseos son osteom alacia, raquitism o, hiperparatiroidism o y sarcom a osteogénico.

Además, las con cen tracio n es altas se observan en fracturas óseas en recup eración y durante períodos de crecim iento óseo fisiológico. E n el em barazo norm al, la m ayor actividad de ALP, que en prom edio es casi una y media veces el LSN , se puede detectar entre las sem anas 16 y 2 0 . La actividad vuelve a la norm alidad en 3 a 6 días .24Los increm en tos se observan en com plicaciones del em barazo com o hipertensión , preeclam psia y eclam psia, así com o en am enaza de aborto. Las concentracio nes de ALP dism inuyen de form a im portante en la con d ició n heredada de hipofosfatasia. La actividad subnorm al es u n resultado de la ausencia iso en ­ zim a ósea y produce calcificación ósea inadecuada. La ALP existe com o una cantidad de isoenzim as, que han sido estudiadas m ediante diversas técnicas. Las iso en ­ zim as principales, que se encuentran en el suero y han sido estudiadas de m anera extensa, son las derivadas del hígado, hueso, in testino y p lacen ta .23 La electroforesis es considerada la técnica sim ple más ú til para el análisis de isoenzim a ALP. Sin em bargo, debi­ do a que puede haber aún cierto grado de traslape entre las fraccion es, la electroforesis en com binació n con otra técn ica de separación puede proveer la inform ación más confiable. E n la actualidad está disponible un m étodo inm un oquím ico directo para la m ed ición de la ALP rela­ cionada con el hueso; esto en m u chos casos ha h echo innecesaria la electroforesis de ALE La fracción hepática es la que m igra m ás rápido, seguida por la del hu eso, placenta y fracciones intestinales. Com o resultado de la sim ilitud entre las fosfatasas hepática y ósea, co n frecu encia no hay un a separación clara entre ellas. La cu antificación m ediante un densitóm etro resulta difícil a veces debido al traslape entre los dos picos. La isoenzim a hepática se puede dividir en dos fracciones, la banda hepá­ tica principal y una fracción m ás pequeña llam ada hígado rápido o hígado cq, que migra anodal a la banda principal y corresponde a la fracción cq de electroforesis de proteínas. Cuando se increm en tan las con centracio n es de ALP total, la fracción hepática es la que aum enta con m ás frecuencia. M uchas cond icion es hepatobiliares causan increm en tos de esta fracción, por lo general al inicio en el curso de la enferm edad. La fracción hígado rápido ha sido d eterm ina­ da en carcinom a m etastático del hígado, así com o en otras enferm edades hepatobiliares. Su presen cia es considerada com o un indicad or valioso de enferm edad hepática ob s­ tructiva. Sin em bargo, se presenta en form a ocasional en ausencia de algún estado m orboso detectable. La isoenzim a ósea se increm enta debido a actividad osteoblástica y, por lo general, se increm en ta en los niños d urante períodos de crecim iento y en adultos m ayores de 5 0 años. E n estos casos, una con cen tració n alta de ALP podría ser difícil de interpretar .26 La presencia de isoenzim a de ALP intestin al en el sue­ ro depende del grupo sanguíneo y el estado secretor del individuo. Los individuos que tien en grupo sanguíneo B u O y son secretores tien en m ás probabilidades de tener esta fracción . E n apariencia, los eritrocitos del grupo A se u n en con la ALP intestinal. Además, en estos indivi­ duos, los increm en tos de ALP intestinal ocu rren después

CAPÍTULO 10 ■ ENZIMAS

de consu m ir una com ida grasosa. La ALP intestin al puede aum entar en d istintos trastornos, com o las enferm edades del tubo digestivo y cirrosis. Las con cen tracio n es altas se hallan tam bién en pacientes que experim entan hem odiálisis crónica. La diferencia de estabilidad térm ica es la base de un segundo m étodo empleado para identificar la fuente de isoenzim a de una ALP de alta concentración. Por lo gene­ ral, la actividad de ALP se m ide antes y después de calentar el suero a 56°C durante 10 m in. Si la actividad residual después del calentam iento es m enor que 20% de la activi­ dad total antes del calentam iento, entonces se supone que el increm ento de ALP es un resultado de la fosfatasa ósea. Si perm anece más de 20% de la actividad, el increm ento es probable que sea resultado de la fosfatasa hepática. Estos resultados se basan en el hallazgo de que la ALP placentaria es la más estable al calor de las cuatro fracciones principa­ les, seguida de las fracciones intestinal, hepática y ósea en orden de estabilidad térm ica. La ALP placentaria resistirá la desnaturalización térm ica a 6 5 ° durante 3 0 m inutos. La d esactivación térm ica es un m étodo im preciso para d iferenciación porque la d esactivación depende de m u chos factores, com o el con trol correcto de tem peratura, tiem po y m étodos analíticos con la sensibilidad suficiente para detectar pequeñas cantidades de actividad residual de ALP. Además, hay cierto grado de traslape entre la desac­ tivación térm ica de las fraccion es hepática y ósea tanto en enferm edades hepáticas com o óseas. U n tercer m étodo de identificación de las isoenzim as de ALP se basa en la inhibición quím ica selectiva. La fenilalani­ na es uno de varios inhibidores que han sido utilizados. La fenilalanina inhibe la ALP intestinal y placentaria a un gra­ do m ucho mayor que la ALP hepática y ósea. Sin embargo, con el uso de fenilalanina es im posible diferenciar la ALP placentaria de la intestinal o la ALP hepática de la ósea. Además de las cuatro fracciones principales de isoen­ zim a de ALP, ciertas fraccion es anorm ales se relacionan con neoplasm as. Las que se observan con más frecuencia son las isoenzim as de Regan y Nagao. É stas se den om i­ nan fosfa ta sas alcalinas carcinoplacentarias debido a sus sim ilitudes co n la isoenzim a placentaria. La frecu encia de intervalos de aparición varía de 3 a 5% en pacientes con cáncer. La isoenzim a de Regan ha sido caracterizada com o un ejem plo de una produ cción ectópica de una enzim a por tejido m aligno. Ha sido detectada en varios carcino­ m as; por ejem plo, de pulm ón, m am a, ovario y colon, con las incid encias m ás altas en cánceres de ovario y g inecoló­ gicos. Com o resultado de su b aja in cid encia en pacientes co n cáncer, el diagnóstico de m alignidad rara vez se basa en su presencia. Sin em bargo, es útil en el m onitoreo de los efectos del tratam iento porque desaparecerá si el trata­ m iento resulta exitoso. La isoenzim a de Regan m igra a la m ism a po sició n que la fracción ósea y es la más estable al calor de todas las isoenzim as de ALE Resiste la d esnaturalización a 65°C durante 3 0 m inutos. La fenilalanina in h ib e su actividad. La isoenzim a de Nagao puede ser considerada una variante de la isoenzim a de Regan. Sus propiedades electro­ foréticas, estabilidad térm ica e in h ib ició n p or fenilalanina

253

son idénticas a las de la fracción de Regan. Sin em bargo, la leu cina in h ib e tam bién a la isoenzim a de Nagao. Su presencia ha sido detectada en carcinom a m etastático de superficies pleurales, y en ad enocarcinom a del páncreas y el ducto biliar.

Ensayo p a ra actividad enzim ática Com o resultado de la no especificidad relativa de la ALP en relación con sustratos, ha sido propuesta una diversidad de m etodologías para su análisis, y en la actualidad aún no están en uso. Las diferencias principales entre éstas se rela­ cionan con la concentración y los tipos de sustrato y disolu­ ción am ortiguadora empleados y el pH de la reacción. Una técnica de m onitoreo continua basada en un m étodo dise­ ñado por Bowers y M cC om b perm ite calcular la actividad de ALP con base en la absortividad m olar de p-nitrofenol. La reacción procede de acuerdo con la ecuación 10-15:

a

,o %

N

S

HO-

HO — P — O O p-N itrofenil-

p-N itro fenol

Io n fosfato

fosfato (Ec. 10-15)

E l p-nitrofenilfosfato (incoloro) se hidroliza a p-nitrofenol (am arillo) y se mide el increm ento de absorbancia a 405 nm , que es directam ente proporcional a la actividad de ALE

F u e n te d e e rr o r La hem olisis puede causas ligeros increm en tos porque la ALP está concentrada alrededor de seis veces m ás en los eritrocitos que en el suero. Los ensayos de ALP se deben ejecu tar lo m ás pronto posible después de la recolección . La actividad en suero se increm en ta casi 3 a 10% si se m antiene a 25 o 4 °C durante varias horas. La dieta puede ind u cir increm en tos en la actividad de ALP de individuos del grupo sanguíneo B u O que son secretores. L os valores pueden ser 25 % m ás altos después de la ingestión de una com ida con alto contenid o de grasa.

Intervalo d e referen cia ALP, 3 0 a 9 0 U/L (3 0 °C ).

Fosfatasa ácida La fosfatasa ácida (A CP) pertenece al m ism o grupo de enzim as de fosfatasa que la ALP y es una hidrolasa que

254

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

cataliza el m ism o tipo de reacciones. La diferencia p rin ci­ pal entre ACP y ALP es el pH de la reacción. La ACP fun­ ciona a un pH óptim o de alrededor de 5 .0 . E n la ecuación 1 0 -1 6 se d escribe la secuencia de reacción: 0 R— P— 0 “ 1

O ACP

!

pH 5

|

+ H 20 ^ = ± R — OH + H O — P — 0 “

OFosfo m ono éster

OA lcoh ol

Io n fosfato (Ec. 10-16)

F u e n te d e tejido La actividad de ACP se halla en la próstata, hueso, híga­ do, bazo, riñ ón , eritrocitos y plaquetas. La próstata es la fuente m ás rica, con m uchas veces la actividad hallada en otro tejido.

Im portancia diagnóstica D esde hace tiem po, la m ed ición de ACP se ha em pleado com o auxiliar en la d etección de carcinom a prostático, en particular carcinom a m etastático de la próstata. Las d eterm inaciones de ACP total son técn icas relativam ente insensibles, que perm iten detectar con cen tracio n es altas de ACP que resultan de carcinom a prostático en la m ayor parte de los casos sólo cuando el tum or es m etastásico. Los m arcadores más recientes, com o el antígeno esp ecí­ fico de próstata (P SA ), son las herram ientas de d etección y diagnóstico m ás útiles (véase el capítulo 3 0 , M arcadores tum oraies en circulación ). U no de los sustratos más específicos para ACP prostá­ tico es el m onofosfato de tim olftaleína. Los m étodos de in h ib ició n quím ica em pleados para diferenciar la porción prostática em plean tartrato com o inhibidor. E l tartrato inhib e la fracción prostática. E l suero y el sustrato se in cu ­ ban con y sin la ad ición de L- tartrato. La actividad de ACP que perm anece después de la in h ib ició n con L-tartrato se resta de la actividad de ACP total determ inada sin in h ib i­ ción , y la diferencia representa la p orción prostática: ACP total - ACP después de la in h ib ició n con tartrato = ACP prostática (Ec. 10-17) La reacció n no es del todo específica para ACP pros­ tática, pero otras fuentes de tejid o están desinhibidas en gran medida. N inguno de estos m étodos de d eterm inación de ACP es sen sible a carcinom a prostático que no se encuentre m etastásico. P or lo general, los valores son norm ales en la m ayor parte de los casos y, de h echo, pueden ser altos sólo en 50% de los casos de carcinom a prostático que están m etastásicos. U na técnica con m ucha más sensibilidad sobre los ensa­ yos de ACP ordinarios es el m étodo inm un ológico con anticuerpos que son específicos para la porción prostática. Sin em bargo, las técnicas inm unoquím icas no son de valor com o pruebas de d etección para carcinom a prostático. E l PSA tiene más probabilidades que la ACP de per­ m anecer en una con cen tració n alta en cada etapa de

carcinom a prostático, aun cuando se puede hallar una con cen tració n norm al de PSA en tum ores de etapa D. El PSA es en particular ú til para m onitorear el éxito del trata­ m ien to; sin em bargo, el PSA es controversial com o prueba de d etección para m alignidad prostática porque el in cre­ m ento de PSA puede ocurrir en cond icion es distintas a las del carcinom a prostático, com o hipertrofia prostática benigna y p ro statitis .27'29 O tras cond iciones prostáticas en las que se han hallado increm en tos de ACP son la hiperplasia de la próstata y la cirugía prostática. Hay inform es contrad ictorios de in cre ­ m entos después del exam en rectal y m asaje de la próstata. E n ciertos estudios se han descrito con cen tracio n es altas de ACP, y en otros n o se ha hallado cam bio detectable. Cuando se hallan increm en tos, las con cen tracio n es vuel­ ven por lo regular a la norm alidad en 2 4 h o ra s .30 Se ha encontrado que los ensayos de la ACP son útiles en la quím ica clín ica forense, en particular en la inves­ tigación de violación. Los lavados vaginales se exam inan para detectar actividad de líquido seminal-ACP, que puede p ersistir durante hasta cuatro d ías .31 La actividad alta es supuesta evidencia de violación en tales casos. La actividad de la ACP sérica puede ser alta la m ayor parte de las veces en la enferm edad ósea. Se ha m ostra­ do que la actividad se relaciona con los osteoclastos .32 Se h an observado concentracio nes altas en enferm edad de Paget; cáncer de m am a con m etástasis ósea, y enferm edad de G aucher, en la que células de G au cher ricas en activi­ dad de ACP se infiltran en la m édula ósea y otro tejido. D ebido a la actividad de ACP en las plaquetas, se observan increm en tos cuando ocurre daño plaquetario, com o en la trom bocitopenia que resulta de la d estru cción excesiva de plaquetas por púrpura idiopática trom bocitopénica.

E nsayo p a ra actividad enzim ática E n los procedim ientos para ACP total se em plean las m is­ mas técnicas que en los ensayos para ALP pero se efectúan a pH ácido: ACP

p-N itrofenolfosfato pH 5

p-nitro fenol + ion fosfato

(Ec. 10-18)

Los productos de la reacción son incoloros al pH ácido de la reacción, pero la ad ición de álcali detiene la reacción y transform a los productos en crom ógenos, que se pueden m edir por m edios espectrofotom étricos. Ya se han analizado algunas especificidades de sustrato e inhibid ores quím icos para m ediciones de ACP prostática. E l m onofosfato de tim olftaleína es el sustrato de elecció n para reacciones de pu nto final cuantitativas. Para m étodos de m onitoreo con tin u o, se prefiere el a -n a ftil fosfato. Las técnicas inm unoquím icas para ACP prostática usan diversos m étodos, com o RIA, contrain m unoelectroforesis e inm un oprecip itación. Tam bién, u n ensayo inm unoenzim ático (tándem E ) inclu ye in cu b ació n con un anticuerpo a ACP prostática seguida de lavado e in cu b ació n con p-N FE El p-N F formado, medido fotom étricam ente, es pro­ porcional al ACP prostático en la m uestra.

CAPÍTULO 10 M ENZIMAS

F u e n te d e e rro r E l suero se debe separar de los eritrocitos tan pronto com o se coagula la sangre para evitar fuga de ACP de eritrocitos y plaquetas. La actividad sérica dism inuye en 1 a 2 h si se deja la m uestra a tem peratura am biente sin la adición de un conservador. La actividad reducida es un resulta­ do de la pérdida de dióxido de carbono del suero, con un in crem en to resultante de pH. Si no se realiza de inm ediato el ensayo, el suero se debe congelar o acidificar a un pH m enor que 6 .5 . C o n la acidificación, la ACP es estable por dos dias a tem peratura am biente. Se debe evitar la hem oli­ sis debido a la contam in ación co n ACP eritrocítica. Los proced im ientos de RIA para m ed ición de ACP p rostática requieren m uestras de suero n o acidificadas. La actividad es estable durante dos días a 4°C .

Intervalo d e referen cia ACP prostática, 0 a 3 .5 ng/ml.

y-Glutam iitransferasa La y-glutam iltransferasa (G G T ) es una enzim a que inter­ viene en la transferencia del residuo y-glutam ilo de pépti­ dos de y-glutam ilo a am inoácidos, H 20 y otros péptidos pequeños. E n la m ayor parte de los sistem as b iológ icos, el glutatión sirve com o donador de y-glutam ilo. E n la ecua­ ció n 1 0 -1 9 se describe la secu encia de reacción: G lutatión + am inoácido glutam ilo-péptido + L -cisteinilglicina

(Ec. 10-19)

La fu n ció n fisiológica específica de la G G T n o ha sido establecida con claridad, pero al parecer la G G T in tervie­ ne en la síntesis de péptido y proteína, la regulación de las con cen tracio n es de glutatión tisular y el transporte de am inoácid os por m em branas celu lares .33

F u e n te d e tejido La actividad de G G T se halla sobre todo en el tejido del riñ ón , cerebro, próstata, páncreas e hígado. Sin em bargo, las aplicaciones clínicas de ensayo están confinadas sobre todo a evaluación de trastornos del sistem a hepático y biliar.

tos enzim áticos pueden alcanzar con cen tracio n es cuatro veces el LSN. D ebido a los efectos del alcoh ol en la actividad de GGT, las con cen tracio n es altas de G G T podrían indicar alcoh o­ lism o, en particular alcoholism o cró n ico . Por lo general, las con cen tracio n es altas de enzim a en personas alcoh óli­ cas o bebedores asiduos abarcan dos a tres veces el LSN, aunque han sido observadas con cen tracio n es m ás altas. Los ensayos de G G T son útiles para m onitorear los efectos de ab stención de alcohol, y los centros de tratam iento del alcoholism o los em plean com o tales. Las concentracio nes vuelven a la norm alidad en dos a tres sem anas después del cese, pero pueden volver a aum entar si se reanuda el consum o de alcohol. Com o resultado de la susceptibilidad a la ind u cción de enzim as, cu alquier in terp retación de las concentracio nes de G G T se debe hacer tom ando en co n si­ d eración los efectos posteriores de fárm acos y el alcohol. Las con cen tracio n es de G G T tam bién son altas en otras con d iciones; por ejem plo, pancreatitis aguda, diabetes m ellitus e infarto de m iocardio. La fuente de increm ento en la pancreatitis y la diabetes probablem ente es el pán­ creas, pero se d esconoce la fuente de G G T en el infarto de miocardio. Los ensayos de G G T son de valor limitado en el diagnóstico de estas condiciones y no se requiere de manera rutinaria. La actividad de G G T es útil para diferenciar la fuente de una con cen tració n alta de ALP porque las co n cen tracio ­ nes de G G T son norm ales en los trastornos esqu eléticos y durante el em barazo. Es en particu lar útil en la evaluación de la participación hepatobiliar en ad olescentes porque la actividad de ALP se increm entará siem pre com o resultado del crecim iento óseo.

Ensayo p a ra actividad enzim ática E l sustrato más aceptado para uso en el análisis de G G T es el y-glutamilo-p-nitroanilido. E l residuo de y-glutamilo es trans­ ferido a glicilglicina, liberando p-nitroanilina, un producto crom ogénico con una absorbancia fuerte a 4 0 5 a 4 2 0 nm. La reacción, que se puede usar com o un método de m onitoreo continuo o de punto fijo, se describe en la ecuación 10- 20: ftO O C — CHNH 2 — CH 2— CH2— CO

\ — N 02

HN — ¿

Im portancia diagnóstica E n el hígado, la G G T se localiza en los canalículos de las células hepáticas, y en particular en las células epiteliales que revisten los canalillos biliares. Debido a estas localizaciones, la G G T aum enta en casi todos los trastornos hepatobiliares, lo que la convierten en uno de los ensayos enzim áticos más sensibles en estas condiciones (véase el capítulo 2 2 , Función hepática). Las concentraciones más altas se observan por lo general en obstrucción de la vía biliar. D entro del parénquim a hepático, la G G T existe en gran medida en el retículo endoplásm ico liso y, por tanto, está sujeta a ind u cción m icrosóm ica hepática. P or con ­ siguiente, las concentraciones de G G T se increm entan en pacientes que reciben fárm acos que indu cen enzim as com o w arfarina, fenobarbital y fenitoína. Los increm en ­

255

y-Glutamil-p-nitroanilido

' ----

+ h 2n — c h 2— c o n h — c h 2— COOH Glicilglicina H O O C — c h n h 2— c h 2— c h 2— CO I H N — CH 2— CONH— CH2— COOH Y-glutamil-glicilglicina

+

GGT pH 8. 2

H2N —

— N 02

p-Nitroanilina

(Ec. 10-20)

256

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

F u e n te d e e rro r La actividad de G G T es estable, sin ninguna pérdida de actividad durante una sem ana a 4°C . La hem olisis no interfiere con las concentracio n es de G G T porque la enzi­ ma carece de eritrocitos.

Intervalo d e referen cia GGT: varón, 6 a 4 5 U/L (3 7 °C ); m ujer, 5 a 3 0 U/L (3 7 °C ) Los valores son m enores en las m ujeres presum ible­ m ente com o resultado de la supresión de la actividad enzim ática que resulta de horm onas estrogénicas o progestacionales.

A m ilasa La amilasa (AMS) es una enzim a que pertenece a la clase de hidrolasas que catalizan la descom posición del alm idón y el glucógeno. E l alm idón consta de am ilosa y am ilopectina. La am ilosa es una cadena larga no ram ificada de m oléculas de glucosa, unida por enlaces 1 -4 glucosldicos; la am ilopectina es u n polisacárido de cadena ram ificada con uniones a , 1-6 en los puntos de ram ificación. La estructura del glucógeno es sim ilar a la de la am ilopectina pero es más ramificada. La a-am ilasa ataca sólo los enlaces glucosídicos a , 1-4 para producir productos de degradación que consisten en glu­ cosa; m altosa, y cadenas interm ediarias, llamadas dextrinas, que contienen enlaces de ram ificación a , 1-6. La celulosa y otros polisacáridos estructurales que consisten en enlaces no son atacados por a-A M S. Por tanto, la AMS es una enzi­ ma im portante en la digestión fisiológica de alm idones. La reacción procede de acuerdo con la ecuación 10- 2 1 : CH 2OH

c h 2o h

c h 2o h

AMS

HO OH

OH

glucosa, -maltosa, dextrinas

OH (Ec. 10-21)

La AMS requiere iones calcio y cloruro para su activa­ ción.

F u e n te d e tejido Las células acinares del páncreas y las glándulas salivales son las fuentes tisulares principales de AMS sérica. C o n­ centraciones m enores se encuentran en el m úsculo esque­ lético y el in testin o delgado y trom pas de Falop io. La AM S es la enzim a m ás p equ eñ a, c o n u n peso m o le cu la r de 5 0 0 0 0 a 55 0 0 0 . D ebido a su tam año pequ eño, se filtra con facilidad en el glomérulo y también aparece en la orina. La digestión de almidones comienza en la boca con la acción hidrolltica de la AMS salival. Sin embargo, la actividad de la AMS salival es de corta duración porque, al deglutir, se inactiva por la acidez del contenido gástrico. La AMS pancreá­ tica lleva a cabo entonces una mayor acción digestiva de los almidones una vez que los polisacáridos llegan al intestino.

Im portancia diagnóstica La im portancia diagnóstica de las m ed iciones de AMS del suero y la orina es en el diagnóstico de pancreatitis aguda .34 Trastornos del tejido d istinto al páncreas pueden

producir increm en tos en las con cen tracio n es de AMS. Por tanto, una co n cen tració n alta de AMS es un hallazgo no específico. Sin em bargo, el grado de increm en to de AMS es ú til, en cierto grado, en el diagnóstico d iferencial de pancreatitis aguda. Además, otras pruebas de laboratorio (co m o m ediciones de concentraciones de AMS urinaria, estudios de aclaram iento de AM S, estudios de isoenzim as de AM S y m ediciones de concentraciones de lipasa sérica [L P S ]), cuando se em plean ju n to con la m ed ición de AMS sérica, increm en tan la especificidad de las m ed iciones de AMS en el diagnóstico de pancreatitis aguda. E n la pancreatitis aguda, las con cen tracio n es de AMS sérica com ienzan a subir 2 a 12 h después del in icio de un ataque, alcanzan el m áxim o en 2 4 h y vuelven a los niveles norm ales en 3 a 5 días. Los valores varían por lo general de 2 5 0 a 1 0 0 0 unidades Somogyi/dl (2 .5 5 X LSN ). Los valo­ res pueden alcanzar con cen tracio n es m u cho m ás altas. O tros trastornos que causan una con centración sérica alta de AMS son las lesiones de las glándulas salivales, com o paperas y parotiditis y otras enferm edades intraabdom inales, com o úlcera hepática perforada, obstru cción intestinal, colecistitis, rotura de embarazo ectópico, infarto m esentérico y apendicitis aguda. Además, han sido descritas co n ­ centraciones altas en insuficiencia renal y cetoacidosis diabética. Las concentraciones de AMS sérica en cond icio­ nes intraabdom inales distintas a la pancreatitis aguda son por lo general m enores que 5 0 0 unidades Somogyi/dl. U na condición en apariencia asintom ática de hiperam ilasem ia ha sido notada en alrededor de 1 a 2% de la población. Esta condición, llamada m acroam ilasem ia , resulta cuando la m olécula de AMS se com bina con inm unoglobulinas para form ar un com plejo que es demasiado grande para ser fil­ trado a través del glom érulo. Las concentraciones séricas de AMS se increm entan debido a la reducción del aclaram iento renal norm al de la enzim a y, en consecuencia, la excreción urinaria de AMS es anorm alm ente baja. La im portancia diagnóstica de la macroam ilasem ia radica en la necesidad de diferenciarla de otras causas de hiperamilasemia. E n fechas recientes se ha puesto m ucho interés en el posible uso diagnóstico de las m ed iciones de isoenzi­ ma de A M S .34,35 La AM S sérica es una m ezcla de diver­ sas isoenzim as que se pueden separar por diferencias en propiedades físicas, de m anera m ás notable electroforesis, aunque tam bién han sido aplicados la crom atografía y el enfoque iso eléctrico. E n el suero hum ano norm al, se pue­ den observar dos bandas principales y unas cuatro bandas m enores. Las bandas se designan com o isoam ilasa tipos P y S. La isoam ilasa P se deriva del tejido pancreático; la S se obtien e del tejid o de glándulas salivales, así com o de las trom pas de Falopio y el pulm ón. Las isoenzim as de origen salival m igran con m ás rapidez ( S I , S2, S 3 ), m ien tras que las de origen pancreático son m ás lentas ( P l , P2, P 3 ). E n el suero hum ano norm al, las isoam ilasas m igran en regio­ nes que correspond en a las regiones de la (3 a a -g lo b u lin a de electroforesis de proteínas. Las fraccion es que se obser­ van co n m ás frecu encia son P2, S I y S2. E n la pancreatitis aguda, suele haber u n increm en to en la actividad del tipo P, co n P3 com o la isoenzim a m ás pre­ d om inante. Sin em bargo, P3 ha sido detectada en casos de

257

CAPITULO 10 ■ ENZIMAS

insu ficiencia renal y, por tanto, no es del todo específica para pancreatitis aguda. La isoam ilasa tipo S representa casi dos tercios de la actividad de AMS de suero norm al, m ientras que el tipo P predom ina en la orina norm al.

Hexocinasa

5-G lu co sa + 5 ATP 5 -g lu cosa-6-fosfato 4- 5 ADP r

r

5,6-fosfog lu co n olacton a + 5 NADH

Ensayo p a ra actividad enzim ática E l estudio de la AM S se puede realizar m ediante diversos m étodos, los cuales se resum en en el cuadro 10-6. Los cua­ tro m étodos principales se clasifican com o am iloclástico, saccarogénico, crom ogénico y de m onitoreo continu o. E n el m étodo am iloclástico, se perm ite que la AMS actúe sobre un sustrato de alm idón al que se ha añadido yodo. Cuando la AMS hidroliza la m olécula de alm idón en unidades más pequeñas, se libera yodo y ocu rre una dism inu ción en la intensidad de color azul oscuro inicial del com plejo alm idón-yodo. La d ism inu ción de co lo r es proporcional a la con cen tració n de AMS. E l m étodo sacarogénico emplea un sustrato de alm idón que se hidroliza m ediante la acción de AMS en sus m olécu­ las de carbohidrato constituyentes que tienen propiedades reductoras. Así, la cantidad de azúcares reductoras se mide d ond e la co n c e n tra c ió n es p ro p o rcio n a l a la activid ad de AMS. E l m étodo sacarogénico, el m étodo de referencia clásico para la determ inación de actividad de AMS, se expre­ sa en unidades Somogyi. Las unidades Som ogyi son una expresión del núm ero de m iligram os de glucosa liberados en 3 0 m in a 37°C en condiciones de ensayo específicas. Los m étodos crom ogénicos em plean alm idón com o el sustrato en el que se ha añadido un coloran te crom ogéni­ co, que form a un com plejo insolu ble colorante-sustrato. Cuando la AMS hidroliza el sustrato de alm idón, se pro­ ducen fragm entos más pequeños de coloran te-sustrato, y éstos son hidrosolubles. E l increm en to en la intensidad de color de la disolu ción de coloran te-sustrato soluble es proporcional a la actividad de AMS. E n fechas recientes, se han em pleado sistem as de enzi­ ma acoplada para determ inar la actividad de AMS m edian­ te una técnica de m onitoreo con tin u o en el que se m ide el cam bio de absorbancia de NAD+ a 3 4 0 nm . La ecuación 10-22 es u n ejem plo de u n m étodo de m onitoreo co n ti­ nuo. Para actividad de AM S, el pH óptim o es 6.9. ALT

M altopentosa

m altrotriosa + m altosa

M altrotriosa + m altosa

a-glucosidasa

5-glucosa

(Ec. 10-22)

Debido a que la AMS salival es inhibid a preferencialm ente por lectina de germ en de trigo, la AMS salival y pancreática se puede estim ar m idiendo la AM S total en presencia y ausencia de lectina. Tam bién están inm un oensayos específicos para m edir isoenzim as de AMS.

F u e n te d e e rro r La AMS en el suero y la orina es estable. O curre poca pér­ dida de actividad a tem peratura am biente durante una sem ana o a 4°C durante dos m eses. D ebido a que los triglicéridos plasm áticos suprim en o inhib en la actividad de la AMS sérica, los valores de AMS pueden ser norm ales en p ancreatitis aguda co n hiperlipem ia. La adm inistración de m orfina y otros opiáceos para ali­ viar el dolor antes del m uestreo sanguíneo darán lugar a concentraciones de AMS sérica falsam ente altas. Se presume que los fárm acos causan constricción del esfínter de Oddi y conductos pancreáticos, con elevación posterior de presión inarticulada que causa regurgitación de AMS en el suero.

Intervalo d e referen cia AMS: suero, 25 a 13 0 U/L; orina, 1 a 15 U/hora. Com o resultado de los d istintos proced im ientos de AMS en la actualidad en uso, la actividad se expresa de acuerdo con cada procedim iento. No hay expresión uniform e de actividad de AM S, aunque con frecu encia se em plean u n i­ dades Som ogyi. E l factor de conversión aproxim ado entre unidades Som ogyi y unidades intern acionales es 1.85.

Lipasa La lipasa (LP S) es una enzim a que hidroliza los enlaces de éster de las grasas para producir alcoholes y ácidos grasos. De m anera específica, la LPS cataliza la hidrólisis parcial de triglicéridos de la dieta en el in testin o al interm edia­ rio 2-m onoglicérid o, con p rod u cción de ácidos grasos de cadena larga. La reacción procede de acuerdo con la ecua­ ción 1 0 -2 3 :

CUADRO 10-6. M ETO D O LO G ÍA S D E A M IL A S A Amiloclástica

Mide la desaparición del sustrato de almidón

Sacarogénico

Mide la apariencia del producto

Cromogénico

Mide el incremento de color de la producción de un producto unido con un tinte cromogénico

Monitoreo continuo

vj-u-r l»

5-g lu co sa-6-fo sfato + 5 NAD ^ — —

Unión de varios sistemas de enzim as para vigilar la actividad de la amilasa

O

CH2— O — C— R i

CH2OH

O

O LPS

C H — O — C — R 2 + 2 H 20 '■ ‘ CH — O — C —R 2 + |

o

2 ácidos grasos

c h 2o h

c h 2— o — c — r 3 Triacilglicerol

2-Monoglicérido

(E c 10-23)

258

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

La actividad enzim ática de la LPS pancreática es específi­ ca para los residuos de ácidos grasos en las posiciones 1 y 3 de la m olécula de triglicérido, pero el sustrato debe ser una em ulsión para que ocurra actividad. La velocidad de reac­ ción se acelera por la presencia de colipasa y una sal biliar.

F u e n te de tejido La co n cen tració n de LPS se encuentra sobre todo en el páncreas, aunque está presente tam bién en el estóm ago y el in testin o delgado.

Im portancia diagnóstica Los ensayos clínicos de m ediciones de LPS sérica están con ­ finados casi de m anera exclusiva al diagnóstico de pancrea­ titis aguda. Es sim ilar en este respecto a las m ediciones de AMS pero más específica para trastornos pancreáticos que la m edición de AMS. Tanto la concentración de AMS com o la de LPS aum entan con rapidez, pero los increm entos de LPS persisten por casi 5 días en pancreatitis aguda, m ien­ tras que los increm entos de AMS persisten durante sólo 2 a 3 días. E l alcance de los increm entos no tiene correlación con la gravedad de la enfermedad. Las concentraciones altas de LPS se pueden hallar tam bién en otras cond icio­ nes intraabdom inales, pero con m enos frecuencia que los increm entos de AMS sérica. Se han determ inado increm en ­ tos en casos de úlceras duodenales penetrantes y pépticas perforadas, obstru cción intestinal y colecistitis aguda. En contraste con las concentraciones de AMS, las concentra­ ciones de LPS son norm ales en condiciones de interacción de las glándulas salivales. Por tanto, las concentraciones de LPS son útiles para diferenciar el increm ento de AMS sérica com o resultado de interacción pancreática contra salival. De las tres isoenzim as de lipasa, se considera que L2 es la más específica y sensible desde el punto de vista clínico.

La LPS es estable en suero, con pérdida insignificante de actividad a tem peratura am biente durante una sem ana o por tres sem anas a 4°C . Se debe evitar la hem olisis porque la hem oglobina inhibe la actividad de la LPS sérica, y cau­ sa valores falsos bajos.

Intervalo d e referen cia LPS, 0 a 1 .0 U/ml.

D eshidrogenasa de glucosa-6-fosfato La deshidrogenasa de glucosa- 6 -fosfato (G - 6-PD ) es una oxidorreductasa que cataliza la oxid ación de glucosa- 6-fosfato a 6-fosfogluconato o la lacton a correspondiente. La reacción es im portante com o prim er paso en la derivación de pentosa-fosfato del m etabolism o de la glucosa con la p rod u cción últim a de NADPH. La reacció n se describe en la ecu ación 10 -2 5 : OH H C ---------HC — OH G-6-PD

HO — CH

0 4 NADP+

HC — OH H C ----------CH 2O P 0 3 =

E nsayo p a ra actividad enzim ática Los proced im ientos em pleados para m edir actividad de LPS inclu yen estim ación de ácidos grasos liberados y m étodos tu rbidim étricos. La reacció n se describe en la ecu ación 10-24: Triglicérido + 2 H20

F u e n te d e e r r o r

G lucosa- 6-fosfato O II C ------------

(p H , 8 .6 -9 .0 )

H C — OH

2-m onoglicérido + 2 ácidos grasos

! H O — CH

(Ec. 10-24) L os prim eros m étodos para LPS fueron h istóricam en ­ te deficientes. E n el m étodo clásico de C herry-C randall se em pleaba un sustrato de aceite de oliva y se m edían los ácidos grasos liberados por titu lación después de una in cu b ació n de 2 4 h. Las m odificaciones del m étodo de C herry-C randall han sido com plicadas por la falta de sus­ tratos estables y uniform es. Sin em bargo, la trioleína es un sustrato que se em plea en la actualidad com o una form a m ás pura de triglicérido. L os m étodos tubidim étricos son m ás sim ples y más rápidos que los ensayos titulom étricos. Las grasas en disolu ción crean una em ulsión turbia. C onform a la LPS hidroliza las grasas, las partículas se dispersan, y la tasa de aclaram iento se puede m edir com o una estim ación de la actividad de la LPS. Los m étodos co lorim étricos están dis­ p onibles y se basan en reacciones acopladas co n enzim as com o la peroxidasa y la cinasa de glicerol.

0 4 NADPH 4 H+

! H C — OH H C ---------CH 20 P 0 3=

6-F osfogluconato

(Ec. 10-25)

F u e n te d e tejido Las fuentes de G - 6-PD inclu yen la corteza suprarrenal, bazo, tim o, nodos linfáticos, glándula m am aria lactante y eritrocitos. Se encuentra poca actividad en el suero nor­ mal.

CAPÍTULO 10 ■ ENZIMAS

E S T U D IO D E C A S O 10-3 U na m u jer hispana de 3 6 años de edad acude al departam ento de urgencias con dolor abdom inal, debilidad y pérdida del apetito; no ha viajado en los m eses recientes, tam poco ha estado b ien durante varios días.

259

Las con cen tracio n es increm entadas de G - 6-PD en el suero han sido descritas en infarto de m iocardio y anem ias m egaloblásticas. E n los trastornos hepáticos no se obser­ van increm en tos. Sin em bargo, las con cen tracio n es de G6-PD no son ejecutadas de form a rutin aria com o m edios auxiliares de diagnóstico en estas cond iciones.

E nsayo p a ra actividad enzim ática E l proced im iento de ensayo para actividad de G - 6-PD se describe en la ecu ación 10 -2 6 :

Preguntas 1. ¿Q ué pruebas de laboratorio se deben ordenar para ayudar al diagnóstico de esta paciente? 2. ¿Q ué pruebas enzim áticas serían útiles en el diag­ nóstico de esta paciente? 3. ¿Q ué par de diagnósticos es m ás probable para esta paciente?

„

„

,

G -6 -P D

G lucosa 6-fosfato + NADP+ ^

—

6-fosfogluconato + NADPH + H + (Ec. 10-26)

Se em plea u n hem olizado de eritrocitos para valorar la deficiencia de la enzim a; el suero se em plea para evalua­ ción de increm en tos enzim áticos.

Intervalo d e referen cia G - 6-PD , 10 a 15 U/g Hgb.

Im portancia diagnóstica C asi todo el interés de la G - 6-PD se cen tra en su fu nción en el eritrocito. Aquí, fu ncion a para m antener al NADPH en form a reducida. Se requiere una con cen tració n ade­ cuada de NADPH para regenerar proteínas que contienen sulfhid rilo, com o el glutatión, del estado oxidado al redu­ cido. E l glutatión en la form a reducida, a su vez, protege a la hem oglobina de oxid ación por agentes que podrían estar presentes en la célula. U na d eficiencia de G - 6-PD da com o resultado un sum inistro inadecuado de NADPH y, en últim a instancia, en la capacidad para m antener con ­ centraciones reducidas de glutatión. Cuando se exponen los eritrocitos a agentes oxid antes, ocurre hem olisis com o resultado de la oxid ación de hem oglobina y daño a la m em brana celular. La d eficiencia de G - 6-PD es u n rasgo hereditario rela­ cionado con el sexo. E l trastorno puede originar diferen­ tes m anifestaciones clín icas, una de las cuales es anem ia h em olítica inducida por fárm acos. Cuando son expuestos a un fárm aco oxidante com o la prim aquina, un fárm aco antipalúdico, los individuos afectados experim entan un episodio h em olítico. La gravedad de la hem olisis se rela­ ciona con la con cen tració n del fárm aco. La d eficiencia de G - 6-PD es m ás com ún en afroestadounidenses, pero ha sido descrita en todo grupo étnico.

P R E G U N T A S 1.

Cuando se lleva a cabo una reacció n en cin ética de orden cero: a) La con cen tració n de sustrato es m uy baja. b) La velocidad de reacció n es directam ente propor­ cional a la con cen tració n de sustrato. c) La velocidad de reacción es independiente de la con cen tració n de sustrato. d) La con cen tració n de enzim a es m uy alta.

RESUMEN Las enzim as, halladas en todos los tejidos del cuerpo, son proteínas que catalizan reacciones bioquím icas. Las reacciones catalizadas son específicas y esenciales para el bienestar fisiológico. En la lesión o en m u chos estados m orbosos, se liberan ciertas enzim as de sus ubicaciones norm ales y aparecen en cantidades increm entadas en la circulación general. E n el diagnóstico y tratam iento de ciertos estados m orbosos es ú til com prender la im portan­ cia biológica de las enzim as y las reacciones que catalizan. E n este capítulo se revisaron las propiedades generales de las enzim as y su clasificación y m ecanism os catalíticos. Se analizaron tam bién varios factores que afectan la velo­ cidad de las reacciones enzim áticas y los m étodos genera­ les para m edir actividad enzim ática. M uchas enzim as son clín icam en te im portantes. Cuantificar las concen traciones séricas de ciertas enzim as o isoenzim as puede ayudar en el diagnóstico y pronóstico de trastornos hepáticos, del m ú sculo esqu elético, óseos, cardíacos; m alignidad, o pancreatitis aguda. E n este capí­ tulo se analizó la fuente de tejid o, la im portancia diagnós­ tica, las m etodologías en ensayo preferidas y los intervalos de referencia de varias enzim as im portantes desde el p u n­ to de vista clínico.

DE 2.

R E P A S O La energía de activación es: a) La energía necesaria para que se detenga una reacció n enzim ática. b) Increm entada por enzim as. c) M uy alta en reacciones catalizadas. d) Reducida por enzim as.

260

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

3. Las velocidades de reacciones enzim áticas se incre­ m entan al aum entar las tem peraturas hasta que alcan­ zan el punto de d esnaturalización en: a) 4 0 a 60°C . b) 25 a 35°C . c) 100°C . d) 37°C . 4. U n ejem plo de usar enzim as com o reactivos en el laboratorio clón ico es: a) E l m étodo de nitrógeno ureico sanguíneo (Ñ U S) m onoxim a de diace tilo. b ) E l m étodo de la hexocin asa glucosa. c) E l m étodo de creatinina de picrato alcalino. d) E l m étodo de proteína total de biuret. 5. Se puede determ inar la actividad de las enzim as en el suero y no la con cen tració n porque: a) La tem peratura es dem asiado alta. b ) La cantidad de enzim a es m uy b aja para medir. c) No hay sustrato suficiente. d ) La cantidad de enzim a es m uy alta para medir.

6 . Las con cen tracio n es de las isoenzim as L D -4 y LD -5 son altas en: a) E m bolism o pulm onar. b) Enferm edad hepática. c) Enferm edad renal. d ) Infarto de m iocardio.

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7. ¿Q ué isoenzim a de CK tiene una co n cen tració n alta en enferm edades m usculares? d) CK-BB. b ) CK-M B. c) CK-M M . d) CK-N N .

8. Por lo general, el increm ento en la con cen tració n de am ilasa y lipasa séricas se observa en: fl) A pendicitis aguda. b) P ancreatitis aguda. c) Enferm edad de la vesícula biliar. d) Enferm edad de reflujo ácido. 9. E l m étodo saccarogénico para d eterm inaciones de am ilasa mide: a) La cantidad de producto producida. b) La cantidad de sustrato consum ido. c) La cantidad de yodo presente. d) La cantidad de alm idón presente. 10.

E l increm en to de la con cen tració n de enzim as tisulares en el suero se puede usar para detectar: a) Presencia de toxinas. b) Enferm edades infecciosas. c) N ecrosis o daño tisular. d) D iabetes m ellitus.

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CAPÍTULO 10 « EN Z IM A S

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261

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C A P Í T U L O

11

Carbohidratos Vicki S. Freeman

C O N T E N I D O ■ DESCRIPCIÓN G EN ER A L DE LOS CARBO H ID RATO S Clasificación de los carbohidratos Estereoisómeros Monosacárídos, disacáridos y polisacáridos Propiedades químicas de los carbohidratos Metabolismo de la glucosa Destino de la glucosa Regulación del mecanismo de carbohidratos ■ H IPERG LU CEM IA Diabetes mellitus Fisiopatología de la diabetes mellitus Criterios para el diagnóstico de la diabetes mellitus ■ H IPO G LU CEM IA Defectos genéticos en el metabolismo de carbohidratos

D EL

C A P Í T U L O

■ FUNCIÓN DEL LA BO RATO RIO EN EL DIAGNÓ STICO D IFEREN C IAL Y EL TRATAM IEN TO DE PACIENTES CON ALTERAC IO N ES M ETABÓ LICAS DE LA G LU CO SA Métodos de medición de glucosa Autom onitoreo de glucosa sanguínea (AMGS) Tolerancia a la glucosa y pruebas posprandiales de dos horas Hemoglobina glucosilada Cetonas Microalbuminuria Prueba de autoanticuerpo insulínico de los islotes ■ RESUM EN ■ PREGUNTAS DE REPASO ■ REFEREN CIAS

O B J E T I V O S Al term inar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Clasificar los carbohidratos en sus respectivos grupos. • Explicar el metabolismo de los carbohidratos en el cuerpo y el modo de acción de las hormonas en el metabolismo de carbohidratos. • Diferenciar los tipos de diabetes m ediante sínto­ mas clínicos y hallazgos de laboratorio de acuerdo con la American Diabetes Association (ADA) • Explicar la importancia clínica de los tres cuerpos cetónicos. • Relacionar los resultados de laboratorio esperados y los síntom as clínicos para las siguientes compli­ caciones metabólicas de la diabetes. ■ cetoacidosis ■ coma hiperosmolar

262

• •

•

• •

Distinguir entre hipoglucemia reactiva y espontánea. Describir el principio, muestra de elección, y las ventajas y desventajas de los métodos de análisis de la glucosa. Describir los tres métodos hallados por lo común para hemoglobina glucosilada, muestra de elec­ ción y fuente de error. Describir el uso de hemoglobina glucosilada en el monitoreo a largo plazo de la diabetes. Explicar los métodos de análisis, y las ventajas y desventajas de los cuerpos cetónicos.

CAPÍTULO 11 ■ CARBOHIDRATOS

T E R M I N O S Carbohidratos Cetona Diabetes mellitus Disacárido Glucagon

Glucógeno Glucogenólisis Glucólisis Gluconeogénesis Hemoglobina glucosilada

Los organism os dependen de la oxid ación de com pues­ tos orgánicos com p lejos para obtener energía. Tres tipos generales de esta clase de com puestos son carbohidratos, am inoácid os y lípidos. Aunque los tres se em plean com o fuente de energía, los carbohid ratos son la fuente prim a­ ria del cerebro, eritrocitos y células retinales en hum anos. L os carbohidratos son la fuente de alim ento principal y sum inistro de energía del cuerpo, y se alm acenan sobre todo com o glucógeno del hígado y m úsculo. Los estados m orbosos relacionados con carbohid ratos se dividen en dos grupos: hiperglucem ia e hipoglucem ia. La d etección oportuna de diabetes m ellitus es el objetivo de las norm as de la A m erican Diabetes Association establecidas en 1997. Las com plicaciones aguda y crónica se pueden evitar con el diagnóstico, m onitoreo y tratam iento. E l laboratorio desem peña u n papel im portante a través de m ediciones periódicas de hem oglobina glucosilada y m icroalbúm ina.

DESCRIPCIÓN GEN ERAL DE LOS CARBOHIDRATOS Los carbohidratos son com puestos que con tien en C, H y O. La fórm ula general para un carbohidrato es Cx(H 20 ) y. Los carbohid ratos contien en los grupos fu ncionales C = 0 y -O H . Hay algunos derivados de esta fórm ula básica porque los derivados de carbohidratos se pueden form ar m ediante la ad ición de otros grupos quím icos, com o fosfatos, sulfatos y am inas. La clasificación de carbohidratos se basa en cuatro propiedades distintas: a ) el tam año de la cadena de carbono base, b) la ub icació n del grupo fu ncional C O , c) el núm ero de unidades de azúcar y d) la estereoquím ica del com puesto.

263

C L A V E

Hiperglucémico Hipoglucémico Insulina Microalbuminuria Monosacárido

Poiisacárido Proyección de Fisher Proyección de Haworth Triosa Vía de Em bden-M yerhof

Los carbohidratos son hidratos de derivados de aldehi­ do o cetona con base en la u b icació n del grupo funcional CO (fig. 1 1 -1 ). Las dos form as de carbohid ratos son aldosa y cetosa (fig. 1 1 -2 ). La aldosa tiene u n aldehido com o su grupo funcion al, m ientras que la cetosa tiene una cetona com o el grupo funcional. E l carbono en el grupo fu ncional se llam a carbono anom érico. Se em plean varios m odelos para representar carb ohi­ dratos. La proyección de F isher de un carbohidrato tiene al aldehido o ceton a en la parte superior del d ibujo. Los carbonos se nu m eran com enzando en el extrem o aldehido o cetona. E l com puesto se puede representar com o una cadena recta o se podría u n ir para m ostrar una represen­ tación de la form a hem iacetal cíclica (fig. 1 1 -3 ). La pro­ yección d e H aworth representa al com puesto en la form a cíclica que es más representativa de la estructura real. Esta estructura se form a cuando el grupo fu ncional (ceton a o aldehido) reacciona con un grupo alcoh ol en el m ism o azúcar para form ar u n anillo llam ado el anillo hem iacetal (fig. 1 1 -4 ).

O

H

V

c h 2o h

H— C — OH I R Aldosa FIGURA 11-2.

c= o I R Cetosa

Dos formas de carbohidratos.

Clasificación de los carbohidratos Los carbohidratos se pueden agrupar en clasificaciones gené­ ricas con base en el número de carbonos en la molécula. Por ejem plo, las triosas contienen tres carbonos, las tetrosas cua­ tro, las pentosas cinco y las hexosas seis. En la práctica real, el carbohidrato más pequeño es el gliceraldehído, un com ­ puesto de tres carbonos.

O

R

II

R— C — R

H— C = 0

Cetona

Aldehido

FIGURA 11-1.

Estructuras de un aldehido y una cetona.

H— C= 0

I

H— C — OH

HO— C — H I H— C — OH I H— C — OH c h 2o h

H— C — OH

I

H— C — OH

I

HO— C — H

I

H— C — OH H— C --------c h 2o h

FIGURA 11-3. Proyección de Fisher de la glucosa. La figura de la izquierda es la proyección de Fisher de cadena abierta, y la figura de la derecha es una proyección de Fisher cíclica.

264

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

M onosacáridos, disacáridos y polisacáridos

Estereoisóm eros Los carbonos centrales de un carbohidrato son asim étri­ cos — cuatro grupos d istintos están un idos a los átom os de carbono. E sto perm ite tener varias configuraciones espa­ ciales de m oléculas de carbohidrato llamadas estereoisóme­ ros. É stos tien en el m ism o orden y tipos de enlaces pero diferentes d isposiciones espaciales y propiedades d istin­ tas. Por cada carbono asim étrico, hay 2 n isóm eros posi­ bles; por tanto, hay 2 1, o dos, form as de gliceraldehído. Estos isóm eros son im ágenes especulares. D ebido a que una aldosa contiene cuatro carbonos asim étricos, hay 24 o 16 isóm eros posibles, dos de los cuales son estereoisóm e­ ros designados D-glucosa y L-glucosa. D y L son térm inos em pleados para d escribir algunos de los posibles isóm eros óp ticos de glucosa y otros com puestos que existen com o estereoisóm eros. Son im ágenes especulares que n o se p u e­ den superponer. La configuración D tiene al -O H en el m enor carbono asim étrico a la derecha; la form a L tiene al -O H a la izquierda. En la figura 1 1 -5 , la D-glucosa se representa en la proyección de F ish er con el grupo hidroxi en el carbono núm ero 5 colocado a la derecha. La L-gluco­ sa tiene al grupo hidroxi en el carbono cin co ubicado a la izquierda. La m ayor parte de los azúcares en los hum anos están en la form a D.

H— C = 0 I H— C— OH I HO— C— H ! H— C— OH ! H— C — OH c h 2o h

D-Glucosa

FIGURA 11-5.

H— C = 0 HO— C — H HO— C — H H— C — OH I H— C — OH c h 2o h

L-Glucosa

O tra cla sifica ció n de los carb o h id rato s se basa en el nú m ero de un id ad es de azúcar en la cad en a: m o n o sacá­ rid os, d isacárid os, o lig o sacárid os y p o lisacárid os. E ste en cad en am ien to de azúcares depende de la fo rm a ció n de en laces g lu co sid ico s que son p u en tes de áto m os de ox íg en o. C uando se u n en dos m o lécu la s de ca rb o h id ra­ to, se produ ce una m o lécu la de agua. C uand o se divi­ den, se em plea una m o lécu la de agua para form ar los com p u estos individ uales. Esta re a cció n se llam a h id ró­ lisis. E n los en laces g lu co sid ico s de ca rb o h id ra to puede p articip ar cu a lq u ier nú m ero de ca rb o n o s; sin em bargo, d ep end iend o del carb oh id rato se fav orecen cierto s car­ b on o s. Los m onosacáridos son azúcares sim ples que no pueden hidrolizarse a una form a más sim ple. E stos azúcares co n ­ tien en tres, cuatro, cin co y seis o m ás átom os de carbono (co n ocid o s com o triosas, tetrosas, pentosas y h exosas, res­ pectivam ente). Los m ás com unes son glucosa, fructosa y galactosa. Los disacáridos se form an en la in teracció n de grupos entre dos m onosacáridos con la p rod u cción de una m o lé­ cu la de agua. E n la hidrólisis, los disacáridos serán divi­ didos en dos m onosacáridos por enzim as de disacárido (co m o la lactasa) localizadas en las m icrovellosidades del intestino. E stos m onosacáridos son absorbidos de m ane­ ra activa. Los disacáridos más com unes son m altosa (que com prende m oléculas de 2-|3-D-glucosa en u n enlace 1—» 4 ), lactosa y sucrosa. Los oligosacáridos son los encad enam ientos de dos a 10 unidades de azúcar, m ientras que los p olisacáridos se for­ m an m ediante el enlace de m uchas unidades de m onosacárido. E n la hidrólisis, los polisacáridos producirán más de diez m onosacáridos. La am ilasa hidroliza al alm idón a disacáridos en el duodeno. Los polisacáridos más com u ­ nes son alm idón (m olécu las de glucosa) y glucógeno (fig. 11 - 6 ).

Propiedades quím icas de los carbohidratos Algunos carbohid ratos son sustancias reductoras; éstos pueden reducir u oxidar otros com puestos. Para ser una sustancia reductora, el carbohidrato debe con ten er un grupo cetona o aldehido. E jem plos de sustancias reductoras son glucosa, m altosa, fructosa, lactosa y galactosa. Esta propiedad se usó en m u chos m étodos de laboratorio en el pasado en la d eterm inación de carbohidratos. Los carbohidratos pueden form ar enlaces glucosidicos con otros carbohidratos y con no carbohidratos. La aldosa o

Estereoisómeros de la glucosa.

FIGURA 11-6.

Enlace de monosacáridos.

CAPITULO 11 ■ CARBOHIDRATOS

grupo ceton a en el carbohidrato form a un enlace de oxíg e­ no. Si el enlace se form a con uno de los otros carbonos en el carbohid rato distintos al carbono anom érico, este ú lti­ m o (grupo fu ncional) no sufre ningún cam bio y el grupo resultante es una sustancia reductora. Si el enlace se form a con el carbono anom érico en el otro carbohidrato, el com puesto resultante y a no es una sustancia reductora. Los carbohid ratos n o reductores no tienen u n grupo cetona o aldehido activo. No oxid arán o reducirán otros com puestos. E l azúcar no red uctor más com ún es la sucrosa, azúcar de m esa (fig. 1 1 -7 ). Los m onosacáridos y m u ch os d isacáridos son agentes reductores. E sto se debe a que el aldehido o cetona libre (la form a de cadena abierta) se puede oxid ar b a jo cond i­ cion es apropiadas. Com o un d isacárido, uno de los alde­ hidos o ceton as suele ser alfa para al enlace glucosíd ico. E l otro aldehido o cetona aún está libre para fu ncion ar com o agente reductor. Sin em bargo, cuando am bos alde­ hidos o cetonas son alfa respecto al en lace glucosíd ico, com o en la sucrosa, entonces el disacárido es capaz de experim entar m utarrotación y es, por tanto, incapaz de fu n ­ cion ar com o u n agente reductor. Tanto la m altosa com o la lactosa son agentes reductores, m ien tras que la sucrosa no lo es.

M etabolism o de la glucosa La glucosa es la fuente prim aria de energía para los hum a­ nos. E l sistem a nervioso, inclu so el cerebro, depende por com pleto de la glucosa del líquido extracelular circund an­ te (L E C ) para la energía. E l tejid o nervioso no puede con ­ centrar o alm acenar carbohidratos; por tanto, es crítico m antener un sum inistro perm anente de glucosa para el tejido. P or esta razón, la con cen tració n de glucosa en el L E C se debe m antener en un intervalo reducido. Cuando la con cen tració n cae abajo de cierto nivel, el tejido ner­ vioso pierde la fuente de energía prim aria y es incapaz de m antener la fu n ció n n orm al.

Destino de la glucosa La m ayor parte de los carbohid ratos que ingerim os son polím eros, com o el alm idón y el glucógeno. La digestión de estos polím eros no absorbibles a d extrinas y d isacári­ dos, que luego son hidrolizados a m onosacáridos por la m altasa, una enzim a liberada por la m ucosa intestinal, se debe a la am ilasa salival y a la pancreática. La sucrasa y la

FIGURA 11-7.

Proyección de Haworth de la sucrosa.

265

lactasa son otras dos enzim as im portantes derivadas del in testin o que hidrolizan la sucrosa a glucosa, y la fructosa y lactosa a glucosa y galactosa. Cuando los disacáridos son convertidos a m onosa­ cáridos, son absorbidos por el in testin o y transportados al hígado por el sum inistro sanguíneo venoso del portal hepático. La glucosa es el ú n ico carbohidrato que se usa de m anera directa para energía o se alm acena com o glucó­ geno. La galactosa y la fructosa deben convertirse a gluco­ sa antes que se puedan usar. D espués que la glucosa entra a la célula, es desviada con rapidez hacia una de tres posi­ bles vías m etabólicas, dependiendo de la disponibilidad de sustratos o del estado n u tricion al de la célula. El o b je ­ tivo final de la célula es convertir la glucosa en dióxido de carbono y agua. D urante este proceso, la célula obtiene la m olécula de alta energía trifosfato de adenosina (ATP) de fosfato inorgánico y difosfato de adenosina (A D P). La célula requiere oxígeno para las etapas finales en la cade­ na de transporte de electrones (C T E ). E l d inucleótido de nicotinam ida y adenina (N AD) en su form a reducida (NADH) actuará com o un interm ediario para acoplar la oxid ación de glucosa a la C T E en las m itocond rias donde se obtiene m u cho del ATP. E l prim er paso para las tres vías requiere que la glucosa sea convertida a glucosa- 6-fosfato por m edio de la m olé­ cula de alta energía, ATP. Esta reacció n se cataliza m edian­ te la enzim a hexocinasa (fig. 1 1 -8 ). La glucosa 6-fosfato puede entrar a la vía de E m bdm -M yerhoj o a la vía del m onofosfato de hexosa o se puede convertir en glucógeno (fig. 1 1 -8 ). Las prim eras dos vías son im portantes para la g eneración de energía a partir de glucosa; la conversión a la vía del glucógeno es im portante para el alm acenam iento de glucosa. E n la vía de Em bden-M yerhof, la glucosa se d escom ­ pone en dos m oléculas de tres carbonos de ácido pirúvico que pueden entrar al ciclo del ácido tricarboxílico (ciclo ATC) en la conversión a acetil-coenzim a A (acetil-C oA ). Esta vía requiere oxígeno y se denom ina vía aerób ica (fig. 1 1 -8 ). O tros sustratos tienen la oportunidad de entrar a la vía en varios puntos. E l glicerol liberado de la h id ró­ lisis de triglicéridos puede entrar en 3-fosfog licerato, los ácidos grasos y cetonas, y algunos am inoácidos pueden ser convertidos o catabolizados a acetil-C oA , que es par­ te del ciclo del ATC. O tros am inoácidos entran a la vía com o piruvato o com o a-ce to á cid o s o a -o x o á cid o s des­ anim ados. La conversión de am inoácidos por el hígado y otro tejido especializado, com o el riñ ón , a sustratos que pueden ser convertidos a glucosa se llam a gluconeogénesis. Esta últim a tam bién com prende la conversión a glicerol, lactato y piruvato a glucosa. La glucólisis anaeróbica es im portante para tejid o com o el m ú sculo, que con frecuencia tiene requ isitos de energía im portantes sin u n sum inistro adecuado de oxígen o. Estos tejidos pueden derivar ATP de la glucosa en un am biente con d eficiencia de oxígeno al convertir el ácido pirúvico en ácido láctico. E l ácido láctico se difunde desde las célu ­ las del m úsculo, entra a la circu lació n sistém ica y luego el hígado lo tom a y em plea (fig. 1 1 -8 ). Para que ocurra la glucólisis anaeróbica, se deben con su m ir dos m oles de

266

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

G LUCO SA EXTRACELULAR

GLUCÓGENO '

Slntasa de

ATP^ CO Sa

G A L A C T O S A \ \ 9 luc°9 en0 Hexocinasa

Glucosa 1-PO¿

j

T

Glucosa-6-fosfatasa (sólo hígado)

ADPGlucosa 6 -PO 4

Acido 6 -fosfoglucónico

I

Pentosas Fructosa 6 -P 0 4 ATP Fosfofructooinasa 1 Fructosa-1,6 -bisfosfatasa ADP-«rí Fructosa 1,6 -dlfosfato

M AÑ O SA

Gliceraldehído 3-P 0 4 (2)

il

3-Fosfogliceról fosfato (2) 2 NAD+ 2 AD P LIPIDOS Glicerol Acidos grasos. PROTEÍNA

2 NADH 2 ATP 3-Fosfogl¡cerato (2)

Fosfoenolpiruvato (2)

2AD P^ I A ^Cinasa de piruvatoj 2 NADH 2 A T P -< < Y I Piruvato (2)

2 NAD+

-<

Lactato (2)

Deshidrogenasa de lactato Aminoácidos

Acetil-CoA

C ET O N A S

CICLO DEL ÁCIDO T RICARBOXÍLICO -Cetoácidos ■Oxoácidos

FIGURA 11-8. Vía de Embden-Meyerhof para la glucólisis anaerobia.

ATP por cada m ol de glucosa; sin em bargo, se producen de m odo directo 4 m oles de ATP, lo que da com o resultado una ganancia neta de dos m oles de ATP. Las ganancias adi­ cionales de ATP resultan de la in trod u cció n de piruvato en el ciclo de ATC y el NADH en el C TE. La segunda vía de energía es la desviación de m onofosfa to de hexosa (d esviación H M P), que es en realidad una d esviación de la glucosa 6-fosfato de la vía g lu colítica para conv ertirse en ácido 6-fosfog lu cón ico. E l producto oxidado perm ite la fo rm ación de ribosa 5-fosfato y NDP en su form a reducida (N A D PH ). E l NADPH es im por­ tante para los eritrocitos que carecen de m itoco n d rias y, por tanto, no pu ed en llevar a cabo el ciclo del ATC. La capacidad red uctora del NADPH se requiere para p rote­ ger a la célu la de daño oxidativo y por radicales libres. Sin NADPH, la m em brana de bicapa lipíd ica de la célu la y las enzim as críticas serían destruidas finalm en te, y com o resultado se tendría m uerte celular. La d esviación HMP

tam bién perm ite a las p entosas, com o la ribosa, en trar a la vía g lu colítica. Cuando se satisfacen los requisitos de energía de la célula, la glucosa se puede alm acen ar com o glucógeno. E sta tercera vía, que se llam a glucogénesis, es relativam ente directa. La glucosa 6-fosfato es convertida en glucosa 1fosfato, que luego se convierte en difosfoglucosa de uridina y después en glucógeno m ediante la sintasa de glucógeno. Varios tejidos pueden sintetizar glucógeno, en particular el hígado y los m úsculos. Los hepatocitos son capaces de liberar glucosa de glucógeno y otras fuentes para m ante­ ner la con cen tració n de glucosa en la sangre. E sto es por­ que el hígado sin tetiza la enzim a glucosa- 6-fosfatasa. Sin esta enzim a, la glucosa es atrapada en la vía glucolítica. Las células del m úsculo no sin tetizan g lu cosa- 6-fosfatasa y, por tanto, no pueden desfosforilar glucosa. U na vez que la glucosa entra a la célu la del m ú sculo, perm anece com o glucógeno a m enos que sea catabolizada. La glucogenólisis

CAPITULO 11 ■ CARBOHIDRATOS

es el proceso m ediante el cual el glucógeno se convierte de nuevo en glucosa 6-fosfato para entrar en la vía glucolíti­ ca. E n el cuadro 11-1 se d escriben las principales vías de energía relacionadas de m anera directa o indirecta co n el m etabolism o de la glucosa. E n general, el hígado y otras células pueden usar la glucosa dietética y otros carbohid ratos para energía o se alm acena com o glucógeno para uso posterior. Cuando el sum inistro de glucosa es b a jo , el hígado usará glucógeno y otros sustratos para aum entar la con cen tració n de glucosa en la sangre. Estos sustratos inclu yen glicerol de triglicéridos, ácido láctico de la piel y m úsculos y am inoácidos. Si se regula la lipólisis de triglicéridos, da com o resultado la form ación de cuerpos cetón icos, que el cerebro puede usar com o fuente de energía por el ciclo del ATC. La sín te­ sis de glucosa de am inoácidos es la gluconeogénesis. Este proceso se usa ju n to con la form ación de cuerpos cetó n i­ cos cuando se agotan los depósitos de glucógeno — co n ­ d iciones relacionadas norm alm en te co n la inan ición. La vía fu n d am en tal para la o x id a c ió n de la g lu co sa es por la vía de Em bden-M yerhof. E l NADPH se puede sintetizar por la desviación HMP, que es una vía lateral de la vía glu­ colítica anaeróbica (fig. 1 1 - 8).

Regulación del m ecanism o de carbohidratos El hígado, páncreas y otras glándulas endocrinas intervie­ n en en el con trol de las con cen tracio n es de glucosa san­ guínea en un intervalo reducido. D urante u n ayuno breve, la glucosa es sum inistrada al L EC desde el hígado por glu­ coneogénesis. Dos horm onas principales controlan la glu­ cosa sanguínea: insulina y glucagon, am bas producidas en el páncreas. Sus acciones se op onen entre sí. O tras horm o­ nas y sustancias neuroendocrinas tam bién ejercen cierto con trol sobre las concentracio nes de glucosa sanguínea, que perm ite al cuerpo responder a m ayores dem andas de glucosa o sobrevivir ayunos prolongados. E sto tam bién

CUADRO 11-1. VÍAS EN EL METABOLISMO DE LA GLUCOSA Glucólisis

Metabolismo de la molécula de glucosa a piruvato o lactato para producción de energía

Gluconeogénesis

Formación de glucosa 6-fosfato de fuentes distintas a carbohidratos

Glucogenólisis

Descomposición de glucógeno a glucosa para uso como energía

Glucogénesis

Conversión de glucosa a glucógeno para alm acenam iento

Lipogénesis

Conversión de carbohidratos a ácidos grasos

Lipólisis

Descomposición de grasa

267

perm ite la conservación de energía com o lípidos cuando se ingieren sustratos en exceso. La insulina es la horm ona prim aria a la que se debe la entrada de glucosa en la célula. Es sintetizada por las célu ­ las |3 de los islotes de Langerhans en el páncreas. C uan­ do estas células d etectan un increm en to en la glucosa del cuerpo, liberan insulina. La lib eración de insulina causa u n m ayor m ovim iento de glucosa en las células y m ayor m etabolism o de glucosa. Por lo general, la insulina se libe­ ra cuando las concentraciones de glucosa son altas y no se libera cuando dism inuyen las con cen tracio n es de gluco­ sa. E sto reduce las concentracio nes de glucosa plasm ática al increm entar la entrada de transporte de glucosa en el m úsculo y el tejid o adiposo por m edio de receptores no específicos. Tam bién regula la glucosa al increm en tar la glucogénesis, lipogénesis y glucólisis e in h ib ir la glucogenólisis. La insulina es la ú n ica horm ona que dism inuye la con cen tracio n es de glucosa y se le puede llam ar agente hipoglucém ico (cuadro 11 - 2 ). E l glucagon es la horm ona prim aria a la que se debe el increm en to de las con centracio n es de glucosa. Se sin ­ tetiza m ediante las células a de los islotes de Langer­ hans en el páncreas y se libera durante estados de estrés y ayuno. Cuando estas células detectan una dism inu ción en la glucosa del cuerpo, liberan glucagon. Esta sustan­ cia increm enta las concentraciones de glucosa plasm ática m ediante glucogenólisis en el hígado y u n increm ento en la gluconeogénesis. Se puede llam ar tam bién agente hiperglucém ico (cuadro 1 1 - 2 ). Dos horm onas que produce la glándula suprarrenal afectan el m etabolism o de carbohidratos. La adrenalin a , producida por la m édula espinal, increm enta la glucosa plasm ática al in h ib ir la secreción de insulina, increm en tar la glucogenólisis y prom over la lipólisis. La adrenalina se libera durante el estrés. Los glucocorticoides, sobre todo cortisol, se liberan de la corteza suprarrenal al estim ular la horm ona ad renocorticotróp ica (A C TH ). E l cortisol increm en ta la glucosa plasm ática al dism inuir la entrada intestinal en la célula e increm en tar la gluconeogénesis, el glucógeno hepático y la lipólisis. D os h orm onas de la hipófisis anterior, horm ona del crecim ien to y A C TH , prom ueven el increm en to de glu­ cosa plasm ática. La horm ona del crecim iento increm en ta la glucosa plasm ática al dism inuir la entrada de glucosa en las células e increm en tar la glucólisis. Su lib eración de la hipófisis es estim ulada por las con cen tracio n es de gluco­ sa reducidas y se in hib e cuando se increm en ta la gluco­ sa. Las con cen tracio n es reducidas de cortisol estim ulan la hipófisis anterior para liberar ACTH. La A C TH , a su vez, estim ula la corteza suprarrenal para liberar cortisol e increm en ta las concentracio nes de glucosa plasm ática al convertir el glucógeno hepático en glucosa y prom over la gluconeogénesis. O tras dos horm onas afectan las con cen tracio n es de glucosa: tiroxina y som atostatina. La glándula tiroides es estim ulada por la produ cción de horm ona estim ulante de la tiroides (TSH ) para liberar tiroxina que increm en­ ta las con cen tracio n es de glucosa plasm ática al aum entar la glucogenólisis, gluconeogénesis y absorción intestinal

268

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

C U A D R O 1 1 -2 . A C C IÓ N D E L A S H O R M O N A S Acción de la insulina Incrementa la glucogénesis y la glucólisis: g lu co sa ------ —* glucó g en o ---- — » p iru vato ---- — * Acetil-CoA Incrementa la lipogénesis Disminuye la glucogenólisis Acción del glucagon Incrementa la glucogenólisis: G lu có g en o -------- > glucosa Incrementa la gluconeogénesis: Ácidos g raso s-------- » acetil-CoA -------- » cetona Pro teín as-------- » aminoácidos

de glucosa. La som atostatina, producida por las células 5 de los islotes de Langerhans del páncreas, increm en ta las con cen tracio n es de glucosa plasm ática m ediante la in h i­ b ició n de insulina, glucagon, horm ona del crecim iento y otras horm onas endocrinas.

hígado, m ú sculo y tejid o adiposo. Tam bién altera las vías m etabólicas de la glucosa. La hiperglucem ia, o con cen tra­ cion es altas de glucosa plasm ática, es causada por un des­ equilibrio de horm onas.

D iabetes m ellitus HIPERGLUCEM IA La hiperglucem ia es u n increm ento en las concentraciones de glucosa plasm ática. En pacientes saludables, durante u n estado de hiperglucem ia, las células (3 de los islotes pancreáticos de Langerhans secretan insulina. Ésta in cre­ m enta la perm eabilidad de la m em brana a células del

La diabetes mellitus es en realidad un grupo de enferm e­ dades m etabólicas caracterizadas por hiperglucem ia que resultan de defectos en la secreción de insulina, a cción de ésta, o am bas. E n 1 9 7 9 , el grupo N ational D iabetes D ata elaboró u n esquem a de clasificación y diagnóstico para la diabetes m ellitu s .1 E n este esquem a se incluyó la diabetes

ES T U D IO D E C A S O 11-1 U n estudiante de preparatoria de 18 años de edad con una historia de cuatro años de diabetes m ellitus es lle­ vado al departam ento de urgencias debido a som n olen ­ cia excesiva, vóm ito y diarrea. Su diabetes ha estado b ien controlada con 4 0 unidades de insulina NPH dia­ ria hasta hace varios días cuando presentó sed excesi­ va y poliuria. D urante los tres días anteriores tam bién había experim entado cefalea, m ialgia y fiebre de m enor grado. La diarrea y el vóm ito com enzaron hace un día. ANÁLISIS DE ORINA

Densidad relativa

QUÍMICA DE RESULTADOS DE PRUEBA

1.012

Sodio

126 mEq/L

pH

5.0

Potasio

6.1 mEq/L

Glucosa

4+

Cloruro

87 mEq/L

Cetona

Gran cantidad

Bicarbonato

6 mEq/L

Glucosa plasmática

600 mg/dL

ÑUS

48 mg/dL

Creatinina

2.0 mg/dL

Cetonas séricas

4+

Preguntas 1. ¿C uál es el diagnóstico probable de este paciente con base en los datos presentados? 2. ¿Q ué p ru eba(s) de laboratorio se debe llevar a cabo para h acer un seguim iento de este pacien te y ayudar a ajustar las concen tracio nes de insulina? 3. ¿P or qué son positivas las cetonas de la orina? 4 . ¿Q ué m étodos se em plean para cu antificar la ce to ­ nas de la orina? ¿Q ué cetonas se detectarán?

CAPÍTULO 11 ■ CARBOHIDRATOS

m ellitus en dos categorías am plias: tipo 1 , diabetes m elli­ tus insulinodependiente (D M ID ), y tipo 2, diabetes m elli­ tus no insulinodepend iente (D M N ID ). E stablecid o en 1 9 9 5 , el C om ité de E xpertos In tern acio­ nal en el D iagnóstico y C lasificación de la D iabetes M elli­ tus, trabajando b ajo el p atrocinio de la ADA, se le asignó la tarea de actualizar el sistem a de clasificación de 1979. Los cam bios propuestos inclu yeron elim inar los térm inos antiguos DM ID y DM NID. Se retuvieron las categorías de tipo 1 y 2 , co n la adopción de núm eros arábigos en lugar de núm ero rom anos (cuadro 1 1 -3 ).2 P or tanto, las norm as de la ADA y la O rganización M undial de la Salud (O M S) recom endaron las siguientes categorías de diabetes: • • • •

D iabetes tipo 1 D iabetes tipo 2 O tros tipos específicos de diabetes D iabetes m ellitus gestacional (D M G )

La diabetes tipo 1 se caracteriza por hiperglucem ia inapropiada que es resultado sobre todo de la d estrucción de células (3 de los islotes p ancreáticos y una tendencia a cetoacidosis. La diabetes tipo 2 , en contraste, inclu ye casos de hiperglucem ia que resultan de resistencia a la insulina

CUADRO 11-3. C LA SIFIC A C IÓ N D E LA D IA B ETES M ELLITUS PATOGÉNESIS

Tipo 1

Destrucción de células |3 Deficiencia de insulina absoluta Autoanticuerpos • Autoanticuerpos de células de los islotes • Autoanticuerpos de insulina • Autoanticuerpos de descarboxilasa de ácido glutámico • Autoanticuerpos IA-2 y IA-2B de fosfatasa de tirosina

Tipo 2

Resistencia a la insulina con un defecto secretorio de insulina Deficiencia de insulina relativa

Otra

Relacionada con condiciones secundarias • Defectos genéticos de la función de las células |3 • Enfermedad pancreática • Enfermedad endocrina • Inducida por fármacos o sustancias químicas • Anormalidades del receptor de insulina • Otros síndromes genéticos

Gestacional

Intolerancia a la glucosa durante el embarazo Debida a cambios metabólicos y hormonales

269

con u n defecto secretorio de insulina. U na etapa interm e­ dia, en la que la glucosa de ayuno se increm en ta arriba de los lím ites norm ales pero no a la con cen tració n de diabe­ tes, ha sido denom inada glucosa de ayuno alterada. Se retu­ vo el térm ino intolerancia a la glucosa para indicar valores de tolerancia a la glucosa arriba de lo norm al pero abajo de las con cen tracio n es de diabetes. A sim ism o, se retuvo el térm ino diabetes mellitus gestacional para m ujeres que d esarrollan intoleran cia a la glucosa durante el embarazo. La diabetes m ellitus tipo 1 es un resultado de la d estruc­ ción autoinm une m ediada por células de las células (3 del páncreas, que causa una d eficiencia absoluta de secreción de insulina. E l lím ite superior de 1 1 0 mg/dl en la glucosa plasm ática de ayuno se designa com o el lím ite superior de la glucosa sanguínea norm al. E l tipo 1 constitu ye sólo 10 a 20% de toda la diabetes y, por lo general, ocu rre en la niñez y la adolescencia. Esta enferm edad se in icia norm al­ m ente por u n factor am biental o in fecció n (por lo regular un virus) en individuos con pred isposición genética y cau­ sa la d estru cción inm un e de las células |3 del páncreas y, por tanto, una produ cción reducida de insulina. Las carac­ terísticas de la diabetes tipo 1 in clu y en in icio abrupto, dependencia de insulina y tendencia a cetoacid osis. E l tipo diabético está relacionado de m anera genética. U no o más de los m arcadores siguientes se encuentra en 8 5 a 90% de los individuos con hiperglucem ia de ayuno: autoanticuerpos de las células de los islotes, autoanticuerpos de insuli­ na, autoanticuerpos de descarboxilasa de ácido glutám ico y anticuerpos de fosfatasa de tirosina IA -2, IA -2B. Los signos y síntom as inclu yen polidipsia (sed ex ce ­ siva), polifagia (m ayor ingestión de alim en to s), poliuria (prod ucción excesiva de orin a), pérdida rápida de peso, hiperventilación, confusión m ental y posible pérdida de la con cien cia (debido a m ayor cantidad de glucosa para el cerebro). E ntre las com plicaciones están los proble­ mas m icrovasculares com o nefropatía, neuropatía y retinopatía. U na m ayor cardiopatía tam bién se encuentra en pacientes con diabetes. En el cuadro 1 1 -4 se listan los hallazgos de laboratorio en la hiperglucem ia. La diabetes idiopática tipo 1 es una form a de diabetes tipo 1 que no tiene causas conocid as, depende m u cho de la herencia y no tiene autoinm unidad de células (5. Los individuos con esta form a de diabetes tienen requisitos episódicos para reem plazo de insulina. La diabetes mellitus tipo 2 se caracteriza por hiperglu­ cem ia com o resultado de la resistencia de un individuo a la insulina con u n defecto secretorio de insulina. Esta

CUADRO 11-4. H A LLA ZG O S D E LABORATO RIO EN H IP ER G LU CEM IA _____________________________________ Concentración alta de glucosa en plasma y orina Mayor densidad relativa de la orina Mayor osmolalidad de suero y orina Cetonas en suero y orina (cetonemia y cetonuria) pH reducido de sangre y orina (acidosis)

Desequilibrio electrolítico

270

PARTE II ■ CORRELACIONES CLINICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

resistencia origina una deficiencia de insulina relativa no absoluta. E l tipo 2 constituye la m ayor parte de los casos de diabetes. La m ayoría de los pacientes co n este tipo de diabetes son obesos o tienen u n alto porcen taje de distri­ b u ció n de grasa corporal en la región abdom inal. E ste tipo de diabetes suele no ser diagnosticada durante m uchos años y se relaciona con una fuerte predisposición genéti­ ca, donde los pacientes con m ayor riesgo son los de m ayor edad, con obesidad y falta de ejercicio físico. De ordinario, las características inclu yen in icio de la enferm edad en la edad adulta y síntom as más leves que en la diabetes tipo 1 . P ocas veces se presenta cetoacidosis. Sin em bargo, estos pacientes tien en m ás probabilidades de entrar en un com a hiperosm olar y poseen m ayor riesgo de desarrollar com ­ plicaciones m acro y m icrovasculares.

Otros tipos específicos de diabetes se relacionan con cier­ tas cond icion es (secund arias), que inclu yen defectos gené­ ticos de la fu nción de las células |3 o acción de la insulina, enferm edad pancreática, enferm edades de origen end o­ crino, anorm alidades de receptores de insulina inducidas por fárm acos o com puestos quím icos y ciertos síndrom es genéticos. Las características y pron óstico de esta form a de diabetes dependen del trastorno prim ario. La diabetes de la ju v en tu d de in icio en la madurez (M O D Y) es una form a rara de diabetes que es heredada en un m odo dom inante au tosóm ico .3 La diabetes mellitus gestacional (DMG) es “cualquier grado de in toleran cia a la glucosa con in icio o prim er reco ­ nocim iento durante el em barazo ”.4 Las causas de DM G son cam bios m etabólicos y horm onales. Las pacien tes con

ES T U D IO D E C A S O 11-2 U n varón obeso de 5 8 años de edad co n orina frecuente acude a consu lta co n su m éd ico de atención prim aria. Se realizó el siguiente trabajo de laboratorio, y se obtu ­ vieron los siguientes resultados: Glucosa plasmática casual

225 mg/dl

Preguntas 1. ¿C uál es el diagnóstico probable de este paciente? 2. ¿Q ué otra p ru eba(s) se debe realizar para confirm ar esto? ¿C uál es la prueba preferida? 3. D espués del diagnóstico, ¿qué p ru eba(s) se debe lle­ var a cabo para m onitorear esta cond ición?

A nálisis de orina Color y apariencia

Pálido/claro

Sangre

Negativo

pH

6.0

Bilirrubina

Negativo

Densidad relativa

1.025

Urobilinógeno

Negativo

Glucosa

2+

Nitritos

Negativo

Cetonas

Negativo

Esterasa de leucocitos

Negativo

E S T U D IO D E C A S O 11-3 U n estudiante de 14 años de edad recibe aten ción de un m édico. Sus dolencias principales son fatiga; pérdida de peso; e increm en to del apetito, sed, y m icció n frecu en­ te. D urante las tres a cuatro sem anas pasadas ha tenido sed excesiva y orina cada pocas horas. Em pezó a levan­ tarse tres a cuatro veces en la n o ch e a orinar. E l pacien ­ te tiene antecedentes fam iliares de diabetes m ellitus. Datos de laboratorio Glucosa plasmática de ayuno

160 mg/dl

Análisis de orina

Densidad relativa

1.040

Glucosa

4+

Cetonas

Cantidad moderada

Preguntas 1. C on base en la inform ación anterior, ¿se puede diag­ nosticar que este paciente tiene diabetes? 2. ¿Q ué pruebas ad icionales se pueden realizar para con firm ar el diagnóstico? 3. De acuerdo con la American D iabetes A ssociation, ¿qué criterios se requieren para el diagnóstico de diabetes? 4 . Suponiendo que este pacien te tiene diabetes, ¿de qué tipo sería?

CAPÍTULO 11 ■ CARBOHIDRATOS

D M G con frecu encia vuelven a la norm alidad después del parto. Sin em bargo, esta enferm edad se relaciona con com ­ plicaciones perinatales increm entadas y un m ayor riesgo de desarrollar diabetes m ellitus en años posteriores. Los infantes que nacen de m adres con diabetes tienen m ayor riesgo de síndrom e de dificultad respiratoria, hip ocalcem ia e hiperbilirrubinem ia. La secreción de insulina fetal es estim ulada en el neonato de una madre con diabetes. Sin em bargo, cuando nace el infante y se corta el cordón um bilical, se interrum pe de m anera abrupta el sum inistro en exceso del infante, lo cual causa hipoglucem ia aguda.

Fisiopatología de la diabetes m ellitus E n la diabetes tipo 1 y tipo 2, el individuo tendrá hiperglu­ cem ia, que puede ser grave. La glucosuria tam bién pue­ de ocu rrir después que se satura el sistem a de transporte tubular renal para la glucosa. E sto sucede cuando la co n ­ cen tración de glucosa del plasm a excede casi 1 8 0 mg/dl en u n individuo con fu nción renal y produ cción de orina norm ales. A medida que con tinú a la sobreprod ucción de glucosa hepática, la con cen tració n de glucosa plasm ática se estabiliza en alrededor de 3 0 0 a 5 0 0 mg/dl (1 7 a 28 mmol/L). Siem pre que se m antenga la produ cción renal, la excreció n de glucosa corresponderá con la sobreproduc­ ción , que causa el nivel relativam ente estable. E l individuo con diabetes tipo 1 tiene una m ayor ten­ dencia a producir cetonas. Los pacientes con diabetes tipo 2 pocas veces generan cetonas, pero en cam bio tienen una m ayor tendencia a desarrollar estados no cetósicos hiperosm olares. Al parecer la diferencia en las concen tracion es de glucagon e insulina en estos dos grupos causa la gene­ ración de cetonas a través de la oxid ación (3 increm entada. E n el tipo 1, hay ausencia de insulina con un exceso de glucagon. E sto perm ite que ocu rran la gluconeogénesis y la lipólisis. E n el tipo 2 , la insulina está presente com o tal (a veces) en la hiperinsu linem ia; por tanto, el glucagon está atenuado. En el tipo 2 se inhib e la oxid ación de áci­ dos grasos. E sto causa que los ácidos grasos se in corp oren en los triglicéridos para lib eración com o lipoproteínas de m uy b aja densidad. Los hallazgos de laboratorio de u n pacien te con dia­ b etes o cetoacid osis tienden a reflejar deshidratación, alteración de electrólitos y acidosis. E l acetoacetato, el |3hidroxibutirato y la cetona se producen de la oxid ación de ácidos grasos. Los dos prim eros cuerpos cetón icos co n tri­ buyen a la acidosis. E l lactato, ácidos grasos y otros ácidos orgánicos tam bién pueden con trib u ir en m enor grado. De ordinario, las con cen tracio n es de bicarbonato y dióxido de carbono total son bajas debido a la respiración de K ussm au l-K ien (respiraciones profundas). É ste es un m ecanis­ m o de com p en sación para expulsar d ióxido de carbon o y elim inar iones hidrógeno en el proceso. E l intervalo am ó­ n ico en esta acidosis puede exced er 16 mmol/L. La osm olalidad sérica es alta com o resultado de hiperglucem ia; las con cen tracio n es de sodio tienden a ser m ás b ajas en parte debido a las pérdidas (poliuria) y en parte a un cam bio de agua de las células com o resultado de la hiperglucem ia. E l valor del sodio no se debe subestim ar falsam ente com o

271

resultado de la hipertrigliceridem ia. La con cen tració n de triglicéridos increm entada en dem asía desplazará al volu­ m en plasm ático y dará la apariencia de una m enor canti­ dad de electró litos cuando se em pleen fotom etría de flama o electrodos específicos de ion es, prediluidos, para deter­ m inaciones de sodio. La hiperpotasem ia casi siem pre está presente com o resultado del desplazam iento de potasio de las células en la acidosis. E sto es un poco engañoso porque p or lo general la con cen tració n de potasio en el cuerpo del pacien te es baja. Más representativo del paciente con diabetes tipo 2 sin tratam iento es el estado hiperosm olar no cetósico. E l individuo que presenta este síndrom e tiene una sobre­ produ cción de glucosa; sin em bargo, al parecer hay un desequilibrio entre produ cción y elim inación en la orina. Con frecuencia, este estado es precipitado por cardiopatía, accidente cerebrovascular o pancreatitis. Las con cen tra­ cion es de glucosa exced en los 3 0 0 a 5 0 0 mg/dl (1 7 a 2 8 mmol/L) y hay d eshidratación intensa. É sta contribuye a la incapacidad para excretar glucosa en la orina. La m or­ talidad es alta con esta condición. No se observa presencia de cetonas porque el estado hiperosm olar agudo inhibe la capacidad del glucagon para estim ular la lipólisis. Los hallazgos de laboratorio de com a hiperosmolar no cetósico incluyen valores de glucosa plasmática mayores que 1000 mg/dl (5 5 mmol/L), con centracio n es norm ales o altas de sodio y potasio en el plasm a, co n cen tració n u n poco baja de bicarbonato, con cen tracio n es altas de nitrógeno ureico sanguíneo (Ñ U S) y creatinina e increm en to de la osm olalidad. E l aum ento total de glucosa y osm olalidad, el in cre­ m ento de ÑUS y la ausencia de cetonas distinguen a esta con d ició n de la cetoacidosis diabética. O tras form as de m etabolism o dañado de la glucosa que no satisfacen los criterios para diabetes m ellitus inclu yen glucosa de ayuno alterada e in tolerancia a la glucosa. Estas form as se analizan en la siguiente sección .

Criterios para el diagnóstico de la d iabetes m ellitus E l C om ité de E xpertos de EUA m odificó los criterios de diagnóstico para la diabetes m ellitus a fin de perm itir la d etección oportuna de la enferm edad. Según las reco­ m end aciones de la ADA, los adultos con m ás de 4 5 años deben solicitar un a m ed ición de la glucosa sanguínea de ayuno cada tres años a m enos que la persona esté enterada que tiene diabetes. La prueba se debe realizar a una edad m en or o con más frecuencia en persona que m uestren: • Obesidad (1 2 0 % del peso corporal deseable o índ ice de masa corporal [1MC] de 2 7 kg/m2). • A ntecedentes fam iliares de diabetes en un pariente de prim er grado. • P ertenencia a una población m inoritaria de alto riesgo (p. e j., afroestadounidense, hispanoam ericano, nativo am ericano o asiaestadounidense). • A ntecedentes de DM G o dar a luz u n b eb é > 4 . 1 kg. • H ipertensión (> 1 4 0 / 9 0 ) • C oncentraciones bajas de colesterol de lipoproteínas de alta densidad (H D L) (p. e j., < 3 5 mg/dl)

272

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

CUADRO 11-5. C R IT E R IO S D E D IA G N Ó S T IC O

CUADRO 11-6. C A T E G O R ÍA S D E G L U C O S A

PARA. D IA B E T E S M E L L IT U S

P LA SM Á TIC A D E AYUNO

1. Glucosa plasmática aleatoria >200 mg/dl (11.1 mmol/L) + síntomas de diabetes

Glucosa de ayuno normal

GSA <110 mg/dl

Glucosa de ayuno alterada

GSA >110 mg/dl y 126 mg/dl

Diagnóstico provisional de diabetes

GSA >126 mg/dl

2. Glucosa plasmática de ayuno >126 mg/dl (7.0 mmol/L) 3. Glucosa plasmática de dos horas >200 mg/dl (11.1 mmol/L) durante una POTG Se deben confirmar tres criterios cualesquiera en un día posterior por cualquiera de los tres métodos.

CUADRO 11-7. C A T E G O R ÍA S D E TO LER A N C IA DE G LU C O SA O RAL

• C o n centraciones altas de triglicéridos (co m o > 2 5 0 mg/ di) • A ntecedentes de glucosa de ayuno alterada e in toleran­ cia a la glucosa Los criterios listados en los cuadros 1 1 -5 , 1 1 -6 y 11 -7 sugieren tres m étodos de diagnóstico, cada uno de los cu a­ les se debe confirm ar en u n día posterior m ediante cu al­ quiera de los tres m étodos. E stos m étodos son a) síntom as de diabetes m ás una con cen tració n plasm ática aleatoria 2:200 mg/dl, b) glucosa plasm ática de ayuno > 1 2 6 mg/dl o c) una prueba oral de tolerancia a la glucosa (P O T G ) con una co n cen tració n de poscarga de 2 h (carga de glucosa de 75 g) 2 :2 0 0 mg/dl. La prueba preferida para diagnóstico de diabetes es la m ed ición de la con cen tració n de glucosa plasm ática en ayuno. M ediante dos m étodos se definió un grupo in term e­ dio que no cum plió co n los criterios de diabetes m elli­ tus pero que tuvo concen tracio nes de glucosa arriba de lo norm al. Prim ero, a los pacientes con concentraciones de glucosa de ayuno 2 1 1 0 mg/dl pero < 1 2 6 mg/dl se les

Tolerancia a la glucosa normal

GP de 2 h <140 mg/dL

Tolerancia a la glucosa deteriorada

GP de 2 h >140 mg/dL y <200 mg/dL

Diagnóstico provisional de diabetes

GP de 2 h >200 mg/dL

asignó el nom bre de grupo con glucosa de ayuno alterada. O tro co n ju n to de pacien tes que tuvieron concen traciones de PO T G de 2 h 2 1 4 0 mg/dl pero < 2 0 0 m/dl se definió com o intolerancia a la glucosa. Los criterios de diagnóstico para diabetes gestacional siguen las norm as establecidas por el A m erican C ollege o f Obstetrics and Gynecology. La d etección de DM G es sólo para pacientes de alto riesgo. Los criterios para m ujeres en riesgo alto son cualquiera de los siguientes: edad de m ás de 2 5 años; sobrepeso; antecedentes fam iliares de diabetes; o bien ser afroestadounidense, hispanoam erica­ na o nativa am ericana. Las pruebas de d etección inclu yen la m ed ición de glucosa plasm ática una hora después de la carga (carga de 5 0 g de glucosa). Si el valor es 2 1 4 0 mg/dl

ES T U D IO D E C A S O 11-4 U na adolescente de 13 años de edad sufre un colapso en el patio de la escuela. Cuando se contacta a la m adre, m enciona que su h ija ha estado perdiendo peso y que va con frecu encia al baño durante la n och e. La brigada de rescate notó un aliento con olor a frutas. Al ingresar al departam ento de urgencias sus signos vitales fueron los siguientes: Presión arterial

98/50

Respiraciones

Rápidas

Temperatura

37.2°C

Los resultados del laboratorio incluyeron ORINA ALEATO RIA

QU ÍM ICA DEL SUERO

pH

5.5

Glucosa

500 mg/dl

Proteína

Negativo

Cetonas

Positivo

Glucosa

4+

ÑUS

6

Cetonas

Moderada

Creatinina

0.4 mg/dl

Sangre

Negativo

mg/dl

Preguntas 1. Identifique el tipo más probable de diabetes de esta paciente. 2. C on base en su identificación , circule las caracterís­ ticas m ás com unes relacionadas con el tipo de diabe­ tes en el estudio de caso anterior. 3. ¿C uál es la causa de aliento con olor a frutas?

CAPÍTULO 11 ■ CARBOHIDRATOS

(7 .8 mmol/dl), entonces es necesario llevar a cabo una P O TG con una carga de 1 0 0 g de glucosa. La DM G se diag­ n ostica cuando se satisfacen o exced en dos de los cuatro valores siguientes: ayuno, > 1 0 5 mg/dl, 1 hora, < 1 9 0 mg/ di; 2 horas, S 1 6 5 mg/dl; o 3 h, ^ 1 4 5 mg/dl.

H IPO GLUCEM IA La hípoglucem ia tiene que ver con con cen tracio n es redu­ cidas de glucosa plasm ática y puede tener m u chas causas -alg u n as son transitorias y relativam ente insignificantes; otras pueden ser una am enaza para la vida. La con cen tra­ ción de glucosa plasm ática a la que se liberan glucagon y otros factores glucém icos está entre 6 5 y 7 0 mg/dl (3 .6 a 3 .9 mmol/L); en cerca de 5 0 a 5 5 mg/dl (2 .8 a 3 .0 mmol/ L ), aparecen síntom as observables de hípoglucem ia. Los signos y síntom as de advertencia de hípoglucem ia están relacionados con el sistem a nervioso. La lib eración de adrenalina hacia la circulación sistém ica y noradrenalina en las term inales nerviosas de neuronas específicas actúan ju n to con el glucagon para increm en tar la glucosa plas­ mática. E l glucagon se libera de las células de los islotes del páncreas e inhibe a la insulina. La adrenalina se libera de la glánd u la su p rarren al e in cre m en ta el m e ta b o lism o de la glucosa e inhib e a la insulina. Además, el cortisol y la horm ona del crecim iento se liberan e increm entan el m eta­ bolism o de la glucosa. H istóricam ente, la hípoglucem ia se clasificó com o posabsortiva (de ayuno) y posprandial (reactiva). Sin em bargo, la hípoglucem ia reactiva sólo describía el m om en­ to de la hípoglucem ia, n o la causa. Los enfoques actuales h acen pensar en una clasificación con base en las caracte­ rísticas clínicas. Esta clasificación separa a los pacientes en los que parecen estar saludables y los que están enferm os

273

(cuadro 1 1 -8 ).5 E ntre los pacien tes que en apariencia son saludables, están aquéllos con una enferm edad coexisten te com pensada o sin ella. En esta categoría se incluye a indi­ viduos en los que las m ed icaciones pueden ser la causa de la hípoglucem ia por ingestión incid ental a causa de error de dispensación. Es posible que las personas enferm as tengan una enferm edad que predispone a hípoglucem ia, o b ien pueden experim entar in teracció n entre el fárm aco y la enferm edad que origina hípoglucem ia. La hípoglucem ia en pacientes hospitalizados se puede adscribir a factores yatrogénicos. Los síntom as de hípoglucem ia son m ucha ham bre, sudación, náusea y vóm ito, m areo, nerviosism o y agitación, habla titubeante y visión borrosa y confu sión m ental. Los hallazgos de laboratorio inclu y en con cen tra­ ciones b ajas de glucosa plasm ática durante el episodio

CUADRO 11-8. C A U SA S DE H IPO G LU CEM IA El paciente parece saludable Enfermedad no coexistente

Fármacos Insulinoma Hiperplasia de los islotes/ nesidioblastosis Hípoglucemia facticial de insulina o sulfonilurea Hípoglucemia cetósica

Enfermedad coexistente compensada

Fármacos

El paciente parece enfermo Fármacos Enfermedad predisponentes Paciente hospitalizado

ES T U D IO D E C A S O 11-5 Una m u jer de 2 8 años de edad da a luz a un infante de 4 .3 kg. E l peso y longitud del infante estuvieron arriba del percentil 9 5 . La historia de la madre fue in com p le­ ta; afirm ó no haber tenido aten ción m édica durante su em barazo. P oco después del nacim ien to, el infante se volvió letárgico y flácido. E n la enferm ería se realizó un análisis de glucosa sanguínea com pleta y de calcio ionizado con los siguientes resultados: Glucosa sanguínea completa

25 mg/dl

Caldo ionizado

4.9 mg/dl

Se extrajo glucosa plasm ática y se analizó en el labora­ torio principal para confirm ar los hallazgos de sangre com pleta. Glucosa plasmática

33 mg/dl

Se in ició una disolu ción de glucosa intravenosa, y se m idió cada hora la glucosa sanguínea com pleta.

Preguntas 1. Dé la exp licación posible para el gran peso y tam año del infante al nacer. 2. Si la madre fuera una persona con diabetes gestacio­ nal, ¿por qué su bebé fue hipoglucém ico? 3. ¿Por qué hubo discrepancia entre la con cen tració n de sangre com pleta y la de glucosa plasm ática? 4. Si la m adre hubiera sido m onitoreada durante el em barazo, ¿qué pruebas de laboratorio debieron haber sido realizadas, y qué criterio s habrían ind ica­ do que tenía diabetes gestacional?

274

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

ES T U D IO D E C A S O 11-6 Se realizaron pruebas de laboratorio en una m u jer cau­ cásica, delgada, de 5 0 años de edad durante un exam en físico anual. Ella no tiene an tecedentes de diabetes, y tam poco se co n o ce que haya tenido con cen tracio n es altas de glucosa durante sus em barazos.

Preguntas 1. ¿Cuál es el diagnóstico probable de esta paciente? 2. Describa el seguim iento adecuado para esta paciente. 3. ¿Cuál es la prueba de d etección preferida para diabe­ tes en m u jeres adultas no embarazadas?

Resultados de laboratorio Glucosa sanguínea de ayuno (GSA)

90 mg/dl

Colesterol

140 mg/dl

HDL

40 mg/dl

Triglicéridos

90 mg/dl

hipoglucém ico y concentracio n es altas de insulina en pacientes con tum ores pancreáticos de células |3 (insu lin om a). Para investigar un insulinom a, se requiere que el p acien te ayune en cond iciones controladas. Los varones y las m u jeres tien en diferentes patrones m etabólicos en ayunos prolongados. E l varón saludable m antendrá una con cen tració n de glucosa plasm ática de 5 0 a 6 0 mg/dl (3.1 a 3 .3 mmol/L) durante varios días. Las m ujeres saludables producirán cetonas con más facilidad y perm itirán que la glucosa plasm ática dism inuya a 4 0 mg/dl (2 .2 mmol/L) o m enos. Los criterios de diagnóstico para un in su lin o­ m a inclu yen un cam bio en la co n cen tració n de glucosa m ayor o igual que 25 mg/dl (1 .4 mmmol/L) coinciden te con una con cen tració n de insulina >6 qU/ml (3 6 pmol/ L ), con cen tracio n es de péptido C S O .2 nmol/L; co n cen ­ traciones de proinsulina > 5 pmol/L, y/o concentraciones de [3-hidroxibutirato < 2 .7 mmol/L .6

Defectos genéticos en el m etabolism o de carbohidratos Las enferm edades de alm acenam iento de glucógeno son resul­ tado de la deficiencia de una enzim a específica que causa una alternancia del m etabolism o del glucógeno. La form a congénita más com ún de enferm edad por alm acenam ien­ to de glucógeno es la deficiencia tipo 1 de glucosa- 6-fosfatasa, que se llam a tam bién enferm edad de von Gierke, una enferm edad recesiva autosóm ica. Esta enferm edad se caracteriza por hipoglucem ia grave que coincid e con acidosis m etabólica, cetonem ia y concen traciones altas de lactato y alanina. La hipoglucem ia ocurre porque el glucó­ geno no se puede convertir de nuevo a glucosa por m edio de la gluconeogénesis hepática. E n el hígado se halla una acu m ulación de glucógeno, que causa hepatom egalia. Por lo general, los pacientes tienen hipoglucem ia, hiperlipidem ia, uricem ia y retardo del crecim iento graves. Una biopsia hepática m ostrará una tinción de glucógeno positiva. Aun­ que la acum ulación de glucógeno es irreversible, se puede tener b ajo control la enferm edad si se evita el desarrollo de hipoglucem ia. E l trasplante de hígado corrige la cond ición hipoglucém ica. La deficiencia de enzim as com o sintasa de

4 . ¿C uáles son los factores de riesgo que indicarían la posibilidad de que esta paciente desarrollara diabe­ tes?

glucógeno, fru c to sa -l, 6-bisfosfatasa, carboxicinasa de fosfoenolpiruvato y carboxilasa de piruvato causan hipogluce­ mia. La deficiencia de enzim a desram ificante de glucógeno no causa hipoglucem ia pero causa hepatom egalia. La galactosem ia, una causa de síndrom e de retraso del desarrollo en infantes, es una deficiencia congénita de una de las tres enzim as que intervienen en el m etabolism o de la galactosa, y da com o resultado un increm ento de las concentraciones de galactosa en el plasma. La deficiencia de enzim a más com ún es la transferasa de uridilo galactosa-l-fo sfato. La galactosem ia ocurre com o resultado de la in h ib ición de glucogenólisis y va acom pañada de diarrea y vóm ito. La galactosa se debe elim inar de la dieta para evitar el desarrollo de com plicaciones irreversibles. Si se deja sin tratam iento, el paciente desarrollará retraso m ental y catara­ tas. E l trastorno se puede identificar m idiendo la actividad de la galactosa- 1 -fosfato uridiltransferasa en los eritrocitos. Los hallazgos de laboratorio incluyen hipoglucem ia, hiperbilirrubinem ia y acum ulación de galactosa en la sangre, tejido y orina después de la ingestión de leche. Otra defi­ ciencia de enzim a, fru ctosa-l-fosfato aldolasa, causa náusea e hiperglucem ia después de la ingestión de fructosa. Los errores innatos específicos del m etabolism o de am inoácidos y la oxid ación de ácidos grasos de cadena larga son tam bién causa de hipoglucem ia. Asim ism o, hay hipoglucem ias alim entarias e idiopáticas. La hipoglucem ia alim entaria al parecer es causada por un increm en to en la lib eración de insulina en respuesta a absorción rápida de nu trientes después de una com ida o la secreción rápida de factores gástricos que liberan insulina. La hipoglucem ia posprandial idiopática es un diagnóstico controversial que es posible que se em plee dem asiado .7

FUNCIÓN DEL LABORATORIO EN EL DIAGNÓS­ TICO DIFERENCIAL Y EL TRATAM IENTO DE PACIENTES CON ALTERACIONES M ETABÓLI­ CAS DE LA G LU CO SA La d em ostración de hiperglucem ia o hipoglucem ia en cond icion es específicas se em plea para d iagnosticar dia­ betes y cond iciones hipoglucém icas. Se han desarrollado

CAPÍTULO 11 ■ CARBOHIDRATOS

275

ES T U D IO D E C A S O 11-7 D urante tres m eses con secutivos una paciente fue som etida a exám enes de glucosa en ayuno y hem oglo­ bina glucosilada. Los resultados son los siguientes: PRIMER

SEGU N D O

TERCER

TRIM ESTRE

TRIM ESTRE

TRIM ESTRE

Glucosa en ayuno (GSA)

280 mg/dl

Hgb glucosilada

7.8%

85 mg/dl

15.3%

91 mg/dl

8.5%

Preguntas 1. ¿E n qué trim estre estuvo m ejo r controlada la glu­ cosa del paciente? ¿En cuál trim estre el con trol fue m ínim o? 2. ¿C oncuerdan la GSA y la Hgb glucosilada? ¿P or qué sí o por qué no? 3. ¿Q ué m étodos se em plean para m edir la hem oglobi­ na glucosilada? 4 . ¿Q ué cond icion es potenciales podrían causar resul­ tados erróneos?

Hgb = hem oglobina.

otras pruebas de laboratorio para identificar insulinom as y m onitorear el con trol glucém ico y el desarrollo de com ­ plicaciones renales.

M étodos de medición de glucosa La glucosa se puede m edir del suero, plasm a o sangre com ­ pleta. E n la actualidad, la m ayor parte de las m ediciones de glucosa se realizan en suero o plasm a. La con cen tració n de glucosa en sangre com pleta es alrededor de 15% más b aja que la con cen tració n de glucosa en suero o plasm a. E l suero o el plasm a se deben refrigerar y separar de las célu ­ las en el plazo de una hora para evitar la pérdida sustancial de glucosa por fraccionam iento celular, en particular si es alta la cu enta de leu cocitos. Se em plean iones de fluoru­ ro de sodio com o anticoagulante y conservador de sangre com pleta, en particular si se retrasa el análisis. E l fluoruro inhibe las enzim as glucolíticas. La glucosa sanguínea de ayuno (G SA ) se debe obten er después de u n ayuno de casi 10 horas (no > 1 6 h ). E l líquido cefalorraquídeo y la orina tam bién se pueden analizar. La m ed ición de glucosa en la orina no se emplea en el diagnóstico de la diabetes; sin em bargo, algunos pacientes usan esta m ed ición para pro­ pósitos de m onitoreo. La capacidad de la glucosa para fu ncionar com o un agente reductor ha sido ú til en la d etección y cu antifi­ cación de carbohidratos en líquidos corporales. La glucosa y otros carbohidratos son capaces de convertir los iones cú pricos en d isolu ción alcalina a iones cuprosos. La d iso­ lu ción pierde su color azul intenso y se form a u n precipi­ tado ro jo de óxido cuproso. Los reactivos de B en ed ict y Fehling, que contienen una d isolu ción alcalina de iones cú pricos estabilizados por citrato o tartrato, respectiva­ m ente, han sido utilizados para detectar agentes reductores en la orina y otros líquidos corporales. O tra característica quím ica que se aprovecha para cu antificar carbohidratos es la capacidad de estas m oléculas para form ar bases de Sch iff con am inas arom áticas. La O -tolu id ina en una diso­ lu ción ácida caliente producirá un com puesto coloreado con una absorbancia m áxim a a 6 3 0 nm . La galactosa, una

aldohexosa, y la m añosa, una aldopentosa, reaccionarán tam bién co n O -toluidina y producirán un com puesto coloreado que puede interferir con la reacción. La reac­ ción de base de S ch iff con O -tolu id ina es sólo de interés h istórico y ha sido reem plazada por m étodos enzim áticos m ás específicos, que se analizan en la siguiente sección. E n los m étodos más com unes de análisis de glucosa se em plean las enzim as oxidasa de glucosa o hexocinasa (cuadro 1 1 -9 ). La oxidasa de glucosa es la enzim a más específica que reacciona sólo con p-D-glucosa. La oxidasa de glucosa convierte a la p-D-glucosa en ácido glucónico. La m utarrotasa se puede añadir a la reacció n para facili­ tar la conversión a-D -glucosa en fl-D-glucosa. Se consum e oxígeno y se produce peróxido de hidrógeno. La reacción se puede m onitorear polarográficam ente ya sea m idiendo la tasa de desaparición de oxígeno con un electrodo de oxígeno o consum iendo peróxido de hidrógeno en una reacción secundaria. La peroxidasa de rábano se em plea para catalizar la segunda reacción, y el peróxido de h id ró­ geno se em plea para oxidar un com puesto colorante. Dos crom ógenos de uso com ún son la hidrazona de 3-m etil2-ben zotiazolinona y la N ,N -dim etilanilina. El cam bio de absorbancia se puede m onitorear esp ectrofotom étricam ente y es proporcional a la cantidad de glucosa presen­ te en la m uestra. E sta reacción acoplada se co n o ce com o reacción de Trinder. Sin em bargo, la reacción de acop la­ m iento de peroxidasa em pleada en el m étodo de oxidasa de glucosa está sujeta a interferencia positiva y negativa. Las con cen tracio n es altas de ácido ú rico , bilirrubina y áci­ do ascórbico pueden causar valores reducidos falsos com o resultado de que la peroxidasa oxida a estas sustancias, lo que evita la oxid ación y d etección de crom ógeno. Las sustancias oxidantes fuertes, com o el blanqueador, causan valores altos falsos. Se puede usar un electrodo de co n ­ sum o de oxígeno para efectuar una m ed ición directa de oxígeno m ediante la técnica polarográfica, que evita esta interferencia. Se m ide el agotam iento de oxígeno y es pro­ porcional a la cantidad de glucosa presente. Los analiza­ dores polarográficos de glucosa m id en la tasa de consum o de oxígeno porque la glucosa se oxida en cond iciones de

276

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

CUADRO 11-9. MÉTODOS DE MEDICIÓN DE GLUCOSA Oxidato de glucosa

oxidasa de glucosa

Glucosa + 0 2 + H20 --------------------- » ácido glucónico + H20 2 peroxidasa

H20 2 + cromogeno reducido -------------» cromógeno oxidado + H20

Hexocinasa

hexocinasa

Glucosa + ATP -------------» glucosa 6-P04 + ADP G-6-PD

Glucosa 6-P04 + NADP -------------* NADPH + H+ + 6-fosfogluconato Clinitest

Sustancia reductora + Cu+2--------------- » Cu+10

prim er orden con el reactivo oxidasa de glucosa. E l H 20 , form ado se debe elim inar en una reacción lateral para evi­ tar la reacció n inversa. E l m olibdato se puede usar para catalizar la oxid ación del yoduro a yodo con o se puede usar la catalasa para catalizar la oxid ación de etanol con H , 0 2 para form ar acetaldehído y H 20 . Se considera que el m étodo de hexocinasa es m ás exacto que los m étodos de oxidasa de glucosa porque la reacción de acoplam iento con deshidrogenasa de glucosa- 6-fosfato es m uy especifica; por tanto, tiene m enos interferencia que el proced im iento de oxidasa de glucosa. La h e x o ci­ nasa en presencia de ATP convierte a la glucosa en glu­ cosa 6-fosfato. La glucosa 6 -fosfato y el cofactor NADP+ se convierten a 6-fosfogluconato y NADPH m ediante la deshidrogenasa de glucosa- 6-fosfato. E l NADPH tiene un m áxim o de absorbancia fuerte a 3 4 0 nm ; la tasa de apa­ rició n del NADPH se puede m onitorear por m edio de un espectrofotóm etro y es proporcional a la cantidad de glu­ cosa presente en la m uestra. Aceptado en general com o m étodo de referencia, este m étodo no es afectado por el ácido ascórbico o el ácido ú rico. La hem olisis total y la con cen tració n extrem adam ente alta de bilirrubina puede causar una d ism inu ción falsa en los resultados. E l m étodo de la hexo cin asa se puede llevar a cabo en suero o plasma recolectado co n heparina, ácido etilendiam inotetracético (ED TA ), fluoruro, oxalato o citrato. E l m étodo se puede usar tam bién para orina, líquido cefalorraquídeo y líqu i­ dos serosos.

Los m étodos no específicos de m ed ición de glucosa aún se usan en la secció n de análisis de orina del laboratorio sobre todo para detectar sustancias reductoras d istintas a la glucosa. E l m étodo siguiente es una m odificación de B ened ict, llam ada tam bién reacción Clinitest.

A utom onitoreo de glucosa sanguínea (AM GS) La ADA ha recom endado que individuos con diabetes deben autom onitorear sus con cen tracio n es de glucosa sanguínea en un esfuerzo por m antener las con cen tra­ ciones lo m ás norm al posible. Para personas con diabetes tipo 1, la recom end ación es 3 a 4 veces/día; para personas con diabetes tipo 2, se d esconoce la frecu encia óptim a. Es im portante enseñar a los pacientes cóm o usar d isolu cio­ nes de con trol y calibradores para asegurar la exactitu d de sus resultad os .9 La prueba de glucosa en orina se debe reem plazar por el AM GS; sin em bargo, la prueba de cetona en orina se conserva para la diabetes tipo 1 y gestacional.

Tolerancia a la glucosa y pruebas posprandiales de dos horas Las norm as para el desem peño e interp retación de la pru e­ b a posprandial de 2 h las estableció el C om ité de Expertos. U na variación de esta prueba es usar una carga estandari­ zada de glucosa. Se adm inistra una disolu ción que co n tie ­ n e 75 g de glucosa, y 2 h después se extrae una m uestra

ES T U D IO D E C A S O 11-8 Una paciente saludable de 2 5 años de edad se queja de m areo y sacudidas una hora después de ingerir una gran com ida co n alto contenid o de carbohidratos. El resultado de una prueba aleatoria de glucosa efectuada vía una p u n ció n de digital fue 6 0 mg/dl.

Preguntas 1. Identifique las características de la hipoglucem ia en este estudio de caso. 2. ¿Q ué p ru eba(s) se debe efectuar a con tin u ació n para determ inar el problem a de esta jo v en ? 3. ¿E n qué categoría de hipoglucem ia se inclu iría a esta persona? 4. ¿Q ué criterios se em plearían para d iagnosticar un posible insulinom a?

277

CAPÍTULO 11 ■ CARBOHIDRATOS

para m ed ición de glucosa plasm ática. B ajo estos criterios, el pacien te bebe una carga de glucosa estandarizada (7 5 g) y dos horas después se tom a una m ed ición de glucosa. Si la con cen tració n es a 2 0 0 mg/dl y se confirm a en un día posterior ya sea m ediante una con cen tració n aleatoria increm entada o de glucosa de ayuno, el diagnóstico para el pacien te es de diabetes (véase la exp licación a n te rio r). La pru eba oral de toleran cia a la glucosa (POTG) no se recom ienda para uso ru tinario b a jo las norm as de la ADA. E ste procedim iento es in con v en iente para p acien­ tes, y los m édicos no lo usan para d iagnosticar diabetes. Sin em bargo, si se usa la P O T G , la OM S recom ienda los criterios listados en el cuadro 11 -7 . Es im portante que se prepare de m anera adecuada al pacien te antes de efectuar la prueba. E l paciente debe estar en ayuno durante por lo m enos 10 horas y no m ás de 16, y la prueba se debe reali­ zar en la m añana debido al efecto diurno horm onal sobre la glucosa. Ju sto antes de la tolerancia y m ientras la prueba está en progreso, los pacien tes deben evitar h acer ejerci­ cio, com er, b eber (excepto que el pacien te pueda tom ar agua) y fumar. Los factores que afectan los resultados de tolerancia inclu yen m ed icaciones com o dosis grandes de salicilatos, diuréticos, anticonvulsivos, anticonceptivos orales y corticosteroides. Asim ism o, los problem as gas­ trointestinales com o problem as de m alabsorción, cirugía gastrointestinal y vóm ito y d isfunciones endocrinas pue­ den afectar los resultados de la P O TG . Las norm as reco­ m iendan que sólo se m idan la m uestra de ayuno y la de dos horas, excepto cuando se trata de una em barazada. La dosis de adulto de la disolu ción de glucosa (glucola) es 75 g; los n iños reciben 1.75 g/kg de glucosa hasta una dosis m áxim a de 75 g.

H em oglobina glucosilada E l objetivo del tratam iento del p aciente diabético es m antener la con cen tració n de glucosa sanguínea co n un núm ero m ínim o de fluctuaciones. U n laboratorio puede m edir las concentracio nes de glucosa sérica y plasm ática; adem ás, el pacien te puede autom onitorear las con cen tra­ ciones de glucosa sanguínea com pleta. La regulación de glucosa sanguínea de largo plazo se puede seguir m ediante la m ed ición de hem oglobinas glucosiladas. H em oglobina glucosilada es el térm ino em pleado para describir la form ación de un com puesto de hem oglobina que se co n ju n ta cuando la glucosa (u n azúcar red uctor) reacciona con el grupo am ino de la hem oglobina (una pro­ teína). La m olécula de glucosa se une de m anera no enzi­ m ática a la m olécula de hem oglobina en una estructura de cetoam ina para form ar una cetoam ina. La tasa de form a­ ció n es directam ente proporcional a las concen tracion es de glucosa plasm ática. D ebido a que los eritrocitos prom e­ dio viven casi 120 días, la con cen tració n de hem oglobina glucosilada en cualquier m om en to refleja la con cen tració n de glucosa sanguínea prom edio en los 2 a 3 m eses pre­ vios. Por tanto, la m ed ición de h em oglobina glucosilada provee al especialista clín ico una representación de tiem ­ po prom edio de la con cen tració n de glucosa sanguínea del paciente en los tres m eses pasados. La hem o-globina

A lc (H bAlc), la hem oglobina glucosilada detectada con más frecu encia, es una m olécula de glucosa unida a una o am bas valinas N term inales de las cadenas de |3-polipéptido de la hem oglobina de adulto n o rm al .10 La HbAlc es u n m étodo confiable para m onitorear el con trol de la diabetes de largo plazo en vez de la glucosa plasm ática aleatoria. Los valores norm ales van de 4 .5 a 8 .0 . C on un m odelo de regresión lineal, R ohlfing y co l., determ inaron que por cada cam bio de 1% en el valor de HbAlc, hay un cam bio de 3 5 mg/dl (2 mmol/L) en la glucosa plasm áti­ ca prom edio (cuadro 1 1 -1 0 ).11 Recuerde que dos factores determ inan las con cen tracio n es de hem oglobina glucosi­ lada: la con cen tració n de glucosa prom edio y el lapso de vida de los eritrocitos. Si se reduce el lapso de vida de los eritrocitos debido a otro estado m orboso com o las hem oglobinopatías, la hem oglobina tendrá m enos tiem po para glucosilarse y, por tanto, será m enor la con cen tració n de h em oglobina glucosilada. E l requisito de m uestra para m ed ición de H bAlc es una m uestra de sangre com pleta con EDTA. A ntes del análisis se debe preparar un hem olisato. Los m étodos de m ed ición se agrupan en dos categorías principales: a) con base en las diferencias de carga entre la hem oglobina glucosilada y la m onoglucosilada y b ) características estructurales de glucogrupos en la hem oglobina (crom atografía de afini­ dad e inm un oensayo). No hay con senso sobre el m étodo de referencia y ningún estándar sim ple disponible que se usará en los ensayos. Com o resultado de esto, los valores de HbAlc varían con el m étodo y el laboratorio que los realiza (cuadro 11 - 1 1 ). La crom atografía de afinidad es el m étodo de m ed ición preferido. E n este m étodo, la hem oglobina glucosilada se une al grupo boron ato de la resina y se eluye de m odo selectivo de la cam a de resina con una disolu ción am or­ tiguadora. E ste m étodo no depende de la tem peratura y no es afectado por hem oglobina F, S o C. O tro m étodo de m ed ición em plea crom atografía de intercam bio catiónico en el que las hem oglobinas con carga negativa se un en a

CUADRO 11-10. CO RRELA CIÓ N E ST IM A D A ENTRE CO N CEN TRA CIO N ES PRO M ED IO DE G LU C O SA P LA SM Á TIC A Y DE A 1C10__________ G LU C O SA PLASM ÁTICA M EDIA

65 mg/dl (3.5 mmol/L)

A ,« (% )

4

100 mg/dl (5.5 mmol/L)

5

135 mg/dl (7.5 mmol/L)

6

170 mg/d! (9.5 mmol/L)

7

205 mg/dl (11.5 mmol/L)

8

240 mg/dl (13.5 mmol/L)

9

275 mg/dl (15.5 mmol/L)

10

310 mg/dl (17.5 mmol/L)

11

345 mg/d! (19.5 mmol/L)

12

278

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

CUADRO 11-11. MÉTODOS DE MEDICIÓN DE HEMOGLOBINA GLUCOSILADA Métodos basados en diferencias estructurales Inmunoensayos

Anticuerpos policlonales o monoclonales hacia el grupo N terminal glucosilado de la cadena p de Hgb

Crom atografía de afinidad

Separa con base en la estructura química usando No depende de la temperatura borato para enlazar proteínas glucosiladas No es afectada por otras hemoglobinas

Métodos basados en diferencias de carga Crom atografía de intercambio iónico

Cama de resina con carga positiva

Muy dependiente de la temperatura Afectada por hemoglobinopatías

Electroforesis

La separación se basa en diferencias de carga

Interfieren valores de Hgb F >7%

Enfoque isoeléctrico

Tipo de electroforesis con punto isoeléctrico para separar

Interfiere con pre-Hgb A 1c

Crom atografía líquida de alta presión (CLAP)

Una forma de cromatografía de intercambio iónico

Separa todas las formas de gluco Hgb: A ,a A 1b A 1c

Hgb = hemoglobina.

la cam a de resina cargada positivam ente. La hem oglobina glucosilada se eluye de m odo selectivo de la cam a de resi­ na con una d isolu ción am ortiguadora de pH específico en la que las glucohem oglobinas son las que tien en m ás carga negativa y eluyen prim ero de la colum na. Sin em bargo, este m étodo depende m ucho de la tem peratura y es afec­ tado por hem oglobinopatlas. La presencia de hem oglobi­ na F produce con cen tracio n es increm entadas falsas, y la de hem oglobinas S y C produce con cen tracio n es red uci­ das falsas. La crom atografía líquida de alta presión y los m étodos de electroforesis se em plean tam bién para sepa­ rar varias form as de hem oglobina. C on la crom atografía líquida de alta presión, se pueden separar todas las form as de hem oglobina glucosilada, A la, A]b, A

Cetonas A través del m etabolism o de ácidos grasos el hígado pro­ duce cuerpos cetónicos para proveer una fuente de ener­ gía de lípidos alm acenados a veces de b aja disponibilidad de carbohidratos. Los tres cuerpos cetón icos son acetona (2 % ), ácido acetoacético (2 0 % ) y ácido 3-p -h id ro xibu tírico (7 8 % ). U na con cen tració n b aja de cuerpos cetónicos está presente en el cuerpo todo el tiem po. Sin em bargo, en casos de falta o uso reducido de carbohid ratos com o en la diabetes m ellitus, in an ición o ayuno, dietas con alto contenid o de grasas, vóm ito prolongado y enferm edad de

H O H I II I

-C — C — C — H I I H

H

Acetona

H O H O I II I II H— C — C — C — C — OH

I

H

I

H

alm acenam iento de glucógeno, las con cen tracio n es san ­ guíneas se in crem en tan para satisfacer las necesidades energéticas. E l térm ino ketonem ia se refiere a la acum u­ lación de cetonas en la sangre, y el térm ino cetonuria a la acu m ulación de cetonas en la orina (fig. 1 1 -9 ). La m edi­ ción de cetonas se recom ienda para pacientes con diabetes tipo 1 durante enferm edad aguda, estrés, em barazo, co n ­ centracion es de glucosa sanguínea arriba de 3 0 0 mg/dl, o cuando el pacien te tiene signos de cetoacidosis. E l requisito de m uestra es suero u orina recientes; la m uestra se debe cerrar h erm éticam ente y analizar de in m e­ diato. N ingún m étodo em pleado para la d eterm inación de cetonas reacciona co n los tres cuerpos cetón icos. E n la prueba h istórica (de G erhardt), el cloruro férrico se hacía reaccion ar con cloruro férrico para producir un color rojo. E l proced im iento tenía m uchas sustancias interferentes, in clu so salicilatos. E n un m étodo más com ún , el nitroprusiato de sodio (N a F e[C N ] 5N O ) reacciona con ácido acto acético en un pH alcalino para form ar un co lo r púr­ pura. Si el reactivo con tien e glicerina, en ton ces se detecta acetona. Este m étodo se emplea con la prueba de tira reac­ tiva para orina y tabletas Acetest. U n m étodo enzim ático m ás reciente adaptado a algunos instrum entos autom ati­ zados em plea la enzim a deshidrogenasa de p-hid roxibu tirato para detectar ya sea ácido p-h id roxibu tírico o ácido acetoacético, dependiendo del pH de la d isolu ción. U n pFl de 7 .0 hace que la reacción proceda hacia la derecha (la

H H H O I I I II H— C — C — C — C — OH

I I I

H O H

Ácido acetoacético Ácido p-hidroxibutírico

FIGURA 11-9.

Los tres cuerpos cetónicos.

CAPÍTULO 11 ■ CARBOHIDRATOS

279

C U A D R O 1 1-12. MÉTODOS DE MEDICIÓN DE CETONAS pH alcalino

Nitroprusiato

Ácido acetoacético + nitroprusiato --------------» color púrpura

Enzimático

NADH + H+ + ácido acetoacético *- --------- *• NAD -i-ácido p-hidroxibutirico

P-HBD

absorbancia dism inuye); un pH de 8 .5 a 9 .5 causa que la reacción proceda a la izquierda (se increm en ta la absor­ bancia, cuadro 1 1 - 12 ).

M icroalbum inuria La diabetes m ellitus causa cam bios progresivos a los riñ o ­ nes y en últim a instancia produce nefropatía renal diabé­ tica. Esta com plicación avanza durante años y es posible retrasarla m ediante con trol glucém ico constante. U n pri­ m er indicio de la presencia de nefropatía es u n increm ento de albúm ina urinaria. Las m ed iciones de m icroalbúm ina son útiles para ayudar en el diagnóstico en una etapa in i­ cial y antes del desarrollo de proteinuria. Las con cen tra­ ciones de albúm ina están entre 2 0 y 3 0 0 mg/día.12 Aunque están disponibles tres m étodos para d etección de m icroal­ buminuria, se recom ienda el uso de una reco lecció n de pu nto aleatoria para la m ed ición de la relación albúm ina a creatinina. Las otras dos alternativas, una recolección de 2 4 h o una programada de 4 h durante la n och e, se requiere pocas veces. Se determ ina que u n pacien te tiene m icroalbu m inuria cuando dos de tres m uestras obtenidas en un período de 6 m eses son anorm ales .13

Prueba de autoanticuerpo insulínico de ios islotes La presencia de autoanticuerpos para las células de los islotes |3 del páncreas es característica de la diabetes tipo 1. Sin em bargo, la prueba de autoanticuerpos de los islotes n o se recom ienda en la actualidad para diagnóstico de dia­ betes. E n el futuro, con esta prueba se podría identificar a

ES TU D IO D E C A S O 11-9 Una enferm era que atiende a pacien tes co n diabetes efectúa una prueba de glucosa por p u nción digital en m o nito r de glucosa A ccu -C h eck y obtiene un valor de 2 0 0 mg/dl. Una m uestra de plasm a, recolectada al m ism o tiem po por un flebotom ista y analizada en el laboratorio produce u n valor de glucosa de 2 2 5 mg/dl.

Preguntas 1. ¿Estos dos resultados son significativam ente dis­ tintos? 2. E xplique.

pacientes prediabéticos en riesgo. Las m ed iciones de in su ­ lina no se requieren para diagnóstico de diabetes m ellitus. Sin em bargo, en ciertos estados hipoglucém icos, es im por­ tante con o cer la con cen tració n de insulina en relación con la con cen tració n de glucosa plasm ática.

RESUM EN Los carbohidratos tienen la fórm ula general Cx(El20 ) n. La glucosa es una aldohexosa de seis carbonos. Hay 3 2 isó ­ m eros posibles de aldohexosas diferentes con la fórm ula quím ica. La glucosa y otros azúcares pueden existir en la form a de cadena abierta o anillo. La form a de cadena abier­ ta perm ite al carbonilo reducir los reactivos de B en ed ict y F ehling. La p-D-glucosa es una fuente de energía prim ara para los hum anos. La energía en la form a de ATP se puede obtener de la glucosa por la vía anaeróbica. La energía adi­ cional se obtiene entonces del producto piruvato cuando pasa por el ciclo de ATC. E l sistem a nervioso depende sólo de la glucosa para energía en circunstan cias norm ales. Por tanto, es im portante m antener la co n cen tració n de gluco­ sa dentro de un intervalo norm al. La insulina, producida en las células p del páncreas, capta la glucosa en las células y reduce la glucosa plasm á­ tica posprandialm ente. La insulina tam bién prom ueve la glucogenólisis y la síntesis de triglicéridos. E l glucagon, producido tam bién en las células P del páncreas, se op o­ ne a la acción de la insulina. Tanto el glucagon com o la adrenalina in crem en tan la glucosa plasm ática al activar la gluconeogénesis y la glucogenólisis en el hígado. La glu­ coneogénesis es la form ación de glucosa a partir de lacta­ to, am inoácidos, piruvato y glicerol. La diabetes m ellitus se puede clasificar com o tipo 1 o tipo 2. E l desarrollo de la diabetes tipo 1 al parecer se rela­ ciona en parte co n el genotipo de antígeno de leu cocito hum ano (HLA) de un individuo. E l tipo 1 tam bién pue­ de tener un com ponen te am biental que se cree activa una reacció n inm un e, que cond u ce a una respuesta autoinm une y causa d estru cción de células p. La hiperglucem ia no tratada en la diabetes por lo general no es m ayor que 5 0 0 mg/dl (2 8 mmol/L) cuando la fu nción renal está presente. La cetoacid osis es m ás com ún en el tipo 1; se in crem en ­ ta la osm olalidad, aum enta la co n cen tració n de potasio en el plasm a y se reduce u n poco el sodio plasm ático. La co n cen tració n de bicarbonato dism inuye en respuesta a la acidosis. Se piensa que la diabetes tipo 2 tam bién tiene u n fac­ tor genético. Los individuos con diabetes tipo 2 no tienen d estrucción de células P y pueden tener con cen tracio n es

280

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

de insulina reducidas, norm ales o increm entadas, pero son resistentes a insulina en el tejido. Hay una tendencia m ayor en el tipo 2 hacia com a no cetósico. E l tipo 2 se caracteriza por una con cen tració n de glucosa m ayor que 6 0 0 mg/dl (3 3 mmol/L) y una ausencia de cetonas. E l ÑUS y la osm olalidad se increm entan y se reduce la produ cción de orina. La D M G se puede relacionar con el tipo 2. Las tres pruebas definitivas para la diabetes son a) síntom as de diabetes más una con cen tració n de glucosa plasm áti­ ca aleatoria >200 mg/dl, b ) glucosa plasm ática de ayuno S :1 2 6 mg/dl o c) una P O TG con una con cen tració n de poscarga de 2 h (carga de glucosa de 75 g) ^ 2 0 0 mg/dl. Cualquiera de los tres criterios se debe confirm ar en un

P R E G U N T A S

día posterior m ediante cualquiera de los tres m étodos. El m onitoreo a largo plazo del pacien te co n diabetes incluye el autom onitoreo de glucosa sanguínea, hem oglobina glucosilada periódica y con cen tracio n es de m icroalbúm ina anuales. La hipoglucem ia se clasifica en la actualidad con base en los síntom as clín ico s, con categorías divididas entre p acientes que parecen saludables y los que parecen enfer­ m os. La hipoglucem ia neonatal, congénita y cetósica o cu ­ rre en los niños. Las form as congénitas de hipoglucem ia inclu yen la enferm edad de von G ierke. La galactosem ia es otra variedad de hipoglucem ia congénita relativam ente com ún.

DE

R E P A S O

1. ¿C uál de las siguientes horm onas prom ueve la g lu co­ neogénesis? a) H orm ona del crecim iento. b) H idrocortisona. c) Insulina. d) Tiroxina.

7. Seleccio n e la enzim a que es m ás específica para la (5D-glucosa. a) O xidasa de glucosa. b) D eshidrogenasa de glucosa- 6-fosfato. c) H exocinasa. d) Fosfohexisom erasa.

2. La oxidasa de glucosa oxida la glucosa a ácido glucónico y:

8 . Seleccio ne la enzim a de acoplam iento em pleada en el

a) H20 2. b) C 0 2. c ) H C 0 3. d) h 2o.

m étodo de h exo cin asa para la glucosa. a) D eshidrogenasa de glucosa. b ) G lu co sa- 6-fosfatasa. c) D eshidrogenasa de glucosa- 6-fosfato. d) Peroxidasa.

3. De la glucosa y ATP, la hexocin asa cataliza la form a­ ció n de: a ) A cetil-CoA . b ) F ru ctosa 6-fosfato. c) G lucosa 6-fosfato. d ) Lactosa.

9. Las siguientes son características de la enferm edad de von G ierke E X C E P T O : a) H ipoglucem ia. b) H ipolipidem ia. c) L actato plasm ático increm entado. d) R espuesta subnorm al a adrenalina.

4. ¿Cuál es la muestra preferida para el análisis de glucosa? a) Plasm a y EDTA. b) Plasm a y oxalato de fluoruro. c) Plasm a heparinizado. d) Suero.

10. La prueba de detección preferida para diabetes en m ujeres adultas no embarazadas es la m ed ición de: a ) G lucosa plasm ática de ayuno. b) G lucosa plasm ática aleatoria. c) G lucohem oglobina. d) G lucosa plasm ática de 1 h después de carga de 5 0 g de carbohidrato.

5. E l factor hiperglucém ico producido por el páncreas es: a) H orm ona foliculoestim ulante (FSH ). b ) G lucagon. c) Insulina. d) H orm ona luteinizante (LH ).

6 . ¿En qué principio se basan los m étodos polarográficos de ensayo de glucosa? a) O xid ación no enzim ática de glucosa. b ) Tasa de agotam iento de oxígeno medida. c) Q uim ilu m iniscencia causada por form ación de ATE d) Cam bio de potencial eléctrico cuando se oxida la glucosa.

11. Según las norm as de la ADA de 2 0 0 3 , los tiem pos de m ed ición para con centraciones de glucosa plasm ática durante un a PO T G en pacientes no em barazadas son a) Ayuno y 2 horas. b ) Ayuno y 6 0 m inutos. c) 3 0 , 6 0 , 9 0 y 1 2 0 m inutos. d) Ayuno, 3 0 , 6 0 , 9 0 y 1 2 0 m inutos.

CAPÍTULO 11 ■ CARBOHIDRATOS

12. M onitorear las con centraciones de cuerpos cetónicos en la orina vía reactivos de nitroprusiato provee una m edida sem icuantitativa de: a) A cetoacetato. b) 3-|3-hidroxibutirato. c) Acetona. d) Los tres cuerpos cetón icos. 13. U n factor, distinto a los valores prom edio de glucosa plasm ática, que determ ina la con cen tració n de h em o­ globina glucosilada es: a ) C oncentración de cuerpos cetón icos en el suero. b ) Lapso de vida de los eritrocitos. c) Ingestión de ácido ascórbico. d) C oncentraciones de triglicéridos increm entadas.

REFERENCIAS 1. National Diabetes Data Group. Classification and diagnosis of dia­ betes mellitus and other categories of glucose tolerance. Diabetes 1979;28:1039-1057. 2. Expert Committee on the Diagnosisand Classification of Dia­ betes Mellitus. Report of the Expert Committee on the Diagno­ sis and Classification of Diabetes Mellitus. Diabetes Care 2003; 26(Suppl 1):S7. 3. Malchoff CD. Diagnosis and classification of diabetes mellitus. Conn Med 1991;55(11):625. 4. Expert Committee on the Diagnosisand Classification of Dia­ betes Mellitus. Report of the Expert Committee on the Diagno­ sis and Classification of Diabetes Mellitus. Diabetes Care 2003; 26(Suppl 1):S10. 5. Service FJ. Classification of hypoglycemic disorders. Endocrinol Metab Clin 1999;28(3):501-517. 6. Service FJ. Medical progress: hypoglycemic disorders. N Engl J Med 1 995;332(17): 1144-1152.

281

14. E l m onitoreo de las con centraciones de cuerpos cetó­ n icos en la orina: a) Es considerado esencial sobre una base diaria para los pacientes diabéticos. b ) Es un m étodo confiable para evaluar el control glucém ico a largo plazo. c) Se recom ienda para pacien tes con diabetes tipo 1 en días m órbidos. d) No lo recom ienda la ADA.

7. Cryer PE. Glucose homeostasis and hypoglycemia. In: Wilson JD , Foster DW, eds. Williams Textbook of Endocrinology. Philadelphia: WB Saunders, 1992. 8. American Diabetes Association. Tests of glycemia in diabetes. Diabe­ tes Care 2003;26(Suppl 1):S106. 9. Higgis PJ, Bunn HE Kinetic analysis of the nonenzymatic glycosylation of hemoglobin. J Biol Chem 1981;256:5204-5208. 10. Eckfeldt JH , Bruns DE. Another step towards standardization of methods for measuring hemoglobin Alc. Clin Chem 1997;43(10): 1811-1813. 11. Rohlfing CL, Wiedmeyer HM, Little RR, et al. Defining the relationship between plasma glucose and HbAlc. Diabetes Care 2 0 02;25(2):275-278. 12. Stehouwer CDA, Donker AJM. Clinical usefulness of measurement of urinary albumin excretion in diabetes mellitus. Neth J Med 1993;42:175. 13. American Diabetes Association. Standards of medical care for patients with diabetes mellitus. Diabetes Care 2003;26(Suppl 1): S42-43.

Lípidos y lipoproteínas Alan T. Remaley, Judith R. McNamara y G. Russell Warnick

C O N T E N I D O

DE L

Q U ÍM IC A DE LÍPIDOS Ácidos grasos Triglicéridos Fosfolípidos Colesterol ESTRU CTU RA G EN ER A L DE LIPOPRO TEÍN AS Quilomicrones Lipoproteínas de muy baja densidad Lipoproteínas de baja densidad Lipoproteína (a) Proteínas de alta densidad FISIO LO G ÍA Y M ETABO LISM O DE LAS LIPOPRO TEÍN AS Absorción de lípidos Vía exógena Vía endógena Vía inversa de transporte de colesterol DISTRIBUCIO NES DE LÍPIDOS Y LIPOPRO TEÍN AS EN LA POBLACIÓ N PREVENCIÓ N, DIAGNÓ STICO Y TRATAM IEN TO DE LA EN FERM ED AD Arteriosclerosis Hiperlipoproteinemia Hípercolesterolemia Hipertrigliceridemia Hiperlipoproteinemia combinada Incremento de Lp(a)

C A P Í T U L O Hipolipoproteinemia Hipoalfalipoproteinemia AN ÁLISIS DE LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS Medición de lípidos Medición de colesterol Medición de triglicérido Métodos de lipoproteína Métodos de HDL Métodos para LDL Analizadores compactos Métodos de apolipoproteína Medición de fosfolípidos Medición de ácidos grasos ESTAN DARIZACIÓ N DE ENSAYOS DE LÍPIDOS Y LIPOPRO TEÍN AS Precisión Exactitud Interacciones de matriz Red de laboratorios para el método de referencia de colesterol del C.DC Objetivos de desempeño analítico Control de calidad Recolección de la muestra RESUM EN PREGUN TAS DE REPASO REFEREN CIAS

O B J E T I V O S Al term inar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Explicar la fisiología y metabolismo de lípidos y lipoproteínas. • Definir lipoproteína, exógeno, endógeno, quilo­ micrones, ácidos grasos, fosfolípidos, triglicéridos, colesterol, VLDL, LDL, HDL y Lp(a). • Describir las pruebas clínicas em pleadas para eva­ luar lípidos y lipoproteínas, incluso principios y procedimientos. • Evaluar el estado de lípidos o lipoproteínas de! paciente, considerando los datos clínicos.

282

• • •

•

identificar los intervalos de referencia para los principales lípidos analizados. Explicar la interacción en el cuerpo entre lípidos y lipoproteínas y ias distintas hormonas. Relacionar la importancia clínica de valores de lípi­ dos y lipoproteínas en la medición de cardiopatía coronaria. Describir la incidencia y tipos de anorm alidades de lípidos y lipoproteínas.

CAPÍTULO 12 ■ LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS

T É R M I N O S Ácidos grasos Arteriosderosis Cálculo de Friedewald Colesterol

Dislipidemias Endógeno Exógeno Fosfolípidos

Las lipoproteínas constitu yen la “industria del p etró leo” del cuerpo. Com o los grandes buques tanque que reco­ rren los océanos del m undo transportando p etróleo para necesidades de com bu stible, los grandes quilom icrones llevan triglicéridos dietéticos por el sistem a circulatorio a las células, y por fin llegan al hígado a depositar los quilo­ m icron es restantes. Las lipoproteínas de muy b aja densidad (VLDL) son com o cam iones tanque, que llevan triglicéri­ dos ensam blados en el hígado hacia las células para n ece­ sidades de energía o para alm acenam iento com o grasa. Las lipoproteínas de b a ja densidad (LDL), ricas en colesterol, son los m ism os buques tanque casi vacíos que entregan colesterol a las células p eriféricas después que han sido descargados. Las lipoproteínas de b aja densidad (LDL) son el equipo de lim pieza que recoge el colesterol extra para llevarlo de regreso al hígado. E l colesterol, que con trib u ­ ye en exceso a la cardiopatía, es em pleado por el cuerpo para fu nciones útiles com o facilitar el transporte de trigli­ céridos para atender las necesidades de com bu stible del cuerpo y m antener las m em branas de las células, y com o precursor para síntesis de horm onas. Los lípidos y lipoproteínas, que son prim ordiales para el m etabolism o del cuerpo, se han vuelto cada vez más im portantes en la práctica clínica, sobre todo debido a su relación co n la cardiopatía coronaria (C C ). E n m uchos estudios epidem iológicos nacionales e in ternacionales se ha dem ostrado que, sobre todo en países ricos co n alto consu m o de grasa, hay una clara relación entre las co n cen ­ traciones de lípidos en la sangre y el desarrollo de aterosclerosis. Décadas de investigación básica han contribuido al con o cim ien to acerca de la naturaleza de las lipoproteí­ nas y sus constituyentes lipídicos y p roteín icos, así com o su fu n ció n en la patogénesis del proceso aterosclerótico. La m ed ición exacta de los d istintos parám etros de lípidos y lipoproteínas es crítica en el diagnóstico y trata­ m ien to de pacientes con dislipidem ia. Los esfuerzos inter­ nacionales para reducir el im pacto de la CC en la salud p ú blica han centrado la aten ción en m ejorar la confiabilidad y conveniencia de los ensayos de lípidos y lipopro­ teínas. Paneles de expertos han elaborado norm as para la d etección y tratam iento de colesterol alto, así com o o b je­ tivos de desem peño de laboratorios y recom end aciones detalladas para m edición confiable de analitos de lípidos y lipoproteínas. E ste capítulo com ienza con u n repaso de la quím ica de lípidos y m etabolism o de lipoproteínas, seguido del diagnóstico y tratam iento de la dislipidem ia. P or últim o, la m ed ición de laboratorio clín ico de lípidos y lipoproteínas se analizará en el con tex to de las norm as del N ational Cholesterol Education Program (N C E P ).

283

C L A V E ___________________________________________ HDL LDL Lipoproteína Lp(a)

Quilomicrones Triglicéridos VLDL

QUÍM ICA DE LÍPIDOS Los lípidos, a los que suele conocérseles com o grasas, tie­ n en una fu nción dual. Prim ero, debido a que están com ­ puestos sobre todo de enlaces carbono-hidrógeno (C -H ), son un a rica fuente de energía y una form a eficiente para que el cuerpo alm acene exceso de calorías. C om o resulta­ do de sus propiedades físicas únicas, los lípidos son tam ­ bién una parte integral de las m em branas celulares y, por tanto, desem peñan tam bién una fu n ció n estructural en las células. Los lípidos transportados por las lipoproteínas; a saber, ácidos grasos, fosfolípidos, colesterol y ésteres de colesterilo, son los lípidos principales hallados en las célu ­ las y el tem a principal de esta sección .

Ácidos g rasos1 Los ácidos grasos, com o se ve en la estructura m ostrada en la figura 12 - 1 , son sim ples cadenas lineales de enla­ ces carbono-hidrógeno (C -H ) que term inan con u n grupo carboxilo (-C O O H ). E n el plasm a, sólo una cantidad rela­ tivam ente pequeña de ácidos grasos existe en la form a no esterificada libre, de la cual la m ayor parte está enlazada a albúm ina. E n cam bio, la m ayor parte de los ácidos gra­ sos plasm áticos se hallan com o un con stitu yente de trigli­ céridos o fosfolípidos (fig. 1 2 -1 ). Los ácidos grasos están enlazados de form a covalente a la estructura de glicerol de triglicéridos y fosfolípidos m ediante un en lace éster que se form a entre el grupo carboxilo en el ácido graso y el grupo hidroxilo (-O H ) en el glicerol (fig. 1 2 -1 ). Los ácidos grasos tien en longitud variable y se pueden clasificar com o ácidos grasos de cadena corta (4 a 6 átom os de carb o n o ), media (8 a 12 átom os de carbono) o larga (> 12 átom os de carbo­ n o ). La m ayor parte de los ácidos grasos de la dieta son de cadena larga y con tien en u n núm ero par de átom os de car­ bono. No todos los átom os de carbono en los ácidos gra­ sos están saturados por com pleto o enlazados con átom os de hidrógeno; algunos de ellos pueden en cam bio form ar enlaces dobles carb on o-carb on o (C = C ). D ependiendo del núm ero de enlaces dobles C=C, los ácidos grasos se pue­ den clasificar com o saturados (sin enlaces d o b le s), m onosaturados (u n enlace doble) o poliinsaturados (dos o más enlaces d obles). Por lo general, los enlaces dobles C=C de ácidos grasos insaturados están dispuestos en la form a cis, con am bos átom os de hidrógeno en el m ism o lado del enlace doble C=C, que causa una curvatura en su estruc­ tura (fig. 1 2 -1 ). Estas curvas in crem en tan el espacio que requieren los ácidos grasos insaturados cuando se em pa­ can en una capa lipídica y, com o resultado, estos ácidos

284

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

0 li H 3C — (CH2)n —■C —OH

H o H3C — (CH 2)n— C . h [I \ C — (CH 2)n— C ~ O H Ácido graso insaturado cis

Ácido graso saturado

O H2C--OH

o

O H -C H

r 2-

H2C - 0 - C - R i

C -0 -C H

H2C —OH

O

H2C - 0 —C — R3

Glicero!

Triglicérido O

II

fí

H 2C — O — C —Ri

I

r 2— C— O — CH

O

H2C —O —p —O —CH2CH2 — N+(CH3)3 OFosfolípido (fosfatidilcolina)

Colesterol

Ácido biliar (ácido cólico)

grasos son m ás fluidos porque no se autod isocian tan fácil. Los enlaces dobles C=C de los ácidos grasos tam bién pue­ d en ocu rrir en la configuración trans, con am bos átom os de hidrógeno en el lado opuesto del enlace doble C=C. D ebido a la orien tación espacial de sus enlaces dobles, los ácidos grasos trans no se curvan y tienen propiedades físicas sim ilares a las de los ácidos grasos saturados. Los ácidos grasos trans no se encuentran por lo com ún en la naturaleza; sin em bargo, están presentes en la dieta debido a que en la hidrogenación quím ica em pleada en el proceso de conv ertir los aceites vegetales poliinsaturados en m ar­ garina sólida se introd u cen enlaces dobles trans.

FIGURA 12-1. Estructuras químicas de lípidos. Los ácidos grasos se abrevian como (R) para triglicéridos y fosfolípidos.

que con tien en ácidos grasos insaturados cis, co n curvas en su estructura (fig. 12 - 1 ), por lo general form an acei­ tes a tem peratura am biente. Casi todos los triglicéridos de origen vegetal, com o el m aíz, sem illas de girasol y de cártam o, son ricos en ácidos grasos poliinsaturados y son aceites, m ientras que los triglicéridos de fuentes anim ales con tien en principalm ente ácidos grasos saturados y, por lo general, son sólidos a tem peratura am biente. Com o puede verse al insp eccionar la estructura del triglicérido (fig. 12 1 ), no hay grupos cargados o grupos polares hidrofílicos, lo que lo hace m uy hidrófobo y casi insolu ble en agua.

Fosfolípidos35 Triglicéridos2 C om o se puede inferir del nom bre, los triglicéridos co n ­ tien en tres m oléculas de ácidos grasos unidas a una m olé­ cu la de glicerol por enlaces de éster (fig. 1 2 -1 ). D ebido al gran núm ero de form as posibles de ácidos grasos, cada ácido graso en la m olécula de triglicérido puede ser p o ten ­ cialm ente distinto en estructura, lo que origina m uchas form as estructurales posibles de triglicéridos; los que co n ­ tien en ácidos grasos saturados, sin curvas en su estructura (fig. 12 - 1 ), están m ás agrupados y tienden a ser sólidos a tem peratura am biente. E n contraste, los triglicéridos

L os fosfolíp id os son sim ilares en estructura a los triglicéri­ dos, excepto que sólo tienen dos ácidos grasos esterificados (fig. 1 2 -1 ). La tercera posición en la estructura del glicerol contien e un grupo principal fosfolípido. Hay varios tipos de grupos principales fosfolípidos, com o colin a, in ositol, serina y etanolam ina, que son de naturaleza hidrofílica. Los fosfolípidos se nom bran con base en el tipo de gru­ po principal fosfolípido presente. La fosfatid ilcolina (fig. 12 - 1 ), por ejem plo, tiene un grupo principal colin a y es el fosfolípido más com ú n hallado en lipoproteínas y en m em branas celulares. Los dos ácidos grasos en fosfolipi-

CAPÍTULO 12 ■ LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS

dos tien en por lo regular 14 a 2 4 átom os de carbono, con u n ácido graso saturado y el otro insaturado. D ebido a que los fosfolípidos con tien en cadenas hidró­ fobas de ácido graso C-H y un grupo principal hidrofílico, son por definición m oléculas lipídicas anfifáticas y, com o tales, se hallan en la superficie de capas de lípidos. E l gru­ po principal hidrofílico, polar, está orientado hacia fuera al am biente acuoso, m ientras que las cadenas de ácido gra­ so apuntan hacia dentro lejos del agua en una orien tación perpendicular con respecto a la superficie lipídica.

285

Fosfolípido

C olesterol68 E l colesterol es u n alcoh ol esteroideo no saturado que contiene 4 anillos (A, B, C y D ), y tiene una sola cadena lateral C-H sim ilar a u n ácido graso en sus propiedades físicas (fig. 1 2 -1 ). La única parte hidrofílica del colesterol es el grupo hidroxilo en anillo A. Por tanto, el colesterol es tam bién un lípido anfifático y se halla en la superficie de capas lipídicas ju n to con fosfolípidos. E l colesterol está orientado en capas de lípido para que los cuatro anillos y el extrem o de cadena lateral estén enterrados en la m em ­ brana en una orientación paralela a las cadenas de acilo de ácidos grasos en las m oléculas de fosfolípido adyacen­ tes. El grupo hidroxilo polar en el anillo A del colesterol está orientado hacia fuera, lejo s de la capa lipídica, lo que le perm ite interactuar con el agua m ediante puentes de hidrógeno no covalentes. E l colesterol puede existir tam bién en una form a esterificada llam ada éster de colesterilo, co n el grupo hidroxilo conjugado por u n enlace de éster con un ácido graso, en la m ism a form a que en los triglicéridos. E n contraste con el colesterol libre, no hay grupos polares en los ésteres de colesterilo, lo que los hace m uy hidrófobos. Com o resul­ tado de su naturaleza hidrófoba, los ésteres de colesterilo no se encuentran en la superficie de capas lipídicas sino en el centro de gotas de lípido, ju n to con los triglicéridos. E l colesterol es sintetizado casi de m anera exclusiva por los anim ales, pero las plantas con tien en otros esteró­ les sim ilares en estructura al colesterol; tam bién es ún ico en que a diferencia de otros lípidos, n o es catabolizado de form a fácil por la m ayor parte de las células y, por tan­ to, no sirve com o una fuente de com bustible. Sin em bar­ go, el colesterol puede convertirse en el hígado a ácidos biliares prim arios, com o ácido có lico (fig. 12 - 1 ) y ácido quen od eso xicólico , que prom ueven la absorción de grasa en el in testino al actuar com o detergentes. C iertos tejidos, com o la glándula suprarrenal, los testículos y los ovarios, pueden convertir una pequeña cantidad de colesterol en h orm onas esteroideas, com o glucocorticoides, m ineralocorticoid es y estrógenos. Por últim o, una pequeña can ti­ dad de colesterol, después de ser convertida prim ero en 7-d esh id rocolesterol, se puede transform ar en vitam ina D 3 cuando la p iel recibe radiación solar.

ESTRUCTURA GENERAL DE LIPOPROTEÍNAS912 La estructura prototíp ica de una partícula de lipoproteína se m uestra en la figura 12 -2 . Por lo general, las lipoproteínas son de form a esférica y su tam año varía de 10 a 1200

nm (cuadro 1 2 -1 ). Com o lo indica su nom bre, las lipoproteínas están com puestas de lípidos y proteínas, llam adas apolipoproteínas.13 E l colesterol anfifático y las m oléculas de fosfolípido se hallan sobre todo en la superficie de lipoproteínas com o una m onocapa sim ple, m ientras que el triglicérido h idrófobo y las m oléculas de éster de colesterilo se hallan en la región central o n ú cleo (fig. 1 2 -2 ). D ebido a que la fu n ció n principal de las lipoproteínas es la entre­ ga de com bu stible a las células periféricas, el nú cleo de la partícula de lipoproteína representa en esencia la carga que es transportada por las lipoproteínas. E l tam año de la p artícula de lipoproteína se correlaciona con su con ten i­ do de lípido. Las partículas de lipoproteína m ás grandes tien en en correspondencia regiones nucleares m ás gran­ des y, por tanto, contienen relativam ente m ás triglicérido y éster de colesterilo. Las partículas de lipoproteína más grandes tam bién contienen m ás lípido en relación con la proteín a y, por tanto, son de m enor densidad. Las d istin­ tas partículas de lipoproteína se separaban en u n principio por ultracentrifu gación en fraccion es de distinta densidad (quilom icrones [quilos]; lipoproteínas de m uy b aja den­ sidad [V LD L]; lipoproteínas de b aja densidad [LD L], y lipoproteínas de alta densidad [H D L ]), que aún form an la base para la m ayor parte del sistem a de clasificación de lipoproteínas em pleado (cuadro 12 - 1 ). Las apolipoproteínas se localizan sobre todo en la super­ ficie de partículas de lipoproteína (cuadro 1 2 -2 ). Ayudan a m antener la integridad estructural de las lipoproteínas y tam bién sirven com o ligandos para los receptores de célu ­ las y com o activadores e inhibid ores de varias enzim as que m odifican las partículas de lipoproteína (cuadro 12 2 ). Las apolipoproteínas con tien en un adorno estructural llam ado h élice anfifática ,14 que explica la capacidad de estas proteínas para enlazar lípidos. Las hélices anfifáticas son segm entos de proteína dispuestos en espiras para que

286

PARTE I! ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

CUADRO 12-1. CARACTERÍSTICAS DE LAS PRINCIPALES LIPOPROTEÍNAS HUMANAS CARACTERÍSTICAS

QUILOMICRONES

VLDL

LDL

HDL

Densidad (g/ml)

<0.93

0.93-1.006

1,019-1.063

1.063-1.21

Peso molecular (kD)

(0.4-30) x 109

(10-80) X 1G6

2.75 X 106

(1.75-3.6) X 10s

Diámetro (nm))

80-1200

30-80

18-30

5-12

Lípidos totales (% en peso)

98

89-96

77

50

Triglicérido (% en peso)

84

44-60

11

3

Colesterol total (% en peso))

7

16-22

62

19

los residuos de am inoácidos hidrófobos in teractú en con lípidos, m ientras que la parte de la h élice que contien e am inoácidos hidrofílicos está orientada hacia el am biente acuoso lejos de los lípidos. La apo A -I, la proteína principal en HDL, se em plea con frecu encia com o un índice de la cantidad del HDL antiaterogénico presente en el plasm a .15 La apo B es una proteína grande con u n peso m olecular de casi 5 0 0 kD y es la pro­ teína principal en LD L, VLD L y q u ilo m icron es .16 La apo B existe en dos form as, apo B -1 0 0 y apo B -4 8 . La apo B -1 0 0 se halla en LD L y VLD L, y es un ligando para el receptor de L D L 17 y, por tanto, es im portante en la captación de LD L por las células. La apo B -4 8 , se encuentra sólo en los quilom icrones, el prim er 48 % o prim era m itad de la m olé­ cula de apo B y se produce por edición p ostranscrip cional del mRNA de apo B -1 0 0 . La apo B -1 0 0 tam bién se en cu en ­ tra unida de form a covalente a la apo (a )18, una proteína parecida a plasm inógeno que se encuentra en una p artícu ­ la proaterogénica llam ada lipoproteína (a) [L p (a)]. La apo E, otra apoliproteína im portante hallada en m u chos tipos de lipoproteínas (LD L, V LD L y H D L), tam bién sirve com o ligando para el receptor de LD L y el receptor rem anente

de q u ilo m icró n .19 Hay tres isoform as principales de apo E: apo E 2 , E3 y E 4. Las isoform as apo E afectan el m etabo­ lism o de las lipoproteínas porque difieren en su capacidad para interactuar con el receptor de L D L .20,21 P or ejem plo, los pacientes que son h om ocigóticos para la isoform a apo E 2 tien en m ayor riesgo de desarrollar h iperlipoproteinem ia tipo III. No se com prende del todo la relación con el m etabolism o de lípidos, pero se ha dem ostrado que los individuos con la isoform a apo E 4 tien en m ayor riesgo de desarrollar enferm edad de A lzheim er .22

Q uilom icrones1924 Los quilomicrones, que con tienen apo B -4 8 , son las partícu­ las de lipoproteína m ás grandes y m enos densas, con diá­ m etros tan grandes com o 1 2 0 0 nm (cuadro 1 2 -1 ). Com o resultado de su gran tam año, reflejan la luz y explican la turbidez del plasm a posprandial. D ebido a que son tan ligeras, tam bién flotan con facilidad sobre el plasm a alm a­ cenado y form an una capa crem osa, que se caracteriza por la presencia de quilom icrones. Estos últim os son produ­ cidos por el intestino, donde son em pacados con lípidos

CUADRO 12-2. CARACTERÍSTICAS DE LAS PRINCIPALES APOLIPOPROTEÍNAS HUMANAS APOLIPROTEÍNA

PESO

CONCENTRACIÓN

UBICACIÓN DE

M O L E C U L A R (KD)

EN P L A S M A (mg/dl)

LIPOPROTEÍNAS PRINCIPALES

FUNCIÓN

Apo A-l

28,000

100-200

HDL

Estructural, activador LCAT, aceptor de lípidos ABCA1

Apo A-ll

17,400

20-50

HDL

Estructural

Apo A-IV

44,000

10-20

Quilomicrones, VLDL, HDL

Estructural

Apo B-100

5.4 X 105

70-125

LDL, VLDL

Estructural, ligando LDL receptor de

Apo B-48

2.6 X 105

<5

Quilomicrones

Estructural, ligando aceptor de remanentes

Apo C-i

5,630

5-8

Quilomicrones, VLDL, HDL

Estructural

Apo C-ll

8,900

3-7

Quilomicrones, VLDL, HDL

Estructural, cofactor de LPL

Apo C-ll i

9,400

10-12

Quilomicrones, VLDL, HDL

Estructural, inhibidor de LPL

Apo E

34,400

3-15

VLDL, HDL

Estructural, ligando receptor de LDL

Apo(a)

(3-7) X 105

<30

Lp(a)

Estructural, inhibidor de plasminógeno

CAPÍTULO 12 ■ LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS

d ietéticos absorbidos. Una vez que entran a la circulación, las lipasas hidrolizan rápido a los triglicéridos y ésteres de colesterilo en los quilom icrones y, en pocas horas, se trans­ form an en partículas de quilom icrón rem anentes, que son captadas por receptores rem anentes en el hígad o .19 Así, la fu nción principal de los quilom icrones es la entrega de lípidos d ietéticos a las células hepáticas y periféricas.

Lipoproteínas de m uy baja densidad2526 E l hígado produce VLDL, y contiene apo B -1 0 0 , apo E y apo Cs; com o los quilom icrones, las lipoproteínas de muy baja densidad tam bién son ricas en triglicéridos. Son las portadoras principales de triglicéridos endógenos (deriva­ dos hepáticos) y transfieren triglicéridos del hígado al teji­ do periférico. Al igual que los quilom icrones reflejan la luz con facilidad y explican la m ayor turbidez observada en m uestras de plasma hiperlipidém ico de ayuno, aunque no form an una capa superior crem osa com o los quilom icrones porque son más densas (cuadro 1 2 -1 ). La ingestión en exce­ so de carbohidratos, ácidos grasos saturados y ácidos grasos trans en la dieta increm enta la síntesis hepática de triglicéri­ dos que, a su vez, aumenta la producción de VLDL.

Lipoproteínas de baja d ensid ad 2728 La LD L con tien e apo B -1 0 0 y apo E y es m ás rica en coles­ terol que otras lipoproteínas que con tien en apo-B (cu a ­ dro 1 2 -1 ). Se form an sobre todo com o con secu en cia de la lipólisis de VLDL. La LD L es captada con facilidad por las células vía el receptor de LD L y esto, en parte explica la razón de que las con centracio n es altas de LD L prom ue­ van la aterosclerosis .29 Además, debido a que las LD L son m u cho m ás pequeñas que las V LD L y los quilom icrones, se pueden infiltrar en el espacio extracelu lar de la pared de los vasos, donde los m acrófagos las tom an y oxidan m ediante varios receptores depuradores .30Los m acrófagos que captan dem asiado lípido se llenan con gotas de lípido intracelu lar y se convierten en células de espum a ,30 que es el tipo de células predom inante de las rayas de grasa, un precu rsor inicial de las placas ateroscleróticas. Las partículas LD L pueden existir en varios tam años y com p osicion es y han sido separadas en hasta och o sub­ clases m ediante ultracentrifu gación por densidad o elec­ troforesis en gel por gradiente .3132 Las subclases de LDL difieren en gran medida en su contenid o de lípidos p rin ci­ pales; las partículas más pequeñas son m ás densas y tienen relativam ente m ás triglicérido que los ésteres de colesteri­ lo. E n fechas recientes, ha habido gran interés en cuantificar las subfracciones de LD L porque se ha dem ostrado que las partículas de LD L pequeñas y densas son m ás proaterogénicas y pueden ser un m ejo r m arcador para riesgo de cardiopatía coron aria .31'32

Lipoproteína (a)1833-34 Las L p (a) son partículas parecidas a las LDL, cada una con una m olécula de apo (a) enlazada a apo B -1 0 0 m ediante u n enlace de disulfuro. Las partículas de L p (a) son hetero­ géneas en tam año y densidad com o resultado de un núm e­

287

ro diferente de secu encias peptídicas, llam adas kringles, en la p orción apo (a) de la m olécula. La con cen tració n de L p (a) se relaciona de m anera inversa co n el tam año de la isoform a. Las con centracio n es plasm áticas de L p (a) varían m u cho entre individuos en una p oblación, pero perm ane­ cen relativam ente constan tes dentro de u n individuo. Se considera que las con cen tracio n es altas de Lp(a) confieren m ayor riesgo para cardiopatía coronaria prem a­ tura y accidente cerebrovascular. D ebido a que los d om i­ nios de las kringles de Lp(a) tienen m u cho parecido con el plasm inógeno, una pro teína que prom ueve la lisis de coá­ gulos, se ha propuesto que la L p (a) puede com petir con el plasm inógeno por sitios de enlace y, por tanto, prom ueve la coagulación, u n contribuyente im portante para el infar­ to de m iocardio y el accidente cerebrovascular .29'30

Proteínas de alta densidad35-36 La HDL, la partícula de lipoproteína m ás pequeña y densa, es sintetizada en el hígado y el in testin o (cuadro 12 - 1 ). Las HDL pueden existir com o partículas con form a de dis­ co o com o partículas de form a esférica .13 La H DL discoidal contien e por lo general dos m oléculas de apo A -I, que for­ m an un anillo alrededor de una bicapa lipídica central de fosfolípido y colesterol. Se cree que la H DL discoidal repre­ senta HDL in cip iente o recién secretada y es la form a más activa en la rem oción de colesterol en exceso de las células periféricas. La capacidad de la HDL para elim inar coles­ terol de las células es uno de los m ecanism os principales que han sido propuestos para la propiedad antiaterogénica de la HDL. Cuando la HDL discoidal ha adquirido lípido adicional, los ésteres de colesterilo y los triglicéridos for­ m an una región básica entre la bicapa lipídica central, que transform a a la HDL discoidal en HDL esférica, la form a predom inante en el plasma. C on base en las diferencias de densidad, hay dos tipos principales de H DL esférica: HDL, y HDL3. La H DL 2 tiene m ayor tam año y es más rica en lípido que la HDL 3 y puede ser m ás eficiente para entregar lípidos al hígad o .37

FISIOLOGÍA Y M ETABOLISM O DE LAS LIPOPROTEÍNAS Las cuatro vías principales que intervienen en el m etabo­ lism o de las lipoproteínas se m uestran en la figura 12-3. La vía de absorción de lípidos, la exógena y la endógena, que dependen de las partículas de lipoproteína que co n tie­ nen apo B, se pueden considerar com o m edios para trans­ portar lípidos d ietéticos y de origen hepático a las células periféricas. E n térm inos del m etabolism o de energía, estas tres vías son decisivas en el tran sporte de ácidos grasos a las células periféricas, que son generadas durante la lipó­ lisis de triglicéridos y, en m enor grado, ésteres de coles­ terilo en las lipoproteínas. E n relación co n la patogénesis de la aterosclerosis, el resultado neto de estas tres vías es tam bién la entrega neta o transporte directo de colesterol a las células periféricas, lo cual puede originar ateroscle­ rosis cuando las células en la pared de los vasos acum ulan dem asiado colestero l .29,30 Las células periféricas son pro­ clives a acum ular colesterol porque tam bién lo sintetizan

288

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

3. Vía exógena

FIGURA 12-3. lipoproteínas.

Diagrama de vías principales del metabolismo de

y, a diferencia de las células hepáticas, no tien en las vías enzim áticas para catabolizar más al colesterol. Además, el colesterol es relativam ente d isoluble en agua y no se puede difundir co n facilidad lejos de su sito de depósito o síntesis. U na form a principal en que las células periféricas m antienen su equilibrio de colesterol es la vía inversa de transporte de colesterol (bg. 1 2 -3 ), que es m ediada por HDL. E n esta vía, el exceso de colesterol de las células periféricas es llevado de nuevo al hígado, donde se puede excretar en la bilis com o colesterol libre o se puede excre­ tar después de ser convertido prim ero en ácidos biliares. Por tanto, el hígado interviene en las vías de transporte de colesterol directa e inversa y, en m u chas m aneras, actúa com o una d isolu ción am ortiguadora para ayudar al cuer­ po a m antener su equilibro de colesterol global. Hay varios defectos genéticos en los genes que cod ibcan las proteínas en las vías de transporte de colesterol directa e inversa, lo cual da com o resultado una pred isposición genética para la aterosclerosis .38,39 La m ayor parte de los individuos con coronariopatía, sin em bargo, no tien en u n defecto claro, ú n ico , sino en cam bio tien en m ú ltiples variaciones gené­ ticas o polim orfism os que es m uy probable que interactúe con varios factores de estilo de vida ,40 com o frecu encia de ejercicio , dieta y hábito de fumar, para causar una predis­ p o sició n a la enferm edad.

Absorción de lípidos4142 U na persona prom edio ingiere, absorbe y transporta cer­ ca de 6 0 a 130 g de grasa al día, sobre todo en la form a de triglicéridos. Debido a que las grasas son insolu bles en agua, se requ ieren m ecanism os especiales para facilitar su absorción en el intestino. D urante el proceso de la diges­

tión , la lipasa pancreática, m ediante la rotura de ácidos grados, prim ero convierte los lípidos dietéticos en co m ­ puestos m ás polares con propiedades anfifáticas. Así, los triglicéridos se transform an en m onoglicéridos y triglicé­ ridos; los ésteres de colesterol se transform an en lisofosfolípidos. E stos lípidos anfifáticos en la luz intestinal form an grandes agregados con ácidos biliares llam ados m icelas. La absorción de lípidos ocurre cuando las m icelas entran en contacto co n las m em branas m icrovellosas de las células de la m ucosa intestin al. La absorción de algunos de estos lípidos puede ocu rrir m ediante u n proceso de transferen­ cia pasivo; sin em bargo, la evidencia reciente hace p en­ sar que, en algunos casos, esto se podría facilitar tam bién m ediante trasportadores esp ecíficos .41,42 Los ácidos grasos libres m ás pequeños, co n diez o m enos átom os de carbo­ no, pueden pasar con facilidad de m odo directo hacia la circu lación portal, y son llevados por la albúm ina hacia el hígado. Los ácidos grasos de cadena larga, m onoglicéridos y diglicéridos, absorbidos son reesterificados en las células intestinales para form ar triglicéridos y ésteres de colesterilo. Los triglicéridos recién form ados y los ésteres de colesterilo son em pacados después en q uilom icrones, ju n to con la apo B -48. La absorción de triglicérido es eficiente; el in testi­ no capta m ás de 90% de los triglicéridos d ietéticos. E n contraste, sólo casi la m itad de los 5 0 0 m g de colesterol en la dieta típica es absorbida todos los días. E l in testi­ no absorbe in clu so una fracción m ás pequeña de esteróles vegetales. E n fechas recientes se ha descrito u n sistem a de transporte específico, en el que participan los transporta­ dores A BC G 5 y A BC G 8 , que evita la absorción en exceso de colesterol dietético y esteróles vegetales .43 Los indivi­ duos con transportadores A BC G 5 o A BC G 8 d efectuosos tien en una enferm edad llam ada sitosterolem ia y tienen una pred isposición para aterosclerosis com o resultado de la m ayor absorción de colesterol y esteral vegetal .43

Vía exó g en a19-23-24 Los quilom icrones recién sintetizados en el intestino (fig. 1 2 -3 ) son secretados al principio en los con d u ctos lin fáti­ cos y en algún m om en to entran a la circu lació n por vía del cond u cto torácico; después que entran a la circulación , los quilom icrones interactú an con los proteoglucanos, com o el sulfato de heparano, en la superficie de los capilares en varios tejid os, com o el m úsculo esqu elético, el corazón y el tejid o adiposo. Los proteoglucanos en los capilares tam bién prom ueven el enlace de la lipasa de lipoproteína (L P L ),44 que hidroliza triglicéridos en los quilom icrones. Los ácidos grasos libres y el glicerol generados m ediante la hidrólisis de los triglicéridos por la LPL, pueden ser cap­ tados por las células y ser usados com o fuente de energía. Los ácidos grasos en exceso, en particu lar en las células grasas (ad ip ocitos), son reesterificados en los triglicéri­ dos para alm acen am iento de largo plazo en gotas lipídicas intracelulares. La lipasa sensible a horm ona dentro de las células adiposas puede liberar ácidos grasos libres de los triglicéridos en la grasa alm acenada cuando las fuentes de energía de carbohid ratos son insuficientes para las n ecesi­ dades energéticas del cuerpo. Las horm onas adrenalina y

CAPÍTULO 12 ■ LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS

cortisol desem peñan una fu n ció n im portante en la m ovili­ zación e hidrólisis de triglicéridos de adipocitos, m ientras que la insulina evita la lipólisis por adipocitos y prom ueve el alm acenam iento de grasa y el uso de glucosa. D urante la lipólisis de q uilom icrones, hay transferencia de lípido y apolipoproteínas sobre HDL, y los quilom icro­ nes son convertidos en pocas horas después de la com ida en partículas rem anentes de quilom icrón. E l hígado cap­ ta con rapidez los rem anentes de los quilom icrones por la in teracció n de la apo E con receptores de rem anentes esp ecíficos en la superficie de las células hepáticas. Una vez en el hígado, las enzim as lisosom ales descom ponen las partículas rem anentes para liberar ácidos grasos libres, colesterol libre y am inoácidos. Parte del colesterol se co n ­ vierte en ácidos biliares. Los ácidos biliares y el colesterol libre son excretados de form a directa en la bilis, pero no todo el colesterol excretado y la sal b iliar salen del cuer­ po. Com o se describió antes, casi la m itad del colesterol b iliar excretado es reabsorbido por el in testin o , y el resto aparece en las heces com o esteroides neutros fecales. E n el caso de los ácidos biliares, casi la m itad son reabsorbidos y reutilizados por el hígado para p rod u cción de bilis.

Vía endó g ena25-28 La m ayor parte de los triglicéridos en el hígado que son em pacados en V LD L son obtenidos de la dieta después de la recircu lación desde el tejido adiposo. Sólo una peque­ ña fracción se sintetiza de novo en el hígado a partir de los carbohidratos dietéticos. Las partículas de V LD L, una vez secretadas en la circulación, experim entan un proce­ so lip olítico sim ilar al de los quilom icrones (fig. 1 2 -3 ). Principalm ente por la acción de la LPL, la V LD L pierde lípidos b ásicos, lo que causa la d isociación y transferen­ cia de apolipoproteínas y fosfolípidos a otras partículas de lipoproteína. D urante este proceso, la V LD L es convertida en rem anentes V LD L, que se pueden transform ar m ás por lipólisis en LDL. Casi la m itad de las V LD L son conver­ tidas por com pleto en algún m om ento a LD L, y el resto son captadas com o rem anentes V LD L por receptores de rem anentes hepáticos. Com o resultado de la captación eficiente por los recep­ tores de L D L ,17 las LD L son las lipoproteínas principales encargadas de entregar colesterol exógeno a las células periféricas. Una vez enlazadas a los receptores de LDL, son endocitosadas por las células y transportadas al lisosom a, donde son degradadas. Los triglicéridos en la LD L son convertidos por la lipasa ácida en ácidos grasos libres y gli­ cerol, y son m etabolizados m ás por la célula para energía y son reesterificados y alm acenados en los lípidos para uso posterior. E l colesterol libre obtenido de LD L degradada se puede usar para biosíntesis de m em brana, y el exceso de colesterol se convierte m ediante la acil-C oA :acil-colesterol aciltransferasa (ACAT) en ásteres de colesterilo y se alm acena en gotas de líp id o .45 La regulación de la b iosíntesis de colesterol celular es, en parte, coordinada por la disponibilidad de colesterol entregado por el receptor de L D L .17 M uchas enzim as en la vía biosin tética del colesterol (p. e j., H M G -CoA reductasa, el b lanco principal para los fárm acos tipo estatina que dism inuyen el colesterol) son

289

desreguladas (ju n to con el receptor de LD L) cuando hay exceso de colesterol celular por un m ecanism o com p lejo en el que interviene la regulación de genes y la de genes p o stranscrip cio nal .46 Las anorm alidades en la fu n ció n del recep tor de LD L dan com o resultado el increm en to de LD L en la circula­ ción y originan hipercolesterolem ia y aterosclerosis pre­ m atu ra .1747 Los pacientes que son h eterocigóticos para una enferm edad llamada hipercolesterolem ia fam iliar (in cid encia, alrededor de 1 en 5 0 0 ) tien en sólo la m itad de los receptores de LD L norm ales, lo que da com o resultado la captación hepática reducida de LD L por el hígado, y una m ayor b iosín tesis de colesterol hepático. La LD L que se acum ula en estos individuos con frecuencia da lugar al desarrollo de cardiopatía coronaria a la m itad de la vida adulta en h eterocigotos e inclu so antes para hom ocigoto s .17,47

Vía inversa de transporte de colesterol48 51 Com o se describió antes, un a de las fu nciones p rincip a­ les del HDL es m antener el equilibrio de colesterol en las células periféricas m ediante la vía inversa de transporte de colesterol (fig. 1 2 -3 ). Se cree que el HDL elim ina el exceso de colesterol de las células por dos vías diferentes, la vía de difusión acuosa 31 y la de transportador A BC A 1 .49 E n la vía de difusión acuosa, HDL actúa com o un pozo para la pequeña cantidad de colesterol que se puede difundir lejos de las células. Aunque el colesterol es relativam ente insolu ble en agua, debido a que es u n lípido anfifático, es soluble en plasm a en cantidades m icrom olares y se pue­ de disociar en form a espontánea desde la superficie de las m em branas celulares y entrar al líquido extracelular. Parte del colesterol libre se unirá en ton ces con el HDL en el espacio extracelular y, una vez enlazado, queda atrapa­ do en las lipoproteínas después de que es convertido en éster de colesterilo por la lecitín -co lesterol aciltransfera­ sa (LCA T ),52 que reside en el HDL. E l HDL puede en ton ­ ces entregar de m anera directa colesterol al hígado por el receptor SR-B1 53y, posiblem ente, otros receptores .9,36 Alre­ dedor de la m itad del colesterol en el HDL es regresado al hígado por el recep tor de LD L, después de ser transferido prim ero del HDL al LD L por la proteín a de transferencia de éster de colesterilo (C E T P ),34 que conecta las vías de tran sporte de colesterol directa e inversa (fig. 1 2 -3 ). E l colesterol que llega al hígado es excretad o en tonces de m anera directa en la bilis o prim ero se convierte en ácido biliar antes de la excreción. La otra vía en la que el HDL m edia la elim inación de colesterol de las células, tiene que ver co n el transportador ABCA1. É ste es un m iem bro de la fam ilia de trasportadores de casete de enlace a ATP que bom bea varios ligandos por la m em brana plasm ática. Los defectos en el gen para el transportador ABCA1 cond u cen a la enferm edad de Tangier ,49 un trastorno relacionado co n el HDL y una predisposición a la cardiopatía coronaria prem atura. No se co n o ce el m ecanism o exacto del transportador ABCA1, pero se cree que el transportador m odifica la m em brana plasm ática al transportar u n lípido, que después perm ite que la apo A-I que se ha disociado de H DL se enlace con la

290

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

ES T U D IO D E C A S O 12-1 U n varón de 5 2 años de edad acudió a su m éd ico para u n recono cim iento. El pacien te había sido un gerente de distrito para una com pañía aseguradora autom otriz durante los últim os 10 años y tenía 11 kg de sobrepeso. D ebido a cu estiones de n egocios había perdido sus dos últim as citas con el m édico. La tira reactiva de análisis de orina no fue notable. Su presión arterial fue alta. Se obtuvieron los resultados de quím ica sanguínea lista­ dos en el cuadro 12 - 1.1 de estudio de caso.

CUADRO 12-1.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIOS AN ALITO

VALOR DEL

INTERVALO DE

PACIENTE

REFERENCIA

Na+

151

135-143 mEq/l

K+

4.5

3.0-5.0 mEq/l

Cl-

106

98-103 mEq/l

Contenido de C 0 2

13

22-27 mmol/l

Preguntas

Proteína total

5.7

6.5-8.0 g/dl

1. C onsiderando las pruebas anorm ales, ¿qué inform a­ ción ad icional le gustaría tener?

Albúm ina

1.6

3.5-5.0 g/dl

Calcio

7.9

9.0-10.5 mg/dl

2 . Si este pacien te tuviera triglicéridos de 100 mg/dl

Colesterol

210

140-200 mg/dl

Ácido úrico

6.2

3.5-7.9 mg/dl

Creatinina

2.5

0.5-1.2 mg/dl

ÑUS

95

7-25 mg/dl

Glucosa

88

75-105 mg/dl

Bilirrubina total

1.2

0.2-1.0 mg/dl

Fosfatasa alcalina

27

7-59 IU/L

Deshidrogenasa de lactato

202

90-190 IU/L

Trasaminasa de aspartato

39

8-40 IU/L

Amilasa

52

76-375 IU/L

(1 .1 mmol/L) y un colesterol HDL de 2 3 mg/dl (0 .6 mmol/L), ¿cuál serla su valor de colesterol LD L cal­ culado? 3. Sin em bargo, si sus triglicéridos fueran 4 7 6 mg/dl (5 .4 mmol/L), con un colesterol HDL de 23 mg/dl (0 .6 mmol/L), ¿cuál seria su valor de colesterol LD L calculado?

m em brana celular. E n un m ecanism o de extracció n pare­ cido al del detergente, la apo A-I elim ina en ton ces el ex ce ­ so de colesterol y fosfolípido de la m em brana plasm ática de las células para form ar una partícula de H DL de form a discoidal. Así, el HDL recién form ado es com petente para aceptar colesterol adicional por la vía de difusión acuosa y en algún m om ento se convierte en H DL esférico por la acción de la LCAT (fig. 1 2 -3 ).

DISTRIBUCIONES DE LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS EN LA POBLACIÓN Las con cen tracio n es de lipoproteína sérica difieren entre varones y m u jeres adultos, principalm ente com o resultado de diferencias en los niveles de horm onas del sexo, donde las m u jeres tien en concentracio nes m ayores de colesterol LD L y m enores de colesterol total y triglicérido que los varones .56 La diferencia en colesterol total, sin em bargo, desaparece después de la m enopausia a m edida que dism i­ nuye el estrógen o .37,38 Los varones y las m ujeres m uestran una tend encia hacia m ayores concentraciones de coleste­ rol total, colesterol LD L y con cen tracio n es de triglicérido

con la edad .36'59'60 Las con centraciones de colesterol de H DL por lo general perm anecen estables después del in i­ cio de la pubertad y n o dism inuyen en las m ujeres co n el in icio de la m enopausia .61 Los intervalos de referencia en el adulto se m uestran en el cuadro 12-3. Las con cen tracio n es circulantes de colesterol total, colesterol de L D L y triglicéridos en n iñ os jó v en es son por lo regular m ucho m enores que las observadas en adul­ to s .62,63 Además, las con cen tracio n es no difieren de m odo im portante entre n iños y niñas. Las con cen tracio n es de

CUADRO 12-3. IN TERVALO S D E R EFER EN C IA PARA LÍPIDO S EN ADULTOS AN A LITO

INTERVALO DE REFERENCIA

Colesterol total

140-200 mg/dl

Colesterol HDL

40-75 mg/dl

Colesterol LDL

50-130 mg/dl

Triglicérido

60-150 mg/dl

CAPÍTULO 12 ■ LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS

colesterol H DL para niños y niñas son com parables con las de m u jeres adultas. Sin em bargo, en el in icio de la pubertad, las concentraciones de H DL en n iñ os caen a las con cen tracio n es de varones adultos, una d ism in u ción de alrededor de 20% , m ientras que las de las niñas no cam ­ bian. Es la m enor con cen tració n de colesterol de HDL en los varones, com binada con sus m ayores concentraciones de colesterol de LD L y triglicéridos lo que explica m ucha de la relación observada con el m ayor riesgo de cardiopa­ tía prem atura. La incid encia de cardiopatía se relaciona de m anera fir­ m e con la concentración de colesterol sérico ,64-65 y se han llevado a cabo com paraciones que m uestran que los indi­ viduos en sociedades que de m anera tradicional com en m enos grasa anim al y más granos, frutas y verduras, com o m uchas poblaciones asiáticas, tienen concentraciones m enores de colesterol LD L y tasas más bajas de cardiopatía que las sociedades que ingieren más grasa, en particular grasa anim al, en su dieta y son mas sedentarias .66-67 Estas diferencias se pueden atribuir a factores genéticos y de estilo de vida. La im portancia de los factores diététicos se m ostró con claridad en u n estudio en el que se com pararon los patrones dietéticos y las tasas de cardiopatía en varones jap oneses que viven en Jap ó n , Hawaii y C alifornia .68E n este estudio, a medida que se volvió más occidental la inges­ tión dietética, con m ayor consum o de grasa y colesterol, las concentraciones de colesterol LD L se increm entaron de form a significativa, al igual que las tasas de cardiopatía, de m odo que los jap oneses que vivían en California tuvieron tasas m ucho m ayores de cardiopatía que los jap on eses que vivían en Jap ó n ; los de Hawaii fueron interm edios. Dentro de las sociedades en las que la dieta tiende a ser m ás hom o­ génea, las concentraciones de colesterol LD L se vuelven un poco m enos discrim inatorias com o factor de riesgo, y las concentraciones de HDL se vuelven más im portantes com o resultado de la capacidad del HDL para elim inar el exceso de colesterol de la circulación .69 E l N ational Cholesterol Education Program (N C E P ) se form ó para alertar a la población estadounidense acerca de los factores de riesgo relacionados con la cardiopatía. El N C EP ha em pleado grupos de expertos, entre otros los grupos de tratam iento de adultos, el de tratam iento de n iños y ad olescentes y el de estandarización de laborato­ rios, para producir recom endaciones dentro del alcance de las actividades de cada gru po .62-70'73 E n 1 9 8 8 , el grupo de tratam iento de adultos del N CEP (Adult Treatment Panel, ATP) elaboró una lista de factores de riesgo para cardiopatía. Estas norm as fueron actualiza­ das por el ATP III en 2 0 0 2 .73 La lista actual de factores de riesgo se m uestra en el cuadro 12-4. E l ATP III tam bién ha recom endado que los adultos ( a 20 años) obtengan un per­ fil de lipoproteína de ayuno (colesterol total, LDL y HDL y triglicéridos), una vez cada cin co años, y ha elaborado norm as para el diagnóstico y tratam iento de seguim iento de individuos con concentraciones anorm ales (cuadro 1 2-5). E l grupo de tratam iento de niños y adolescentes tam bién ha elaborado criterios similares para la población pediátrica .62 E l grupo de estandarización de laboratorios del N CEP y su sucesor, el grupo de trabajo de m ed ición de lipopro-

291

CU A D RO 12-4. FACTO RES D i R IESG O D E CA RD IO PA TÍA D ETERM IN A D O S POR LOS GRUPO S D E TRATAM IENTO D E ADULTOS NCEP Factores de riesgo positivos • Edad: >45 años para varones; >55 años o menopausia prematura para mujeres • Antecedentes familiares de CC prematura • Hábito de fum ar actual • Hipertensión (TA >140/90 mmHg o tom ar medica­ mentos antihipertensivos) • Concentración de colesterol LDL >160 mg/dl (>4.1 mmol/L), con factor de riesgo >1 • Concentración de colesterol LDL >130 mg/dl (3.4 mmol/L), con factores de riesgo >2 • Concentración de colesterol LDL&100 mg/dl (2.6 mmol/L), con CC o riesgo equivalente. • Concentración de colesterol HDL >40 mg/dl (<1.0 mmol/L) • Diabetes mellitus = equivalente de riesgo de CC • Síndrome metabólico (factores de riesgo metabólico múltiples) Factores de riesgo negativos • Concentración de colesterol HDL >60 mg/dl (>1.6 mmol/L) • Colesterol LDL <100 mg/dl (<2.6 mmol/L)

teín a ,70-72 estableció norm as de laboratorio para precisión y exactitu d aceptables al m edir colesterol total, triglicéri­ dos y colesterol de lipoproteínas (colesterol LIDL y LD L) (cuadro 12 - 6). Es evidente que la m ejo r form a de reducir la prevalen­ cia de cardiopatía es a través de la prevención. Aprender y practicar buen os patrones de dieta y ejercicio en los prim eros años de la vida, m antener estos patrones toda la vida ,56 evitar fum ar y controlar la presión arterial son m edios im portantes para reducir la in cid encia de CC y accidente cerebrovascular .74-76 Las m ed iciones del perfil de lipoproteínas proporcionan una m anera de identificar a los individuos que pueden tener con cen tracio n es que los p onen en riesgo, de m odo que puedan recib ir trata­ m ien to para reducir el nivel de riesgo. E l tratam iento de otras enferm edades que pueden afectar a las lipoproteínas, com o la diabetes m ellitus, hipotiroidism o y enferm edad renal, tam bién es im portante. Una dieta prudente, b aja en grasa y colesterol, con una ingestión calórica ajustada para satisfacer y m antener el peso corporal ideal, ju n to con ejercicio regular, puede reducir el riesgo de cardiopatía, accidente cerebrovascular, diabetes y cáncer .77"80 Se ha dem ostrado que la ingestión dietética de grasa y colesterol tiene un efecto sinergístico, de m odo que el colesterol dietético es absorbido de m ane­ ra más eficiente en presencia de grasa .81 Además, la grasa saturada es más aterogénica que la grasa insaturada .56-82-83 La American Heart Association ha recom endado norm as die­ téticas para la ingestión de grasa y colesterol para la m ayor parte de los adultos estadounidenses (cuadro 1 2 -7 ).

292

PARTE II ■ CORRELACIONES CLINICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

CUADRO 12-5. NORM AS DE TRATAM IENTO E STA B LEC ID A S POR LO S GRUPOS DE TRATAM IENTO DE ADULTOS N CEP (LA PRU EBA IN IC IA L D EB E CO N SISTIR EN A YUN O > 12 HORAS)___________________________ CATEG O RÍA DE RIESGO Y ACCIÓN

CT, <200 mg/dl (5.2 mmol/L); TG, <150 mg/dl (<1.7 mmol/L); CLDL, <130 mg/dl (<3.4 mmol/L); CHDL, >40 mg/dl (>1.0 mmol/L) Repetir dentro de cinco años Proveer información de reducción de riesgo CT, 200 a 239 mg/dl (5.2 a 6.2 mmol/L); TG, 150 a 199 mg/dl (1.7 a 2.2 mmol/L); CLDL, 130 a 159 mg/dl (3.4 a 4.1 mmol/L); CHDL, >40 mg/d¡ (1.0 mmol/L), y 0 a 1 factores de riesgo Proveer dieta con CTEV e información de actividad física y evaluar de nuevo en 1 año Proveer información de reducción de riesgo CT, >200 mg/dl (5.2 a 6.2 mmol/L); TG, >200 mg/dl (>2.2 mmol/L); CLDL, 130 a 159 mg/dl (3.4 a 4.1 mmol/L); CHDL, <40 mg/dl (1.0 mmol/L), y factores de riesgo >2 Hacer la evaluación clínica, incluso los antecedentes familiares Iniciar tratam iento con dieta (véase a continuación) CT, >240 mg/dl (6.2 mmol/L) Realizar análisis de lipoproteínas (véase abajo) DECISIONES DE TRATAM IENTO C ATEG O RÍA DE RIESGO

CONCENTRACIÓN DE ACCIÓN

OBJETIVO

Sin CC; factores de riesgo 0-1

>160 mg/dl (4.1 mmol/L)

<160 mg/dl (4.1 mmol/L)

Sin CC; >2 factores de riesgo (riesgo de 10 años, >20% )

>130 mg/dl (3.4 mmol/L)

<130 mg/dl (3.4 mmol/L)

CC; equivalente de riesgo de CC (riesgo de 10 años, >20%)

>100 mg/dl (2.6 mmol/L)

<100 mg/dl (2.6 mmol/L)

Sin CC; factores de riesgo 0 a 1

>190 mg/dl (4.9 mmol/L)

<160 mg/dl (4.1 mmol/L)

Sin CC; factores de riesgo <2 (riesgo de 10 años, <10% )

>160 mg/dl (4.1 mmol/L)

<130 mg/dl (3.4 mmol/L)

Sin CC; factores de riesgo <2 (riesgo de 10 años, 10 a 20%)

&130 mg/dl (4.1 mmol/L)

<100 mg/dl (3.4 mmol/L)

CC; equivalente de riesgo de CC

>130 mg/dl (3.4 mmol/L)

<100 mg/dl (2.6 mmol/L)

Terapia dietética

Tratamiento con fármacos

CUADRO 12-7. CO M PO SICIÓ N DE LA DIETA CON CA M B IO S TER A PÉU TICO S EN E L ESTILO DE V ID A (CTEV) R EC O M EN D A D O S POR EL GRUPO III D E TRATAM IENTO DE ADULTOS NCEP (EN COM PARACIÓN CON LA DIETA ESTA D O U N ID EN SE PRO M EDIO ) _______________ DIETA DEL

CUADRO 12-6. OBJETIVO S D E D ESEM P EÑ O

NUTRIMENTO

A N A LÍTICO NCEP

DIETÉTICO

DIETA CTEV

PROM EDIO

Grasa total (% de calorías totales)

25-35%

36%

Saturada

<7%

15%

Monoinsaturada

<20%

15%

<10%

6%

Colesterol total Colesterol HDL >42 mg/dl <42 mg/dl

PRECISIÓN

SESG O

ERROR TOTAL

CV 3%

±3%

±8.9%

CV 4% DE <1.7 mg/dl

±5%

Colesterol LDL

CV 4%

±4%

Triglicéridos

CV 5%

±5%

±12.8%

Poliinsaturada

ESTADOUN IDEN SE

Colesterol

>400 mg/día

Carbohidratos

50-60%

±11.8%

Fibra

20-30 g/día

±14.8%

Proteína

-15%

CAPITULO 12 ■ LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS

293

ES T U D IO D E C A S O 12-2 U n varón de 3 0 años de edad con d olor de tórax fue llevado al departam ento de urgencias después de un ju e g o de softbol. Se colocó al pacien te en la unidad de atención coronaria cuando su E C G m ostró ondas errá­ ticas en la región ST. E n los antecedentes fam iliares se encontró que su padre m urió de ataque cardíaco a la edad de 4 5 años. El pacien te había sido siem pre atlé­ tico cuando cursó la preparatoria y la universidad, así que no se había preocupado de llevar una rutina física. Se ejecutaron las pruebas de laboratorio listadas en el cuadro 12 - 2.1 de estudio de caso.

Preguntas 1. C onsiderando los síntom as y los antecedentes fam i­ liares, ¿qué pruebas ad icionales se deben recom en ­ dar? 2. Si su seguim iento de colesterol total perm anece en el m ism o intervalo después que es dado de alta del hospital, y sus con cen tracio n es de triglicéridos y colesterol HDL están dentro del intervalo norm al, ¿qué curso de tratam iento se debe recom endar?

PREVENCIÓN, DIAGNÓSTICO Y TRATAMIENTO DE LA ENFERM EDAD Las enfermedades relacionadas con las concentraciones anormales de lípidos se denom inan dislipidemias. Pueden ser causadas de forma directa por anormalidades genéticas o por desequilibrios ambientales o de estilo de vida, o pueden ser una consecuencia de otras enfermedades .84'86 Por lo general, las dislipidemias se definen por las características clínicas de los pacientes y los resultados de las pruebas de sangre, y no necesariam ente se definen por el defecto específico relacio­ nado con la anormalidad. M uchas dislipidemias, sin impor­ tar la causa, se relacionan con CC o arteriosclerosis.

A rteriesclerosis E n Estados U nidos y m uchos otros países desarrollados, la arteriosclerosis es la única causa principal de m uerte y dis­ capacidad. La tasa de m ortalidad ha dism inuido en E sta­ dos U nidos en los años pasados, en parte com o resultado de avances en el diagnóstico y tratam iento, pero tam bién com o resultado de cam bios en el estilo de vida de la pobla­ ció n estadounidense, que resulta de la m ayor con cien cia de la relación entre el colesterol y la cardiopatía. Esta m ayor con cien cia ha dado com o resultado una d ism in u ción glo­ bal en la con cen tració n de colesterol sérico prom edio y

CUADRO 12-2.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIOS AN ALITO

VALO R DEL

INTERVALO

PACIENTE

DE REFERENCIA

Sodio

139

135-143 mEq/L

Potasio

4.1

3.0-5.0 mEq/L

Cloruro

101

98-103 mEq/L

Contenido de C 0 2

29

22-27 mmol/L

Proteína total

6.9

6.5-8.0 g/dl

Albúm ina

3.2

3.5-5.0 g/dl

Calcio

9.3

9.0-10.5 mg/dl

Colesterol

278

140-200 mg/dl

Ácido úrico

5.9

3.5-7.9 mg/dl

Creatinina

1.1

0.5-1.2 mg/dl

ÑUS

20

7-25 mg/dl

Glucosa

97

75-105 mg/dl

Bilirrubina total

0.8

0.2-1.0 mg/dl

Fosfatasa alcalina

20

7-59 IU/L

Deshidrogenasa de lactato

175

90-190 IU/L

Trasaminasa de aspartato

35

8-40 IU/L

Amilasa

98

76-375 IU/L

un a m en or prevalencia de cardiopatía; sin em bargo, aún exced en las otras causas de m uerte com binadas. Tanto m ujeres com o varones desarrollan arteriosclerosis; sin em bargo, en prom edio, las m u jeres las desarrollan 10 años después que los varones. La relación entre la cardiopatía y las anorm alidades de lípidos provienen de la sed im entación de lípidos, sobre todo en la form a de colesterol esterificado, en las paredes de las arterias. Esta sed im entación de lípidos com ienza con las capas delgadas llam adas rayas de grasa. E n estu­ dios en los que se exam inan los vasos sanguíneos en la necropsia, se han visto rayas de grasa en casi todas las per­ sonas m ayores de 15 años de edad, sin im portar la causa de la m u erte .87,88 Las rayas de grasa se pueden convertir con el tiem po en placas que bloqu ean en parte (oclu yen) el flujo sanguíneo. Cuando se form a la placa en las arte­ rias de los brazos o piernas, se llam a enferm edad vascular periférica (E V P ); cuando se form a en el corazón, se co n o ­ ce com o enferm edad coronaria (E C ), y cuando se form a en los vasos del cerebro, se llam a enferm edad cerebrovascu íar (E C V ). La E C se relaciona co n angina e infarto de m iocardio, y la E C V se relaciona con accidente cerebrovascular. M uchas anorm alidades genéticas y adquiridas tam bién pueden originar depósitos de lípidos en el hígado y el riñ ón , lo que da com o resultado una fu n ció n d eterio­ rada de estos órganos vitales. Los depósitos de lípido en la

294

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

piel form an nod u los llam ados xantom as, que son una pista para anorm alidades genéticas. La form ación de placa conlleva lesión celular, seguida de in filtración y proliferación celu lar para reparar el sitio. Cuando la sangre viaja por los vasos sanguíneos, ocurren pequeñas lesiones que sirven de señal para que m acrófagos y plaquetas sanen la lesión. La LD L lleva colesterol al sitio para que se puedan form ar nuevas m em branas celu ­ lares y los m acrófagos puedan reparar el área. La LD L que ha sido m odificada por procesos oxidativos y alteraciones quím icas puede ser captada por los m acrófagos, y se pro­ d ucen células espum osas. Éstas se acum ulan debajo de la capa endotelial de la pared arterial. Las lesiones futuras dan lugar a m ás depósitos y, por ú ltim o, se form a la placa. La lesión con tin u a y la reparación causan m ás estrecha­ m ien to de la abertura de los vasos, o luz, lo que provoca que la sangre circule bajo presión cada vez mayor. L os depósitos en las paredes de los vasos se relacionan con frecu encia co n concentracio n es séricas increm entadas de colesterol LD L o concentraciones reducidas de coles­ terol H D L .65'9395 D ism inuir la con cen tració n de colesterol LD L es u n paso im portante en evitar y tratar la C C .95"100 Se estim a que para cada dism inu ción de 1% en la co n cen ­ tración de colesterol LD L hay una dism in u ción de 2% en el riesgo de una persona de desarrollar arteriosclerosis .101 Para pacientes con cardiopatía establecida, los estudios h an m ostrado que el tratam iento firm e para reducir las con cen tracio n es de colesterol LD L debajo de 1 0 0 mg/dl (2 .6 mmol/L) es efectivo en la estabilización y a veces regresión de las p lacas .102 105 Se consid era que la estabi­ lización de la placa es al m enos tan im portante com o la regresión en térm inos de rotura p o ten cia l .103104106 E n algunos individuos, las concentracion es altas de colesterol sanguíneo o triglicéridos son causadas por anor­ m alidades genéticas en las que se sintetiza dem asiado o se elim ina m uy p o co .86-107"112 Sin em bargo, en la mayoría de las personas las concentracion es altas de colesterol o triglicéri­ dos, o ambas, son resultado del alto consum o de alim entos ricos en grasa y colesterol, el hábito de fum ar y la falta de ejercicio, o por otros trastornos o estados m orbosos que afectan el m etabolism o de lípidos, com o la diabetes, hiper­ tensión, hipotiroidism o, obesidad, otros desequilibrios horm onales, enferm edades del hígado y riñ ón y alcoholis­ m o. Las concentraciones bajas de colesterol HDL se rela­ cionan tam bién con el m ayor riesgo de cardiopatía .65110111 pero pocas terapias increm entan de m odo significativo las concentraciones de colesterol HDL. Las terapias con estatina y fibrato son b ien toleradas y producen increm entos pequeños (5 a 10% ) en las concentraciones de colesterol HDL, al m ism o tiem po que reducen el colesterol LD L y las concentraciones de triglicéridos, las cuales son benéficas para la red ucción de riesgo de C C .113-117 E l uso de genfibrozilo en Veterans’ Affairs HDL Intervention Triol para elevar las concentraciones de colesterol HDL en pacientes con CC con concentraciones bajas en la línea base, m ostraron beneficio directo, significativo, a partir del aum ento de 7% en las concentraciones de colesterol HDL en la prueba .114 Los análisis de laboratorio pueden ayudar al diagnós­ tico de arteriosclerosis. Las d eterm inaciones exactas de

con cen tracio n es de colesterol total, H DL y LD L pueden indicar la necesidad para terapia con dieta o con dieta y fár­ m acos. Com o se m uestra en el cuadro 1 2 -5 , los individuos co n una dieta b aja en grasa que con tin ú an con co n cen ­ traciones de colesterol LD L a 1 9 0 mg/dl ( > 4 .9 mmol/L) en la m ed ición repetida se beneficiarán de la in tervención con fárm acos. Si tien en dos o m ás factores de riesgo de E C y con tin ú an con con centracio n es de colesterol LD L > 1 6 0 mg/dl ( > 4 .1 mmol/L), tam bién se beneficiarían de la terapia con fárm acos. Y si ya se les ha diagnosticado car­ diopatía, el tratam iento con fárm acos se considera cuando la co n cen tració n de colesterol LD L es > 1 3 0 mg/dl ( > 3 .4 mmol/L). Para determ inar el tratam iento se debe usar el prom edio de por lo m enos dos m ed iciones, tom adas con separación de 1 a 8 sem anas .73 Los tratam ientos con fárm acos secuestradores de áci­ dos biliares, com o la colestiram ina, tienen com o finalidad secu estrar colesterol en el intestino de m odo que no sea absorbido y, hasta hace poco, eran considerados com o los ú n ico s fárm acos seguros para uso en n iñ o s .101 Sin em bargo, los secuestradores de ácidos biliares tien en efectos adver­ sos incóm odos, com o d istensión abdom inal y estreñ im ien­ to, y son m al tolerados. La clase m ás recien te de fárm acos inclu ye los inhibid ores lovastatina, sim vastatina, pravastatina, fluvastatina, atorvastatina y rosuvastatina de H M GCoA reductasa. Estos fárm acos, conocid os com o estatinas, b loq u ean la síntesis de colesterol intracelu lar al in h ib ir la enzim a H M G -CoA reductasa. Las cu estiones de seguridad principales son los efectos h ep atotóxicos de la m iositis; sin em bargo, el m onitoreo de pacientes en las pruebas clí­ nicas ha m ostrado que m enos de 2% de los pacien tes tie­ nen increm en tos sostenidos de enzim as hepáticas. Estos fárm acos son eficaces para red ucir el colesterol LD L 20 a 4 0 % y, por lo general, son b ien tolerad os .97-100-102,115-117 Estudios recientes de terapia con estatinas en n iños con hipercolesterolem ia fam iliar indican que esta terapia tam ­ b ién es efectiva, b ien tolerada, y al parecer tam bién es segura para e llo s .118-120 La niacina es u n fárm aco potente para reducir el colesterol LD L y elevar las concentracio nes de colesterol HDL; sin em bargo, causa ru bor y diarrea en m u chos pacien tes, y puede ser h ep atotóxico y agravar la intolerancia a la glucosa y la h ip eru ricem ia .121 O tros fár­ m acos son el probu col, que evita la oxid ación de lípidos y la captación de m acrófagos ,122y derivados de ácido fíbrico, com o clofibrato, gem fibrozilo, fenofibrato y etiofibrato, que red ucen las concentraciones de triglicérido y coleste­ rol V LD L e increm en tan el colesterol H D L .113-121

Hiperlipoproteinem ia Las lipoproteínas son vehículos de tran sporte com plejos para m over colesterol, ésteres de colesterilo y triglicéridos en la sangre. Los estados m orbosos relacionados con los lípidos séricos anorm ales suelen deberse a d isfu nciones en la síntesis, transporte o catabolism o de lipoproteínas .110121 Las dislipidem ias se pueden subdividir en dos categorías principales: íiiperlipoproteinem ias, que son enferm edades relacionadas con concentracio nes altas de lipoproteínas e hipolipoproteinem ias, que se relacionan co n co n cen tra­

CAPÍTULO 12 ■ LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS

ciones b ajas de lipoproteína. Las hiperlipoproteinem ias se pueden subdividir en hipercolesterolem ia, hipertrigliceridem ia e hiperlipidem ia com binada con increm en tos de colesterol y triglicéridos.

Hipercolesterolem ia La hipercolesterolem ia es la anorm alidad lipídica que guar­ da una estrecha relación con la card iopatía .63 U na form a de la enferm edad, que se relaciona co n anorm alidades genéticas que predisponen a los individuos afectados a con cen tracio n es altas de colesterol, se llam a hipercoleste­ rolem ia fam iliar (H F ). Por fortuna los hom ocigotos para H F son raros ( 1 :1 0 0 0 0 0 0 en la p o b lació n ), pero pueden tener co n cen tracio n es de co lestero l total tan altas com o 8 0 0 a 1 0 0 0 mg/dl (2 0 a 2 6 mmol/L). E stos pacien tes con frecuencia tienen su prim er ataque cardiaco cuando aún están en la ad olescencia .123 Los heterocigotos para esta enferm edad son m ucho m ás frecuentes porque la enfer­ medad es causada por u n trastorno cod om inante autosóm ico. Los heterocigotos tien den a tener concentraciones de colesterol total en el intervalo de 3 0 0 a 6 0 0 mg/dl (8 a 15 mmol/L) y, si no recib en tratam iento, m uestran sín ­ tom as de cardiopatía en el intervalo de edad de 2 0 a 5 0 años. Casi 5% de los pacien tes m enores de 5 0 años con EC son heterocigotos para HE O tros síntom as relaciona­ dos con la H F inclu yen xantom as tendinosos y tuberosos, que son depósitos de colesterol b a jo la piel, y el arco, que son depósitos de colesterol en la có rn ea .110 En hom ocigotos y heterocigotos, el increm en to de colesterol se relaciona sobre todo con un in crem en to en el colesterol LDL. Estos individuos sintetizan colesterol intracelu lar norm alm ente, pero carecen, o tien en una defi­ ciencia, de receptores de LD L activos. E n consecu encia, el colesterol derivado por absorción e incorporad o en LD L se acum ula en la circulación porque no hay receptores para enlazar la LD L y transferir el colesterol a las células. Sin em bargo, las células que requieren colesterol para uso en la m em brana celu lar y p rod u cción de horm onas, sin teti­ zan colesterol intracelu larm ente a una tasa increm en ta­ da para com pensar la falta de colesterol del m ecanism o m ediado por receptores. E n los heterocigotos para H F y otras form as de hiperco­ lesterolem ia en las que hay actividad insuficiente de recep­ tores de LDL, la red ucción en la tasa de síntesis interna de colesterol, a través de la in h ib ición de la actividad de HM GCoA re d u ctasa m ed ia n te el u so de in h ib id o re s de H M G -C oA reductasa (estatinas), estim ula la producción de receptores adicionales, y se increm enta la interioriza­ ció n celular de colesterol de LD L que, a su vez, dism inuye las concentracio nes séricas. No obstante, los hom ocigotos, no se pueden beneficiar en form a significativa de este tipo de terapia porque no tienen receptores funcionales que estim ular. Los hom ocigotos dependen sobre todo de una técnica llamada féresis de LDL, un m étodo sim ilar al trata­ m iento de diálisis empleada en personas con insuficiencia renal, en el que se extrae sangre del paciente en form a periódica, se procesa para elim inar LD L y se regresa al p acien te .123,124

295

La m ayor parte de los individuos con concentracio nes altas de colesterol LD L no tien en HF, pero aún es alto el riesgo de sufrir CC prem atura 36-63-69-73-101 y se deben m ante­ ner con una dieta b aja en grasa y colesterol, con ingestión calórica ajustada para conseguir o m antener un peso cor­ poral id eal .56-1125'127 Se debe incorporar la actividad física regular, con tratam iento farm acológico ad icional cuando sea necesario (cuadro 1 2 -5 ).

Hipertrigliceridem ia E l grupo de tratam iento de adultos del N CEP ha estable­ cido las con cen tracio n es lím ite altas de triglicéridos com o 1 5 0 a 2 0 0 mg/dl (1 .7 a 2.3 mmol/L), altas com o 2 0 0 a 5 0 0 mg/dl (2 .3 a 5 .6 mmol/L) y m uy altas com o > 5 0 0 mg/dl (5 .6 mmol/L ).73 La hipertrigliceridem ia puede derivar de anorm alidades genéticas, conocid a com o hipertrigliceride­ m ia fa m iliar, o de causas secundarias, com o anorm alida­ des horm onales relacionadas con el páncreas, glándulas suprarrenales e hipófisis, o de diabetes m ellitus o nefrosis. La diabetes m ellitus origina m ayor desviación de gluco­ sa en la vía de la pentosa, lo que causa m ayor síntesis de ácidos grasos. La nefrosis reduce la elim in ación de con s­ tituyentes de alto peso m olecular com o triglicéridos, que causan m ayores con centraciones séricas. La h ip ertriglice­ ridem ia es por lo general un resultado de un desequilibrio entre la síntesis y aclaram iento de V LD L en la circula­ ció n 128'123 E n la m ayor parte de los estudios, la hipertri­ gliceridem ia no ha sido im plicada por estadísticas com o un factor de riesgo independiente para C C , pero m u chos pacientes con CC tien en concen tracio n es m oderadam ente altas de triglicéridos ju n to co n con cen tracio n es reducidas de colesterol H D L .132-133 Es difícil separar el riesgo rela­ cionado con con centracio n es altas de triglicéridos del de una con cen tració n b aja de colesterol HDL porque los dos están relacionados y las con centraciones séricas tam bién lo están, por lo general, de m anera inversa. Los triglicéridos están afectados por varias horm onas, com o la insulina pancreática y el glucagon, la horm ona de crecim iento pituitaria, la horm ona adrenocorticotróp ica (A C TH ) y la tirotropina y la adrenalina y noradrenalina de la m édula suprarrenal del sistem a nervioso. La adrenalina y la noradrenalina afectan las con cen tracio n es de trigli­ céridos séricos al activar la produ cción de lipasa sensible a horm ona, que se localiza en el tejid o ad iposo .134 O tros procesos del cuerpo que provocan la actividad de la lipasa sen sible a horm onas son el crecim iento celu lar (h o rm o­ na del crecim ien to ), la estim u lación suprarrenal (A C TH ), estim u lación de la tiroides (tirotropina) y el ayuno (gluca­ gon). Cada proceso, por su acción en la lipasa sensible a horm ona, da com o resultado un increm en to en la valores de triglicéridos séricos. Aunque la hipertrigliceridem ia grave ( > 5 0 0 mg/dl [5.6 mmol/L]) no se relaciona con riesgo alto para C C , es una anorm alidad con posibilidad de poner en riesgo la vida porque puede causar pancreatitis (in flam ación del pán­ creas) aguda y recu rren te .121-134-133 Por tanto, es im perativo d iagnosticar a estos pacientes y tratarlos con m ed icación para dism inuir triglicéridos y vigilarlos de cerca. Por lo

296

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

general, la hipertrigliceridem ia grave es causada por una d eficiencia de LPL o por una deficiencia de apolipoproteína C -II, que es un cofactor necesario para actividad de L PL .136 N orm alm ente, la LPL hidroliza los triglicéridos llevados en quilom icrones y V LD L para proveer células con ácidos grasos libres para energía desde fuentes de tri­ glicéridos exógenas y endógenas. Una d eficiencia en la actividad de LPL o apo C -II evita que los triglicéridos sean elim inados, y los triglicéridos séricos perm anecen en co n ­ centraciones m uy altas, aun cuando el pacien te ha ayuna­ do durante 12 a 14 horas. E l tratam iento de la hipertrigliceridem ia consiste en m odificaciones d ietéticas, aceite de pescado, fárm acos que dism inuyen los triglicéridos (sobre todo, derivados de ácido fíb rico) en casos de hipertrigliceridem ia grave o cuando u n valor de colesterol H DL b a jo indica riego de CC y a veces aceites co n com posicion es específicas de áci­ dos grasos .137,138 Es posible que sólo ciertas subespecies de quilom icrones y V LD L sean aterogénicas. Los remanentes de quilom icrones y las lipoproteínas de m uy b aja densidad (V LD L) representan subespecies que han sido hidrolizadas en parte por lipasas, y se considera que son en parti­ cular aterogénicas .139"143 La nueva m etodología para aislar rem anentes de quilom icrones y V LD L posibilita estudiar en la actualidad la aterogenicidad p otencial de estas par­ tícu las .144"146

Hiperlipoproteinem ia com binada La hiperlipoproteinem ia com binada se define por lo general com o la presencia de con cen tracio n es altas de colesterol sérico total y triglicéridos. Se considera que los individuos que presentan este síndrom e tien en m ayor riesgo de CC. E n la form a derivada genéticam ente, llam ada hiperlipopro­ teinem ia com binada fa m ilia r (HCF), algunos individuos de la fam ilia afectada pueden tener sólo colesterol alto; otros, sólo concentración alta de triglicéridos, e incluso otros, co n ­ cen tracion es altas de ambos. O tra form a genética rara de hiperlipoproteinem ia com ­ binada se llam a disbetalipoproteinem ia fa m iliar, o h ip erli­ poproteinem ia tipo III. E l nom bre hiperlipoproteinem ia tipo III es un vestigio de u n sistem a de clasificación que d esarrollaron Fred rickson y co is .147 que por lo dem ás en general ya no se usa. La enferm edad resulta de un a acu ­ m u lación de V LD L rica en colesterol y rem anentes de qui­ lom icrones com o resultado del catabolism o defectuoso de estas partículas. La enferm edad se relaciona tam bién con la presencia de una form a relativam ente rara de apo E , lla­ mada apo E2/2. Los individuos con hiperlipoproteinem ia tipo III con frecuencia tendrán valores de colesterol total de 2 0 0 a 3 0 0 mg/dl (5 a 8 mmol/L) y triglicéridos de 3 0 0 a 6 0 0 mg/dl (3 a 7 mmol/L). Para d istinguirlos de los indi­ viduos con otras hiperlipoproteinem ias com binadas, es necesario aislar prim ero la fracción de V LD L de su suero por centrifugación. U na relación obtenida de la con cen tra­ ció n de colesterol de VLDL a triglicéridos séricos totales será > 0 .3 0 en presencia de hiperlipoproteinem ia tipo III. Si la fracción de V LD L está sujeta a electroforesis de aga­ rosa, las partículas m igrarán en una región (3 amplia, en

vez de en la región pre-(3 norm al. El diagnóstico definitivo requiere una d eterm inación de isoform as apo E m ediante enfoque iso eléctrico o tipificación de DNA, lo que da com o resultado hom ocigosidad de apo E2/2 o, rara vez, d eficien­ cia de apo E. Sin em bargo, el tratam iento no depende por com pleto del diagnóstico porque estos pacientes se pue­ den tratar con terapia estándar de dieta, niacin a, genfibrozilo e inhibidores de H M G -CoA reductasa, com o dictan los resultados clín ico s de lipoproteína. Com o resultado de la com p osición rica en colesterol de estas partículas, el uso de la ecu ación de Friedew ald 148 para calcular las con cen tracio n es de colesterol LD L dará com o resultado una subestim ación de colesterol VLD L y, por tanto, una sobrestim ación de colesterol LDL, en com paración co n la b etacu an tificació n .149150

Increm ento de Lp(a) Se consid era en la actualidad que los in crem en tos en la co n cen tra ció n sérica de L p (a) confieren u n m ayor ries­ go de C C y E C V 151"155 Se han observado co n c en tracio ­ nes altas de L p (a) en pacientes con CC que en su jetos de con trol norm ales, aunque en los estudios prospectivos no se ha determ inado de m anera con clu y en te la relación p ositiva .156,157 La L p (a) es una variante de la LD L co n una apoliproteína extra, llam ada apo (a ); el tam año y las co n ­ cen tracion es séricas de L p (a) están determ inadas genéti­ ca m en te .158 D ebido a que la apo (a) tiene u n alto grado de hom ología co n el facto r de coagu lación , p lasm in ó g en o ,159 la hip ótesis aterogénica general tien e que ver co n la com ­ p etencia entre plasm inógen o y apo (a) por sitios de enlace de fibrin a .160'162 B ajo esta hipótesis, la com p eten cia exito ­ sa por apo (a) bloqu eará al plasm inógen o, y se form an coágulos a lo largo de la pared arterial que no se d isol­ verán. La m ayor parte de los fárm acos que dism inuyen a la LD L no tien en efecto en la co n cen tra ció n de L p (a), aun cuando se reduzca el colestero l en form a sig n ificati­ va. Los dos fárm acos que han m ostrado algún efecto son la n iacina y el estrógeno de reem plazo en m u jeres posm enopáusicas. Sin em bargo, hasta que se confirm e m ediante estud ios prospectivos la aterogenicidad de la L p (a ), no se recom iend a el tratam iento con n iacina excep to ju n to con otras con d icio n es dislipidém icas en las que está indicada la niacina.

Hipolipoproteinem ia Las hipolipoproteinem ias son anorm alidades m arcadas por con cen tracio n es reducidas de lipoproteína. Hay dos cate­ gorías principales: hipoal/alipoproteinem ia y hipobetalipoproteinem ia. La hipobetalipoproteinem ia se relaciona con concen tracion es b ajas aisladas de colesterol L D L (es decir, sin otros trastornos lipoproteínicos adicionales), pero debido a que por lo general no está relacionada con CC , no se analiza más.

Hipoalfalipoproteinem ia La hipoalfalipoproteinem ia indica una red u cción aislada de HDL circulante, definido en la actualidad por el N CEP

CAPÍTULO 12 ■ LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS

ES T U D IO D E C A S O 12-3 A un varón de raza blanca de 4 3 años de edad se le diagnosticó hiperlipidem ia a la edad de 13 años cuando su padre m urió de infarto de m iocardio a la edad de 3 4 años. E l abuelo del paciente m urió a la edad de 3 4 años, tam bién de infarto de m iocardio. E n la actualidad, el h om bre está activo y asin tom ático co n respecto a CC. Toma 4 0 m g de lovastatina (M ev acor), 2 veces/día (dosis m áxim a). Antes había tom ado niacin a, pero no la toleraba debido a que le provocaba rubor y trastor­ nos gastrointestinales, tam poco podía tolerar la resina colestiram ina (Q u estran ). Su exam en físico es notable por engrosam iento y xantom as del tendón de A quiles y u n ruido carotídeo derecho.

CUADRO 12-3.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO Triglicéridos

91 mg/dl

Colesterol total

269 mg/dl

Colesterol HDLI

47 mg/dl

Colesterol LDL

204 mg/dl

Aminotransferasa de aspartato (AST)

34 U/L

Aminotransferasa de alanina (ALT)

36 U/L

Fosfatasa alcalina (ACP)

53 U/L

Electrólitos y glucosa en ayuno normal

normal

Preguntas 1 . ¿Cuál es su diagnóstico? 2. ¿R equiere un estudio diagnóstico adicional? 3. ¿Q ué otras pruebas de laboratorio se deben hacer? 4. ¿N ecesita tratam iento farm acológico adicional? En caso afirm ativo, ¿cuál?

ES T U D IO D E C A S O 12-4 Una m u jer de 6 0 años de edad acude a consu lta con su m édico porque tiene problem as urinarios. Com o antecedentes clínicos tiene hipertensión y episodios de edema. E l m édico ordenó varias pruebas de laboratorio en sangre extraída en su consu ltorio. Los resultados se m uestran en el cuadro 1 2 -4 .1 de estudio de caso.

Preguntas 1. ¿C uáles son los resultados anorm ales en este caso? 2. ¿Por qué se considera que los triglicéridos son anor­ males? 3. ¿Cuál es la enferm edad principal que exh iben los datos de laboratorio para este paciente?

CUADRO 12-4.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO VALO RES DEL

INTERVALO DE

PACIENTE

REFERENCIA

A N A LITO

Na+

149

135-143 mEq/L

K+

4.5

3.0-5.0 mEq/L

ci-

120

98-103 mEq/L

Contenido de C 0 2

12

22-27 mmol/L

Proteína total

5.7

6.5-8.0 g/dl

Albúmina

2.3

3.5-5.0 g/dl

Calcio

7.6

9.0-10.5 mg/dl

Colesterol

201

140-200 mg/dl

Ácido úrico

15.4

3.5-7.9 mg/dl

Creatinina

4.5

0.5-1.2 mg/dl

ÑUS

87

7-25 mg/dl

Glucosa

88

75-105 mg/dl

Bilirrubina total

1.3

0 .2 - 1 .0

Triglicéridos

327

65-157 mg/dl

mg/dl

Deshidrogenasa de lactato

200

90-190 IU/L

Trasaminasa de aspartato

45

8-40 IU/L

Amilasa

380

76-375 IU/L

297

298

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

com o una con cen tració n de colesterol HDL < 4 0 mg/dl (1 .0 mmol/L ),73 sin la presencia de hipertrigliceridem ia. E l térm ino a lfa denota la región en que m igra la HDL en electroforesis de agarosa. Hay varios defectos, con frecu en­ cia determ inados genéticam ente, que se relacionan con hipoalfalipoproteinem ia .163-168 Casi todos estos defectos se relacionan co n un m ayor riesgo de CC prem atura. Una form a extrem a de hipoalfalipoproteinem ia, enferm edad de Tangier, se relaciona con con cen tracio n es de colesterol HDL tan b ajas com o 1 a 2 mg/dl (0 .0 3 a 0 .0 5 mmol/L) en h om ocigotos, acom pañadas por con cen tracio n es de coles­ terol total de 5 0 a 8 0 mg/dl (1 .3 a 2.1 mmol/L). E l tratam iento de individuos co n d ism inu ciones aisla­ das de colesterol H DL está lim itado. La niacin a es un poco eficaz pero tiene efectos adversos, com o hepatoxicidad, que a veces im posibilita su uso, aunque preparaciones de liberación program ada más recientes pueden corregir esos efectos; el reem plazo de estrógeno en m ujeres posm enopáusicas tam bién es efectivo .110'121,169'170 La h ip oalfalip op roteinem ia tran sitoria, aguda, puede verse en casos de estrés fisiológico grave, com o in fe c c io ­ nes agudas (sob re todo virales), otras enferm edades agu­ das y p ro ced im ien to s q u irú rg icos .171 E l co lestero l LD L, así com o las co n cen tra cio n es de co lestero l total, se p u e­ den red u cir en form a significativa en estas co n d icio n es, pero volver al nivel norm al cu ando proced e la recu p era­ ció n . P or esta razón, las co n cen tra cio n es de lip op roteín a extraídas durante la hospitalización o con un estado m or­ b o so co n o cid o se deben volver a evaluar en el estado salu d able fuera del hosp ital antes de con sid erar la in ter­ ven ción .

ANÁLISIS DE LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS M edición de lípidos Los lípidos y las lipoproteínas son indicadores im portan­ tes de riesgo de C C , que es una razón im portante para su m ed ición en la investigación y en la práctica clínica. E n el caso de los laboratorios individuales o fabricantes de diagnóstico, resulta im práctico establecer sus propios p u ntos de corte con los lípidos com o suele hacerse para otros analitos. E n cam bio, el N C EP ha desarrollado p u n­ tos de corte de d ecisión para caracterizar el riesgo de CC co n base en la consid eración de distribuciones poblacionales de grandes estudios epidem iológicos, estudios de in tervención que dem ostraron la eficacia de regím enes de tratam iento y efectividad de co sto s .73 Para m ejorar la confiabilidad de las m ediciones analíticas, se pusieron en práctica program as de estandarización para los laborato­ rios de investigación que realizan estudios poblacionales y de intervención, que ayudaron a hacer com parables los resultados entre laboratorios y con el tiem po .172 En fechas m ás recientes, los program as de estandarización se han am pliado a los fabricantes de diagnóstico y laboratorios clín ico s ru tinarios para facilitar la clasificación confiable de pacientes por m edio de los puntos de corte de d ecisión nacionales. Así, la exactitud y estandarización de resulta­ dos es especialm ente im portante co n los analitos de líp i­ dos y lipoproteínas.

M edición de colesterol E l estudio diagnóstico de lípidos suele com enzar con la m ed ición de colesterol sérico total. Las lipoproteínas se cu antifican tam bién en general co n base en su co n ten i­ do de colesterol. E n los prim eros m étodos analíticos se em pleaban ácidos fuertes (p. e j., ácido sulfú rico o acético ) a veces ju n to con otros com puestos quím icos (co m o an h í­ drido acético o cloruro férrico) para producir un color m ensurable con colestero l .173 D ebido a que las reacciones de ácido fuerte son relativam ente inespecíficas, la extrac­ ció n parcial o com pleta m ediante disolventes orgánicos se em pleaba a veces para m ejorar la especificidad. E n el m étodo de referencia actual para colesterol se emplea extracció n con h exano después de la h idrólisis con KOH alcohólica seguida de la reacción con reactivo de co lo r de Lieberm ann-Burchard, que com prende los ácidos su lfú ri­ co y acético y anhídrido acético .174,173 E ste m étodo m anual de varios pasos es com plicado pero da buena concord an­ cia con el m étodo estándar desarrollado y aplicado en el U.S. N ational Institute for Standards and Technology, el denom inado m étodo definitivo, por m edio de espectrom e­ tría de masas con d ilu ción iso tóp ica .176 E n años recien tes, los reactivos en zim áticos h an reem ­ plazado en general a los ácidos fuertes em pleados en las reaccio nes quím icas. Las enzim as, seleccionad as para especificidad co n el analito de in terés, proveen cu an tifica­ ció n bastante exacta sin la necesidad de e xtra cció n u otro tratam iento previo. L os reactivos enzim áticos son suaves com parados con los reactivos ácidos an teriores y son más adecuados para la generación m oderna de in stru m entos ro bótico s autom atizados controlad os por m icrop roce­ sador. Las lipoproteínas, HDL y a veces LD L, se cu an ti­ fican en general con base en su con ten id o de colesterol por m edio de los m ism os reactivos enzim áticos. Así, las m ed icion es de colestero l total, LD L y H D L, ju n to co n tri­ glicéridos, se pueden com pletar de m anera ru tin aria en paneles en analizadores autom atizados discretos o por lotes. Aunque han sido descritas varias secu encias de reacción enzim áticas, una secu en cia (fig. 1 2 -4 ) es la más com ún para m edir colestero l .177 179 La enzim a hidrolasa de éster de colesterilo se em plea para rom per el residuo de ácido graso de ésteres de colesterilo, que com prenden cerca de dos tercios de colesterol circulante, y los ésteres de coles­ terilo se convierten en colesterol no esterificado o libre. El colesterol libre se h ace reaccionar m ediante la segunda enzim a, oxidasa de colesterol, y se produce peróxido de hidrógeno, que es el sustrato para una segunda reacción de color enzim ática co n peroxidasa de rábano para aco­ plar dos com puestos quím icos in coloro s en un com puesto coloreado. La intensidad del color resultante, proporcio­ nal a la cantidad de colesterol, se puede m edir m ediante u n espectrofotóm etro, por lo general a una longitud de onda alrededor de 5 0 0 nm . Las enzim as y reactivos han m ejorad o de m odo que se pueda esperar que los reactivos com erciales calibrados de m anera apropiada den resulta­ dos confiables. Esta secu encia de reacció n se em plea por lo general en suero sin u n paso de extracció n pero puede estar sujeta a interferencia. Por ejem plo, la vitam ina C y

CAPÍTULO 12 ■ LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS

299

P c t o r f l c f l r io r n l o c t o r i l n

1. Éster de colesterilo + H20 2. Colesterol + 0 2

*- Colesterol + Ácido graso Colestenona + H20 2

Oxidasa de colesterol

3. H20 2 + Colorante--—-r°” -asa > Color

FIGURA 12-4.

la bilirrubina son agentes reductores que pueden interferir co n la reacció n de color catalizada por peroxidasa .180

M edición de triglicérido La m ed ición de triglicéridos séricos ju n to con el colesterol es útil para detectar ciertos trastornos genéticos y otros tipos de trastornos m etabólicos, así com o para caracterizar el riesgo de desarrollar enferm edad coronaria. E l valor de triglicérido se em plea tam bién por lo com ún en la esti­ m ación de colesterol LD L m ediante la ecu ación de Friedewald. Varias secuencias de reacció n enzim áticas están disponibles para m edición de triglicéridos. En todas se em plean lipasas para separar los ácidos grasos del glice­ ro l .181 E l glicerol liberado participa en cualquiera de las d istintas secu encias enzim áticas. E n una de las prim eras reacciones m ás com unes, que finaliza en un producto m edido en la región ultravioleta (U V ), se em plean cinasas de glicerol y de piruvato, y term ina en la conversión de NADH a NAD+ con una d ism inu ción correspondiente de ab so rban cia .182 Esta reacción es susceptible a interferencia y reacciones secundarias. E l punto final U V es tam bién m enos conv eniente para los analizadores m odernos, así que esta y otras secu encias U V han sido reem plazadas de form a gradual por una segunda secu encia (fig. 1 2 -5 ) en la que intervienen cinasa de glicerol y oxidasa de glicerol-fosfato, acoplada con la m ism a reacció n de color de peroxidasa descrita para el co lestero l .183 Las secu encias enzim áticas de reacción de triglicéri­ dos tam bién reaccionan con glicerol libre endógeno, que está universalm ente presente en el suero y constitu ye una fuente im portante de in terferen cia .184185 E n casi todas las m uestras, el glicerol libre endógeno contribuye co n una sobrestim ación de triglicéridos de 10 a 2 0 mg/dl. Cerca de 20% de las m uestras tendrán alto contenid o de glice­ rol, con concentracio nes increm entadas en ciertas cond i­ ciones com o diabetes y hepatopatía o por m edicaciones basadas en glicerol. La m ayor parte de los laboratorios de investigación incorporan una correcció n para glicerol

Lipasa bacteriana

1. Triglicérido + H20

libre endógeno, pero esta práctica es po co com ú n en los laboratorios clínicos. La corrección m ás com ún, designada “b lanco de cubeta d oble”, se lleva a cabo co n una segunda m ed ición paralela por m edio de un reactivo de triglicéri­ do sin la enzim a lipasa para cu antificar sólo el b lan co de glicerol libre. La m ed ición del b lanco de glicerol se resta de la m ed ición de glicerol total obtenida con el reactivo com pleto para determ inar u n resultado de triglicérido corregido por b la n co .186 O tro m étodo, designado “b lan ­ co de cubeta sim ple”, com ienza con el reactivo sin lipasa. Después de una in cu b ació n breve, se tom a una lectu ra del b lan co para m edir sólo glicerol libre endógeno. La enzi­ m a lipasa se agrega entonces com o u n segundo reactivo separado y, después de in cu b ació n adicional, se tom a una lectura final que, posterior a realizar la co rrección respecto al blanco m ediante el instrum ento, da u n valor neto o de triglicérido con supresión de g licerol .187 E stán disponibles reactivos com erciales con supresión de glicerol, pero su alto costo n o se ju stifica tan fácil m ediante los requisitos de exactitu d en la práctica clín ica rutinaria. U na alterna­ tiva conveniente puesta en práctica, que no increm enta el costo, designada puesta a cero de calibración, se pue­ de h acer al aju star los puntos de ajuste del calibrador a valores netos o corregidos por b lan co para com pensar el contenid o prom edio de glicerol libre de las m uestras. Este m étodo em pleado por ciertas com pañías que elaboran reactivos para diagnóstico, suele ser m uy exacto porque las con cen tracio n es de glicerol libre son en general relati­ vam ente b ajas y bastante coherentes en la m ayor parte de las m uestras. Casi todas las m uestras tendrán una co rrec­ ció n por b lanco razonablem ente buena y sólo algunas m uestras estarán subcorregidas pero aún m ejo r que sin el aju ste de calibración. E l m étodo de referencia de triglicérido conlleva hidróli­ sis alcalina, extracció n con disolvente y reacció n de color con ácido cro m otróp ico ,188 un ensayo que es tedioso, está m al caracterizado y sólo se aplica en el laboratorio de estandarización de lípidos en los C entros para C ontrol y P revención de la Enferm edad de Estados U nidos (C D C ).

,

----------------►Acido graso + Glicerol Glicerocinasa

2. Glicerol + ATP

►Glicerofosfato + ADP Oxidasa de glicerofosfato

3. Glicerofosfato + 0 2

► Dihidroxiacetona + H20 2 Peroxidasa

4. H20 2 + Colorante

Secuencia de ensayo enzimático, colesterol.

► Color

FIGURA 12-5.

Secuencia de ensayo enzimática, triglicéridos.

300

PARTE II ■ CORRELACIONES CLINICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

Se ha desarrollado u n m étodo de com paración designado m ás adecuado con extracció n por disolvente seguido de u n ensayo enzim ático óptim o, el cual en fechas recientes han adoptado algunos laboratorios de estandarización. Sin em bargo, se debe notar que la exactitu d en las m edi­ ciones de triglicéridos para propósitos clín ico s podría ser considerada m enos im portante que para el colesterol por­ que la variación fisiológica es grande, co n coeficiente de variación (C V ) en el intervalo de 2 5 a 30% , lo que hace que la con trib u ción de la variación analítica sea relativa­ m ente insignificante.

M étodos de lipoproteína Se han em pleado varios m étodos para la separación y cu an tiñ cación de lipoproteínas séricas, que aprovechan las propiedades físicas com o densidad, tam año, carga y co n te­ nido de apolipoproteínas. E l intervalo de densidad obser­ vado entre las clases de lipoproteínas es una fu nción del contenid o relativo de lípidos y perm ite el fraccionam iento por ultracentrifu gación. Las separaciones electroforéticas aprovechan las diferencias de carga y tam año. Los m éto­ dos de p recipitación quím icos, que son m ás com unes en laboratorios clín ico s, dependen del tam año de partícula, carga y diferencias en el contenid o de apoliproteína. Se pueden usar anticuerpos esp ecíficos para enlazar y sepa­ rar clases de lipoproteínas. Los m étodos crom atográficos aprovechan las diferencias de tam año en m étodos de cri­ bado m olecu lar o la com posición en m étodos de afinidad con, por ejem plo, sefarosa de heparina. E n el laboratorio de investigación se han em pleado m u chos m étodos de ultracentrifu gación, pero ésta es poco com ú n en el laboratorio c lín ico .189 E l m étodo más com ún, llam ado ultracentrifugación preparativa, em plea ajustes de densidad sucesivos de suero para fraccionar las clases de lipoproteína m ayores y m enores .190 Los m étodos de gra­ diente de densidad, ya sea técn icas de no equilibrio en las que las separaciones se basan en la tasa de flotación, o técnicas de equilibrio en las que las lipoproteínas se sepa­ ran con base en su densidad, perm iten el fraccionam iento de varias de las subclases en una sola corrid a .191195 E n los m étodos disponibles se em plean diferentes tipos de roto­ res de ultracentrifugadora: cubeta rotatoria, ángulo fijo, vertical, zonal. Los m étodos m ás recientes tienden hacia las separaciones de m enor escala en rotores pequeños co n ultracentrifugadoras de m esa .196197 La u ltracen trifu ­ gación, aunque tediosa, cara y técnicam en te dem andante, aún es un m edio útil para la separación de lipoproteínas para fines cuantitativos y aislam ientos preparativos. La ultracentrifu gación se emplea tam bién en los m étodos de referencia para cu an tiñ cación de lipoproteínas, que es apropiada porque las lipoproteínas se definen de m anera clásica en térm inos de densidad hidratada. L os m étodos electroforéticos perm iten la separación y cu an tiñ cación de las principales clases de lipoproteínas y proveen una representación visual útil para detectar patro­ nes inusuales o variantes .198,199 E l gel de agarosa ha sido el m edio m ás com ún para la separación de lipoproteínas intactas, y provee una base clara y uso con v en ien te .200'203

Los m étodos electroforéticos, en general, han sido co n ­ siderados útiles para análisis cualitativo pero m enos que deseables para cu antiñ cación de lipoproteínas debido a la escasa precisión y sesgos sistem áticos grandes en com pa­ ración co n otros m étod o s .204 Las evaluaciones de sistem as electroforéticos autom atizados com erciales m ás recientes, sin em bargo, dem uestran que la electroforesis puede ser precisa y e x acta .205 La electroforesis en geles de poliacrilam ida se em plea para la separación de clases de lip op roteína ,206 subclases y las apolipoproteínas .207,208 De particular interés son los m étodos que fraccion an subclases de LD L para caracte­ rizar las fraccion es más aterogénicas, pesadas, sin lípidos y m ás pequeñas contra las subclases m ás grandes y lige­ ra s .209 La precipitación quím ica, por lo regular con polianiones, com o la heparina y cationes divalentes, com o el m anganeso, se puede usar para separar las lipoproteínas, pero son m ás com unes para H D L .210'212 La apo B en V LD L y LD L es rica en am inoácidos co n carga positiva, que de preferencia form a com plejos con polianiones. La adición de cationes divalentes neutraliza los grupos cargados en las lipoproteínas, lo que hace que se agreguen y se vuelvan insolu bles y, com o resultado, precipitan y d ejan a la HDL en disolución. A concentracio nes apropiadas de p olianión y catión divalente, la separación es bastante específica. E n los m étodos inm unoquím icos, usár anticuerpos específicos para epitopos en las apolipoproteínas, ha sido ú til en m étodos de investigación y de ru tin a .213,214 Los anticuerpos han sido inm ovilizados en soportes sólidos, com o una m atriz de colum na o cuentas de látex. Por ejem ­ plo, las lipoproteínas que con tien en apo B, com o un gru­ po se pueden enlazar m ediante anticuerpos a la apo B. La selectividad dentro de las lipoproteínas que con tien en apo B, com o en la elim in ación de V LD L m ientras se retiene LD L, se puede obtener al inclu ir anticuerpos para apoli­ poproteínas m enores. La HDL se puede enlazar de m anera selectiva co n anticuerpos a la apo A-I, la proteína p rin ci­ pal de HDL. C om o ejem plo, los anticuerpos m onoclonales inm ovilizados han sido usados para separar una fracción de lipoproteínas rem anentes designada PPR (partículas parecidas a las rem anentes ).144'146

M étodos de HDL La m ed ición de colesterol HDL ha asum ido cada vez más im portancia en las norm as de tratam iento N CEP ATP III, liberadas en 2 0 0 1 . E n las prim eras norm as, el colesterol HDL se m edía com o factor de riesgo pero de otro m odo no se consideraba en las decisiones de tratam iento. Siguiendo las recom end aciones de un grupo de consenso patrocin a­ do por los Institu tos N acionales de Salud ,96 las norm as de 1 9 9 3 N C EP ATP II inclu ían la m ed ición de colesterol HDL con colesterol total en el prim er estudio diagnóstico m éd ico, que se reforzaron m ediante las norm as ATP III de 2 0 0 1 .73 D ebido al riesgo relacionado con el colesterol HDL se expresa sobre un intervalo de con cen tració n rela­ tivam ente pequeño, la exactitud en la m ed ición adquiere im portancia especial.

CAPITULO 12 ■ LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS

301

ES T U D IO D E C A S O 12-5 U n derm atólogo envía a su pacien te, una m u jer de 4 9 años de edad, a una evaluación de lípidos después de m anifestar exantem a papular en tronco y brazos. El exantem a consistió en lesion es m últiples rojas, pro­ tuberantes con centros am arillos. La paciente no tenía antecedentes de tal exantem a ni de trastornos lipídicos o de CC. La paciente pasa por la m enopausia y se está tratando con reem plazo de estrógenos estándar; por lo dem ás es saludable.

Preg untas 1. ¿Q ué es el exantem a? ¿C u ál es la causa de su exan ­ tem a? 2. ¿C ontribuye su estrógeno oral? 3. ¿C ontribuye su glucosa? 4. ¿Q ué tratam ientos están garantizados y cuál es su riesgo m ás agudo?

CUADRO 12-5.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO SUERO

MUY LIPÉMICO

Triglicéridos

6200 mg/dl

Colesterol total

458 mg/dl

Glucosa en ayuno

160 mg/dl

Pruebas de función hepática y electrólitos

normal

Para propósitos de diagnóstico ru tinario, la HDL ha sido separada casi de form a exclusiva por precipitación quím ica y, durante m u chos años, la m ed ición de coles­ terol HDL ha requerido un proced im iento de dos pasos con pretratam iento m anual. U n reactivo de precipitación añadido al suero o plasm a agrega proteínas no HDL, que se sedim entan por centrifugación. Los prim eros m étodos em pleaban fuerzas de centrifu gación de alrededor de 1 5 0 0 X gravedad, que requerían tiem pos de centrifu gación pro­ longados de 10 a 3 0 m in. Los nuevos m étodos pasaron a centrifu gación con fuerzas de 10 0 0 0 a 15 0 0 0 X gravedad, y los tiem pos de centrifu gación se redujeron a 3 m in. La HDL se cu antifica entonces com o colesterol en el sobre­ nadante norm alm en te por uno de los ensayos enzim áticos m odificados para el intervalo m enor de colesterol HDL. E n el prim er m étodo de precipitación com ún se em plea­ ba heparina en com binació n con m anganeso para preci­ pitar las lipoproteínas que con ten ían apo B .215-218 D ebido a que el m anganeso interfería co n los ensayos enzim áti­ cos, se elaboraron otros reactivos .219 E l fosfotungstato de sod io 220,221 con m agnesio se volvió com ún en el uso ru tin a­ rio pero, com o resultado de su sensibilidad a cond iciones de reacción y m ayor variabilidad, fue reem plazado en gran m edida por sulfato de d extrano (una heparina sin tética) con m agnesio .222 E n los prim eros m étodos con sulfato de d extrano se em pleaba m aterial de 5 0 0 kD , que se reem pla­ zó por un m aterial de 5 0 kD , considerado m ás esp ecífico .212 E l p o lietilenglicol tam bién precipita lipoproteínas, pero requiere concentraciones de reactivo 100 veces m ayores con reactivos altam ente viscosos, difíciles de pipetear con p recisión .223-225. N um erosas versiones com erciales de estos reactivos de precipitación llegaron a estar disponibles pero a m enudo daban resultados bastante diferentes en los pri­

m eros años com o resultado de la falta de estandarización. Sin em bargo, con u n proceso de estandarización disponi­ ble para los fabricantes de reactivo para certificación de exactitud, las diferencias han tendido a dism inuir. U n problem a significativo con m étodos de precipita­ ción de HDL es la interferencia de con cen tracio n es altas de triglicérid o .226 Cuando V LD L y quilom icrones ricos en triglicérido están presentes, la baja densidad de las lipoprotelnas agregadas puede evitar que sedim enten o inclu so causar flotación durante la centrifugación. Esta sedim en­ tación incom pleta, indicada por turbiedad o m aterial com puesto por partículas que flotan en el sobrenadante, da com o resultado sobrestim ación de colesterol HDL. La centrifu gación de alta velocidad reducirá la proporción de sobrenadante turbio. La d ilu ción previa de la m uestra tam bién prom ueve el aclaram iento, pero puede cond u cir a errores en el análisis de colesterol. Los sobrenadantes turbios tam bién se pueden clarificar por ultrafiltración, un m étodo que es confiable pero tedioso e ineficiente. D ebi­ do a estas desventajas y a la falta de autom atización com ­ pleta, los m étodos de precipitación se fueron quedando rezagados en relación con el laboratorio clín ico m oderno autom atizado. E l resultado ha sido el desarrollo de una nueva clase de m étodos directos, denom inados a veces hom ogéneos, que agilizan la cu antificación de HDL. Polím eros específicos, detergentes e in clu so enzim as m odificadas, se em plean para suprim ir la reacción enzim ática de colesterol en lipo­ proteínas distintas a H DL .227 Los reactivos son aptos para autom atización com pleta con la m ayor parte de los anali­ zadores de quím ica y son m uy adecuados para el laborato­ rio m oderno. E n general, se agrega un prim er reactivo para “b loq u ear” liproproteínas no HDL, seguido de u n segundo

302

PARTE II ■ CORRELACIONES CLINICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

reactivo con las enzim as para cuantificar el colesterol a cce­ sible (H D L ). Los ensayos hom ogéneos, que al parecer son m uy precisos y bastante exactos, fueron adoptados con rapidez y en general reem plazaron a los m étodos de pretratam iento en el laboratorio ru tin ario .228 Sin em bargo, se ha m ostrado que los m étodos carecen de especificidad para H DL en m uestras inusuales (com o de pacientes con cond i­ cion es hepáticas o renales ).229 Asim ism o, los reactivos han estado su jetos a m odificaciones frecuentes por parte de los fabricantes en u n esfuerzo por m ejo rar el desem peño, que puede afectar los resultados en estudios de largo plazo. Por estas razones, los m étodos no han sido recom endados para uso en laboratorios de investigación. E l m étodo de referencia aceptado para colesterol HDL es u n proced im iento de tres pasos desarrollado en el CDC. E ste m étodo conlleva centrifu gación para elim inar V LD L, p recipitación con m anganeso de heparina desde el líqu i­ do subnadante de 1 .0 0 6 g/ml para elim inar LD L y análisis de colesterol sobrenadante m ediante el ensayo de A bellK end all .175 D ebido a que este m étodo es tedioso y caro, el CDC N etw ork Laboratory Group ha validado un m étodo de p recipitación directa más sim ple com o un m étodo de com paración designado, por m edio de precipitación d irec­ ta con sulfato de dextrano (5 0 k D ) de suero con análisis de colesterol A bell-K end all .172

M étodos para LDL E l colesterol LD L, bien validado com o una factor de riesgo tratable para C C , es la base prim aria para decisiones de tra­ tam iento en las norm as clínicas del NCEP .73 E l m étodo de investigación m ás com ún para cu antificación de colesterol LD L y la base para el m étodo de referencia ha sido desig­ nado betacuantificación , donde beta se refiere al térm ino electroforético para LDL. La betacu antificación com bina ultracentrifu gación y precipitación q u ím ica .218,230 La ultracentrifu gación de suero en la densidad nativa de 1 .0 0 6 g/L se em plea para hacer flotar VLD L y quilom icrones para separación. Las fracciones se recuperan pipeteando después de separar las fracciones al cortar en seccion es el tubo. La centrifugación ha sido preferida para separación de V LD L porque otros m étodos, com o la precipitación, no son específicos para VLD L y pueden estar sujetos a interfe­ rencia de quilom icrones. E n general, la ultracentrifugación es una técnica robusta pero tediosa que puede dar resulta­ dos confiables siem pre que la técnica sea m eticulosa. E n un paso separado, la precipitación quím ica se em plea para separar HDL del suero com pleto o del sub­ nadante obtenid o por ultracentrifugación. E l colesterol se cu antifica en el suero, en el subnadante de 1 .0 0 6 g/ml, y en el sobrenadante de HDL por m étodos enzim áticos u otros m étodos de ensayo. E l colesterol LD L se calcula com o la diferencia entre el colesterol m edido en el sub­ nadante y en la fracción de HDL. E l colesterol V LD L se calcula por lo general com o la diferencia entre el suero total y la cantidad en la fracción de subnadante. E l requi­ sito para la necesidad de una ultracentrifugadora ha lim i­ tado en general la betacu antificación a laboratorios con especialidad en lípidos. La b etacu antificación es tam bién

la base para el m étodo de referencia aceptado para LDL. E l m étodo es el m ism o que el d escrito antes para HDL con el colesterol HDL m edido restado del de la fracción del fondo para ob ten er colesterol LDL. U n m étodo m ás com ún que evita la ultracen trifu gación, que se em plea tanto en los laboratorios de investigación com o los de rutina, es el cálculo de Friedew ald o betacuan­ tificación derivada.1*8 E l colesterol HDL se cu antifica ya sea después de la precipitación o por m edio de un o de los m étodos directos, y el colesterol total y los triglicéridos se m iden en el suero. E l colesterol V LD L se estim a com o tri­ glicéridos divididos entre 5 (cu and o se em plean unidades de mg/dl), una aproxim ación que funciona bastante bien en la m ayor parte de las m uestras norm olipém icas. La pre­ sen cia de con cen tracio n es altas de triglicéridos (4 0 0 mg/dl es el lím ite aceptad o), quilom icrones y (3-VLDL caracterís­ tica de la hiperlipoproteinem ia tipo III rara im posibilita esta estim ación. E l colesterol V LD L estim ado y el coleste­ rol HDL m edido se restan del colesterol sérico total para estim ar o derivar el colesterol LDL. LD L = colesterol total - LD L - trig/5. E ste m étodo, conocid o com únm ente com o panel de lípidos y em pleado casi de m anera universal para estim ar el colesterol LD L en la práctica clín ica rutinaria, ha sido recom endado por las norm as N C EP ATP III. Las investigaciones en los labora­ torios de especialidad de lípidos h an llevado a pensar que el m étodo es confiable para la clasificació n de pacientes, siem pre que las m ediciones subyacentes se realicen con exactitu d y p recisión adecuadas .231,232 Sin em bargo, ha habido interés acerca de la confiabilidad en los laborato­ rios rutinarios porque el error al calcular el colesterol LD L se com bina co n el error en las m ed iciones subyacentes: colesterol total, triglicéridos y colesterol HDL. E l grupo de expertos de laboratorio del N CEP revisó los datos de desem peño y conclu yó que el nivel de desem peño an alíti­ co requerido para derivar colesterol LD L con la exactitud suficiente para satisfacer las necesidades clínicas estaba m ás allá de la capacidad de la m ayor parte de los laborato­ rios rutinarios. Para cum plir con el objetivo de precisión requerido N C EP de CV de 4% para colesterol LD L (cuadro 12 - 6), u n laboratorio tendría que lograr la m itad de los objetivos N C EP para cada una de las m ed iciones subya­ centes. E l grupo del N CEP concluyó que son necesarios m ejores m étodos para uso diagnóstico ru tin ario, de prefe­ rencia m étodos que separan LD L de m anera directa para cu an tificación de colestero l .71 E n respuesta a la petición del NCEP, se han desarrollado o refinado m étodos directos de colesterol LD L para uso general, que son sim ilares a los ensayos hom ogéneos para colesterol H D L .230,233 Además de lograr la autom atización com pleta de la estim ulante separación de colesterol LD L, estos ensayos tienen el potencial para agilizar la m edición m ientras se m ejora la precisión. Sin em bargo, separar LDL con especificidad adecuada de otras lipoproteínas de esta m anera es más estim ulante inclu so que la de HDL, y las pocas evaluaciones de los m étodos directos no h an sido prom etedoras .234 Se requerirá más experien cia, en particu­ lar con las m uestras de com posición inusual, para ju zg ar la conveniencia de las separaciones hom ogéneas .235

CAPÍTULO 12 ■ LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS

A n alizad ores com pactos L os lípidos y lipoproteínas com unes se pueden m ed ir con sistem as de análisis com pactos diseñados para uso en las pruebas realizadas en el lugar de la aten ció n al lado de la cam a del pacien te, en el con su ltorio m éd ico, en centros de salud e in clu so en el hogar .236 Los prim eros sistem as, introd u cid os en la década de 1 9 8 0 , eran relativam en­ te grandes y m edían colestero l y triglicéridos así com o otros analitos com unes, casi siem pre por separado y en secu encia. Las separaciones de HDL que conllevan pretratam iento fuera de línea se d esarrollaron después. Los sis­ tem as posteriores se volvieron m ás pequeños y com p lejos, y ofrecían la separación integrada de HDL y análisis de colestero l y triglicéridos al m ism o tiem po a partir de san ­ gre obtenida por p u n ció n digital. Ahora un sistem a puede m ed ir colesterol, triglicéridos, colesterol HDL y glucosa en form a sim ultánea a partir de una m uestra obtenida por p u nción digital. Tam bién están disponibles sistem as sin in stru m entos para colesterol total. Estas nuevas tecn o lo ­ gías ofrecen la capacidad de m edir lípidos y lipoproteínas co n confiabilidad razonable fuera del laboratorio conv en ­ cional.

M étodos de apolipoproteína Los lípidos por naturaleza tienden a ser in solu bles en el m edio acuoso de la circulación; por consiguiente, las lipoproteínas inclu yen varios constitu yentes proteín icos, designados apolipoproteínas, que adem ás de increm entar la solubilidad desem peñan otras fu nciones (cuadro 12 2 ). E n la investigación suelen m edirse apolipoproteínas, y algunos laboratorios de especialidades capaces de llevar a cabo prácticas cardiovasculares o estudios clín ico s las m id en de m anera rutinaria adem ás de las lipoproteínas. Para propósitos de diagnóstico clín ico , tres apolipoproteí­ nas en particu lar han sido de interés. La apo B, la proteína principal de LD L y VLDL, es un indicad or de con cen tra­ ció n com binada de LD L y V LD L que se puede m edir de m anera directa en el suero de inm u n oen sayo .237 Algunos investigadores pueden sugerir apo B com o una alternati­ va para la separación y m ed ición del colesterol L D L .238 La Apo A-I, es la m ejo r proteína de HDL, puede m edir de form a directa en suero en lugar de la separación y análisis de colesterol HDL; sin em bargo, debido a que la cuantificación en térm inos del contenid o de colesterol es más com ún, esta últim a práctica ha prevalecido. La L p (a), la variante de LDL, que se ha m ostrado es un indicador independ iente de riesgo de C C , se determ ina a veces para tratar a los pacientes. La m ed ición de estas tres apolipo­ proteínas puede ser útil cuando m édicos expertos tratan al paciente, pero no ha sido aceptada o recom endada en alguna de las norm as de consenso para uso en la práctica rutinaria. Los resultados de estudios prospectivos han sido incon sisten tes en dem ostrar que son predictores indepen­ dientes de riesgo de CC. La L p (a) tiene m ovilidad pre-|3 en la electroforesis de agarosa y puede ser cuantificada por esta técnica. Sin em bargo, las apolipoproteínas suelen m edirse m ediante inrnunoensayos de varios tipos, con varios m étodos de

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equipos com erciales d isponibles .237 M ás com ú n en los laboratorios rutinarios son los ensayos n efelom étricos para nefelóm etros dedicados. E n particular para apo B y L p (a), estos ensayos de dispersión de luz pueden estar sujetos a interferencia de lipoproteínas más grandes ricas en tri­ glicéridos (quilom icron es) y VLDL. Tam bién han estado disponibles los m étodos de análisis de inm un oabsorción ligado a enzim as (E L IS A ), la inm un od ifu sión radial (ID R ) y el radioinm unoensayo, pero estos dos últim os m étodos se están volviendo cada vez m enos com unes. Los anticuer­ pos em pleados en los inrnunoensayos pueden ser m o n o­ clonales o policlonales. Los esfuerzos internacion ales para desarrollar m ateriales de referencia y program as de estan­ darización para los ensayos están en progreso. D ebido a que la L p (a) es heterogénea desde el punto de vista gené­ tico, y las con centracio n es y riesgo de C C se correlacionan con el tam año de la isoform a, la evaluación cualitativa de la distribución de isoform as tam bién puede ser im portan­ te .138

M edición de fosfolípidos La m ed ición cuantitativa de fosfolípidos es rara en la p rác­ tica clín ica rutinaria. A veces en la investigación se m iden fosfolípidos (p. e j., en estudios de influencias d ietéticas). Los fosfolípidos lecitina, lisolecitina y esfingom ielina que con tien en colin a, que explican por lo m enos 95% de los fosfolípidos totales en el suero, se pueden m edir m ediante una secu encia de reacción enzim ática con fosfolipasa D, oxidasa de colina y peroxidasa de ráb an o .239,240 Los m éto­ dos de equipo con esta secu encia enzim ática están dispo­ nibles de form a com ercial. A ntes de la disponibilidad de reactivos enzim áticos, el m étodo cuantitativo com ún tenía que ver co n la extracció n y digestión ácida con análisis de fósforo total ligado a líp id os .241 C iertos fosfolípidos que con tien en colina y, en algunas aplicaciones, sus relaciones, han sido determ inados en el laboratorio clín ico . Por ejem plo, la m adurez pulm onar fetal ha sido evaluada de patrones característicos de fosfo­ lípidos en líquido am niótico. E n este caso, los fosfolípidos pueden ser recuperados por extracció n con disolventes, aplicados a una placa de gel de sílice para separación al tratar con vapor de yodo. La relación de lecitin a a esfin­ gom ielina ha sido empleada para predecir la m adurez pul­ m onar fetal.

M edición de ácidos grasos A unque los estudios indican que los ácidos grasos tie­ nen p otencial para evaluar el riesgo de C C , el análisis se em plea principalm ente en laboratorios de investigación para estudios de d ieta .82 M enos com ún es su m ed ición en el diagnóstico de cond iciones genéticas raras. Por lo gene­ ral, los ácidos grasos se analizan m ediante crom atografía gas-líquido, después de la extracció n , hidrólisis alcalina y conversión a ésteres de m etilo de diazom etano. U n están­ dar de referencia contiene por lo general laurato, m iristato, palm itato, palm itoleato, fitanato, estearato, oleato, linoleato, araquidato y araquidonato .242

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PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

ES T U D IO D E C A S O 12-6 E n una clín ica se tiene a tres pacientes en observación: • El paciente uno es un varón de 4 0 años de edad con hipertensión , que tam bién fum a, pero n o se le ha diagnosticado CC. Su padre m anifestó CC a la edad de 5 3 años. É l está en ayuno, y los resultados de sus lípidos inclu yen una con cen tració n de colesterol total de 2 1 0 mg/dl, triglicéridos de 1 5 0 mg/dl y un valor de colesterol HDL de 4 5 mg/dl. Tiene una c o n ­ cen tración de glucosa en ayuno de 9 8 mg/dl. • E l pacien te dos es una m u jer de 6 0 años de edad sin antecedentes fam iliares de C C , que es norm otensa y n o fum a, co n una con cen tració n de colesterol total de 2 2 0 mg/dl, triglicéridos de 8 5 mg/dl y u n valor de colesterol de 8 0 mg/dl. Su con cen tració n de glucosa de ayuno es de 8 5 mg/dl. • E l paciente tres es un varón de 4 9 años de edad sin antecedentes personales de C C , y que es hipertenso y n o fum a. Su con cen tració n de colesterol total en ayunas es de 2 6 0 mg/dl, sus triglicéridos son 5 0 5 mg/dl, su colesterol LD L es de 2 5 mg/dl y su co n cen ­ tración de glucosa es de 1 3 4 mg/dl.

ESTANDARIZACIÓN DE ENSAYOS DE LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS Precisión La p recisión es un requisito para la exactitud; un m éto­ do puede no tener error sistem ático o sesgo global; sin em bargo, si es im preciso, será in exacto en m ediciones individuales. C on el cam bio a analizadores autom atizados m odernos, la variación analítica se ha vuelto por lo gene­ ral m enos interesante que la b iológica y otras fuentes de variación preanalítica. Las con cen tracio n es de colesterol son afectadas por m uchos factores que pueden ser clasi­ ficados en fuentes biológicas, clín icas y de m u estreo .243,244 Los cam bios en el estilo de vida que afectan los patrones usuales de dieta, ejercicio, peso y h ábito de fum ar pueden dar com o resultado fluctuaciones en los valores obser­ vados de colesterol y triglicéridos, y la d istribución de lipoproteínas. De m anera sim ilar, la presencia de con d i­ ciones clín icas, diversas enferm edades o las m ed icaciones em pleadas en su tratam iento, afectan a las lipoproteínas circulantes. Las cond icion es durante la reco lecció n de sangre, com o el estado de ayuno, postura, la elecció n de anticoagulante en el tubo de reco lecció n y las con d icio­ nes de alm acenam iento, pueden alterar las m ediciones. La variación b iológica observada característica durante m ás de un año para colesterol total prom edia alrededor de 6.1% CV E n el pacien te prom edio, las m ed iciones hechas en el curso de un año caerían 66% de las veces dentro

Preguntas Para cada paciente visto en la clínica: 1. ¿C uál es la con cen tració n de colesterol LDL, ca lcu ­ lada con la ecu ación de Friedewald? 2. ¿Q ué paciente, si hay alguno, debe solicitar una m ed ición de su colesterol LD L, adem ás de ser calcu ­ lado? ¿P or qué? 3. ¿C uántos factores de riesgo de CC conocid os tiene cada paciente? 4. C o n base en lo que se con o ce, ¿son recom endados estos pacien tes para terapia de lípidos (dieta o fár­ m acos) y, en caso afirm ativo, en qué base?

de ± 6 .1 % de la con cen tració n m edia de colesterol y 95% de las veces dentro de dos veces este intervalo. Algunos pacientes pueden exh ib ir sustancialm en te más variación biológica. Así, la variación preanalítica por lo general es algo grande en relación con la variación analítica usual, que suele ser m en or de 3% CV, y se debe consid erar al interpretar los resultados de colesterol. A lgunos factores com o la postura y la reco lecció n de sangre, se pueden estandarizar para m inim izar la variación. Las norm as de N C EP recom iend an prom ediar por lo m enos dos m ed icio­ nes sucesivas para reducir los efectos de las fuentes prea­ nalítica y an alítica .73 E l uso de punto de corte escalonados tam bién reduce el efecto práctico de la variación.

Exactitud La exactitu d se asegura al dem ostrar rastreo o acuerdo a través de la calibración para el m étodo de referencia res­ pectivo. Con el colesterol, el sistem a de referencia es avan­ zado y com pleto, habiendo servido com o m odelo para la estandarización de otros analitos de laboratorio .172,177 El m étodo definitivo en el N ational Institutefor Standards and Technology proporciona el últim o objetivo de exactitu d pero es dem asiado caro y com plicado para uso frecu en­ te .176 E l m étodo de referencia desarrollado y aplicado en el CD C , y calibrado por un estándar de referencia prim a­ rio aprobado para el m étodo definitivo, proporciona un enlace de referencia práctico, tran sferible .173 E l m étodo de referencia se ha h ech o accesible de m anera conveniente a

CAPÍTULO 12 ■ LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS

través de una red de laboratorios estandarizados, la Red de laboratorios para el m étodo de referencia de colesterol. Esta red fue establecida en Estados U nidos y algunos de los países europeos y asiáticos para am pliar la estandariza­ ció n a fabricantes y laboratorios c lín ico s .172 La red propor­ cion a com paraciones de exactitud con m uestras de suero nativo nuevo necesarias para la transferencia exacta con ­ fiable debido a problem as de in teracció n analito-m atriz en m ateriales de referencia p rocesad os .245'247

Interacciones de m atriz E n las prim eras etapas de estandarización de colesterol, que estaban dirigidas hacia fabricantes de diagnóstico y laboratorios rutinarios, se em pleaban m ateriales liofilizados. E stos m ateriales, hech os en grandes cantidades, a m enudo con ad ición artificial de analitos, se analizaban m ediante m étodos definitivos o de referencia, o am bos, y se d istribuían de m anera am plia para transferencia de exactitud. P osteriorm ente, se observaban los sesgos en ensayos enzim áticos en m uestras nuevas del paciente. A unque tales m ateriales de referencia fabricados son co n ­ venientes, estables y recom endables para envío a tem pera­ turas am biente, el proceso de m anufactura, en particular la ad ición artificial y la liofilización , m odificaba las propie­ dades de m ed ición en ensayos enzim áticos, de m odo que los resultados no eran representativos de los de las m ues­ tras del paciente. Para lograr la retroalim entación confia­ b le en la exactitu d y facilitar la transferencia de la base de exactitud, se determ inó que eran necesarios m étodos de referencia en las m uestras reales del p acien te .172

Red de laboratorios para el m étodo de referencia de colesterol del CDC E n respuesta, se organizó el program a de red de coleste­ rol del CD C. (Inform ación disponible en: http://www.cdc. gov/nceh/dls/crmln/crmln.htm). La red ofrece program as de certificación form ales para colesterol total, HDL y LDL, así que los laboratorios y fabricantes pueden docum entar el seguim iento para los sistem as de referencia n aciona­ le s .172 A través de este program a, los laboratorios clín i­ cos pueden identificar m étodos com erciales certificados. La certificación no asegura todos los aspectos de calidad en u n sistem a reactivo pero asegura principalm ente que la exactitu d es fácil de seguir para m étodos de referencia dentro de lím ites aceptados, y que la p recisión puede satis­ facer los objetivos del NCEP. E l proceso de certificación es u n poco tedioso y, por tanto, m ás eficiente a través de los fabricantes, pero los laboratorios individuales que desean confirm ar el desem peño de sus sistem as pueden com pletar u n p rotocolo de certificación reducido para el colesterol.

O bjetivos de desem peño analítico Los grupos de laboratorio N C EP han establecido ob je­ tivos de desem peño analítico requeridos co n base en las necesidades clínicas para m ed iciones rutinarias (cuadro 1 2 -6 ).70'72 177 Para análisis de colesterol total, el objetivo

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de desem peño para error total es 8.9 % . Es decir, el error global debe ser tal que cada m ed ición de colesterol caiga dentro de ± 8 .9 % del valor del m étodo de referencia. En realidad, debido a que los objetivos se basan en certidu m ­ bre de 95 % , 9 5 de 1 0 0 m ediciones deben caer dentro del lím ite de error total. Se puede valorar una m uestra m uchas veces y calcular la m edia para determ inar el valor usual o la tendencia central. La dispersión o variación aleatoria en torno a la m edia se describe m ediante la d esviación están­ dar, un intervalo alrededor de la m edia que inclu ye, por d efinición, dos tercios de las observaciones. E n el labo­ ratorio, debido a que la dispersión o im precisión es con frecu encia proporcional a la con cen tració n , la variación aleatoria suele especificarse en térm inos relativos com o CV, el coeficiente de variación de la d esviación estándar relativa, calculada com o la desviación estándar dividida entre la m edia. La exactitud global o error sistem ático se describe com o sesgo, la diferencia entre la m edia y el valor verdadero. E l sesgo es principalm ente una fu nción de la calibración del m étodo y puede variar por concentración. De m ayor interés en este con tex to es el sesgo en los pun­ tos de corte de d ecisión NCEP. E l sesgo y los objetivos de CV presentados en el cuadro 1 2 -6 son representativos del desem peño que satisfará los objetivos N C EP para el error total.

Control de calidad E l desem peño analítico aceptable alcanzable requiere el uso de m ateriales de control de calidad confiables, que de preferencia deben em ular las m uestras reales del pacien ­ te. E n la actualidad, los m ejores m ateriales se preparan a partir de suero del paciente recién recolectado, del cual se tom an alícuotas que se depositan en viales b ien sella­ dos, se congelan con rapidez y se alm acen an a -7 0 ° C . Esta clase de fondos com unes de suero congelado nuevo están m enos su jetos a interaccion es m atriciales que los m ate­ riales com erciales usuales, m ás im portante es m onitorear la exactitu d en la separación y análisis de lipoproteínas, y preferible para m onitorear colesterol y otras m ed icio­ nes de lípidos. Se deben analizar por lo m enos dos fondos com unes, de preferencia co n con cen tracio n es en o cerca de los puntos de d ecisión para cada analito.

Recolección de la m uestra E l suero, recolectado por lo general en tubos al vacío con separador de suero con intensificadores de coagulación, ha sido el líquido de elecció n para m ed ición de lipopro­ teínas en el laboratorio clín ico rutinario. E l plasm a con ácido etilendiam inotetracético (ED TA) era la elecció n tra­ dicional en los laboratorios de investigación de lípidos, especialm ente para separaciones de lipoproteínas, por­ que el anticoagulante increm enta la estabilidad m ediante la q u elación de iones m etálicos. E l EDTA tiene desven­ tajas potenciales que desalientan el uso ru tinario. Los m icrocoágulos, que se form an en el plasm a durante el alm acen am iento, taponan las sondas de m uestreo de los analizadores quím icos m odernos. E l EDTA extrae osm óti­

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PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

cam ente agua de los glóbulos ro jos, de m odo que se d ilu­ yen los constitu yentes, y el efecto de d ilución puede variar dependiendo de factores com o el volu m en de llenado, el analito que se está m idiendo y el grado de m ezcla. D ebido a que los pu ntos de corte N CEP se basan en valores de suero, las m ed iciones de colesterol hechas en plasm a de EDTA requieren corrección por el factor de 1.03.

RESUM EN Las lipoproteínas son partículas com plejas que interactúan con m u chas otras vías m etabólicas del cuerpo. Su hom eostasis puede ser afectada por d esequilibrios de otras vías com o d esequilibrios horm onales y diabetes y, de igual

P R E G U N T A S 1. ¿C uáles de los siguientes m étodos para electrofore­ sis de lipoproteínas depende de la carga y el tam año m olecular? a) Papel. b) Gel de poliacrilam ida. c) A cetato de celulosa. d ) Agarosa. 2. ¿Cuál de los siguientes enunciados relacionado con los quilom icrones es falso? a ) Esta lipoproteína se produce en la m ucosa in tes­ tinal. b ) La fu n ció n principal es llevar lípidos dietéticos (exógen os) al hígado. c) E l lípido principal que transporta esta lipoproteí­ na es colesterol. d ) P erm anece en el origen (pu nto de aplicación) durante la electroforesis de lipoproteínas. 3. La lipoproteína que contien e la m ayor cantidad de proteína se llama: a) Q uilom icrón. b) VLDL. c) HDL. d ) LDL. 4. Las lipoproteínas pre-p (V LD L) m igran m ás hacia el ánodo en gel de poliacrilam ida que en acetato de celu ­ losa o agarosa. a) Verdadero. b) Falso. 5. Varios m étodos enzim áticos de triglicéridos m iden la prod u cción o consum o de: a) Á cidos grasos. b) G licerol. c) Lutidina de diacetilo. d) NADH.

m anera, el m etabolism o anorm al de lipoproteínas pue­ de perturbar el sistem a del cuerpo y causar enferm edad, com o se observa en la pancreatitis y la enferm edad corona­ ria. Algunos aspectos del desequilibrio de lipoproteínas se determ inan de m anera genética (es decir, género, enzim a o defectos de recep tor), m ientras que otros se pueden co n ­ trolar a través de dieta, red ucción del consu m o de tabaco, ejercicio y el m onitoreo de la presión arterial. Las m ed icio­ nes precisas y exactas de lípidos y proteínas son esenciales para el diagnóstico apropiado y tratam iento de dislipidemias. Por últim o, las medidas de salud pú blica para educar a la población sobre factores de riesgo es im portante en la prevención de enferm edades que se desarrollan com o consecu encia de dislipidem ia, com o coronariopatía.

DE

R E P A S O

6 . La causa más probable para que el suero o el plasm a tengan una apariencia “lech o sa” es la presencia de: a) VLDL. b ) LDL. c) HDL. d) Q uilom icrones. 7. E n la d eterm inación colorim étrica de colesterol, con la enzim a oxidasa de colesterol, el agente que oxida al com puesto orgánico incoloro 4-am inoantip irina a un com p lejo rosa es: a) C o lest-4-en e-3-on a. b ) NAD. c) Peroxidasa de hidrógeno. d) Fenol.

8. ¿Cuál lipoproteína es el portador principal de coleste­ rol ai tejid o periférico? a) Q uilom icrones. b) VLDL. c) LDL. d ) HDL. 9. Las con cen tracio n es altas de apolipoproteína A-I se relacionan con el m ayor riesgo de coronariopatía. a) Verdadero. b) Falso. 1 0 -1 1 . U n pacien te es adm itido al hospital con dolores de tórax intensos. E l m édico de aten ción prim aria del p acien te solicita al m éd ico del departam ento de urgencias que ordene varias pruebas, entre otras un perfil de lípidos co n fraccionam iento de colesterol. Considerando los resultados del pacien te provistos a con tin u ació n , con teste las dos preguntas siguientes. C olesterol total = 4 0 0 mg/dl; triglicéridos = 3 0 0 mg/ di; colesterol H DL = 100 mg/dl; electroforesis LP, p en­ diente

CAPÍTULO 12 ■ LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS

10. E l colesterol LD L para este paciente, considerando los resultados anteriores, sería: á) 160 mg/dl. b ) 200 mg/dl. c) 2 4 0 mg/dl. d ) 3 0 0 mg/dl. 11. E l colesterol LD L del pacien te es: a) Ó ptim o. b) D eseable. c) Lím ite. d) Alto. 12. Com o parte de una fenotipia de lipoproteínas, es necesario llevar a cabo d eterm inaciones de colesterol total y triglicéridos, así com o la electroforesis de lipo­ proteínas. Los resultados de prueba obtenidos de tales estudios fueron: • Triglicérido, 3 4 0 mg/dl (intervalo de referencia, < 1 5 0 mg/dl). • C olesterol total, 180 mg/dl (intervalo de referen­ cia, <200 mg/dl). • M ayor fraccionam iento de lipoproteína pre-p. • Fraccion am ien to norm al de p-lipoproteína. • N ingún quilom icrón presente. • Suero con apariencia turbia. La m ejo r exp licación para estos resultados sería que el paciente exhibe un fenotipo indicativo de: a) H iperlipoproteinem ia tipo 1. b) H iperlipoproteinem ia tipo II. c) H iperlipoproteinem ia tipo III. d) H iperlipoproteinem ia tipo IV e) H iperlipoproteinem ia tipo V.

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13. ¿Cuáles de los siguientes resultados son los m ás co n ­ sistentes con el alto riesgo de coronariopatía? a) 2 0 mg/dl de colesterol H DL y 2 5 0 mg/dl de coles­ terol total. b ) 3 5 mg/dl de colesterol H DL y 2 0 0 mg/dl de coles­ terol total. c) 5 0 mg/dl de colesterol H DL y 1 9 0 mg/dl de coles­ terol total. d) 55 mg/dl de colesterol H DL y 1 8 0 mg/dl de coles­ terol total. e) 6 0 mg/dl de colesterol H DL y 1 7 0 mg/dl de coles­ terol total. 14. ¿C uál es el presunto defecto en la m ayor parte de los casos de hiperlipoprotein em ia fam iliar tipo lía? a) D eficiencia de reductasa de h idroxim etilglutarilo (H M G )-C oA . b) D eficiencia de esterasa de colesterol. c) D eficiencia de lipasa de lipoproteína. d ) Receptores d efectuosos para LDL. e) Enzim as de esterificación defectuosas LCAT y ACAT. 15. La hiperquilom icronem ia (tipo I) en la infancia ha sido relacionada con qué de lo siguiente:

1. 2. 3. 4.

Una Una Una Una

deficiencia deficiencia deficiencia deficiencia

de de de de

apolipoproteína CII. LCAT. lipasa de lipoproteína. apolipoproteína A l .

a) 1 y 3. b) 3 y 4. c) 1, 3 y 4. d) 1, 2 y 4. e) sólo 2 .

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CAPÍTULO 12 ■ LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS

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PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

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CAPÍTULO 12 ■ LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS

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CAPÍTULO

Electrólitos

13

Joan E. Polancic

C O N T E N I D O

D E L

AGUA Osmolalidad ELECTRÓ LITO S Sodio Potasio Cloruro Bicarbonato Magnesio Calcio

C A P I T U L O Fosfato Lactato IN TERVALO AN IÓ N ICO ELECTRÓ LITO S Y FUNCIÓN REN AL RESUM EN PREGUN TAS DE REPASO REFEREN CIAS

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Definir electrólito, osmolalidad, intervalo aniónico. anión y catión. • A nalizar la fisiología de cada electrólito definido en este capítulo. • Establecer el significado clínico de cada uno de los electrólitos mencionados en el capítulo. • Calcular la osmolalidad, el espacio osmolal y el intervalo aniónico, y explicar la utilidad clínica de cada uno. • Explicar las técnicas analíticas empleadas para eva­ luar concentraciones de electrólito.

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TÉ R M I N O S Anión Catión Difusión Electrólito Espacio osmolal Hipercalcemia Hiperdoremia

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Hiperfosfatemia Hipermagnesemia Hipernatremia Hiperpotasemia Hipocalcemia Hipodorem ia Hipofosfatemia

Correlacionar la información con el estado morbo­ so, considerando los datos del paciente. Identificar los intervalos de referencia para el sodio, potasio, cloruro, bicarbonato, m agnesio y calcio. Establecer la muestra de elección para los principa­ les electrólitos. Explicar la función del riñón en la excreción y la conservación de electrólito en una persona saludable. Describir la utilidad de los resultados de electróli­ tos en la orina: sodio, potasio, calcio y osmolalidad.

C L A V E

Hipomagnesemia Hiponatremia Hipopotasemia Hipovolemia Intervalo aniónico Líquido extracelular (LEC) Líquido intracelular (LIC)

Osmolalidad Osmolaridad Osmómetro Polidipsia Tetania Transporte activo

CAPÍTULO 13 ■ ELECTRÓLITOS

Los electrólitos son iones capaces de llevar una carga eléc­ trica. Se clasifican com o aniones o cationes con base en el tipo de carga que llevan. Estos nom bres se determ inaron hace años con base en cóm o el ion migra en un cam po eléctrico. Los aniones tienen una carga negativa y se m ue­ ven hacia el ánodo, m ientras que los cationes m igran en la d irección del cátodo debido a su carga positiva. Los electró litos son u n com ponente esencial en nu m e­ rosos procesos, entre otros la regulación volu m étrica y osm ótica (N a, Cl, K ); ritm o cardíaco y contractilid ad (K , Mg, C a); cofactores en la activación de enzim as (co m o Mg, Ca, Z n ); regulación de las bom bas iónicas (M g) de adeno­ sina trifosfatasa (ATPasa); equilibrio acidobase (H C O a K, C l); coagu lación de sangre (C a, M g); excitabilidad neurom uscular (K , Ca, M g); y la p rod u cción y uso de ATP a par­ tir de glucosa (co m o Mg, PO ). D ebido a que m u chas de estas fu nciones requieren con cen tracio n es de electrólitos para m antenerse dentro de intervalos reducidos, el cuerpo tien e sistem as com plejos para m onitorear y m antener co n ­ centraciones de electrólito. E n este capítulo se explora tanto la fisiología m etabólica com o la regulación de cada electró lito, y se relacionan estos factores con la im portancia clín ica de las m ediciones de electrólitos. Además, se analizan las m etodologías usa­ das para determ inar las con cen tracio n es de cada uno de los analitos.

AGUA E l contenid o de agua prom edio del cuerpo hum ano varía 4 0 a 75% del peso corporal total, con valores que dism i­ nuyen co n la edad, y en particular con la obesidad. Las m ujeres tien en m enor contenid o de agua prom edio que los varones com o resultado de un m ayor contenid o de gra­ sa. E l agua es el disolvente para todos los procesos en el cuerpo hum ano. Transporta nu trientes a las células, deter­ m ina el volu m en celu lar por su transporte dentro y fuera de las células, elim ina productos de desecho por vía de la orina y actúa com o refrigerante del cuerpo por m edio de la sudación. E l agua se localiza en com partim ientos intra y extracelulares. E l líquido intracelular (L1C) es el líquido dentro de las células y constituye cerca de dos tercios del agua corporal total. El líquido extracelular (LEC) equivale al otro tercio del agua corporal total y se puede subdividir en el líquido extracelular intravascular (plasm a) y el líquido celular intersticial que rodea a las células en el tejid o. E l plasm a norm al tiene cerca de 93 % de agua, con el volu­ m en restante ocupado por lípidos y proteínas. Las co n ­ centraciones de iones dentro de las células y en el plasm a se m antienen tanto por procesos de transporte activo que consu m en energía com o difusión o procesos de transporte pasivo. E l tran sporte activo es u n m ecan ism o que requ iere energía para m over ion es p o r m em b ranas celu lares. Por eje m p lo , para m an ten er u n a alta co n c e n tra ció n in tra ­ celu lar de p o tasio y una alta c o n c e n tra c ió n e x tra c e lu ­ lar (p lasm a) de sod io se requ iere energía de ATP en las b om b as ió n icas d ep end ientes de ATPasa. La difusión es el m o v im ien to pasivo de io n es a través de una m em ­

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b ran a. E sto depende del tam año y carga del io n que es tran sp ortad o y de la n atu raleza de la m em brana p o r la que pasa. La tasa de d ifu sión de vario s io n es tam bién puede ser m odificada por p ro ceso s fisio ló g ico s y h or­ m onales. Si se m antiene la co n cen tra ció n de proteínas y elec­ trólitos en un am biente controlad o u n p o co flexible, la d istrib u ción de agua en estos com p artim ientos tam bién puede ser controlad a. D ebido a que la m ayor parte de los p rocesos b io ló g ico s son p erm eables al agua pero no a los iones o p roteínas, la co n cen tració n de ion es y proteínas en u n lado de la m em brana o el otro afectará el flujo de agua a través de la m em brana (u n osm orregulad or). Ade­ más de los efectos osm óticos del sod io, otros ion es, pro­ teínas y la presión arterial afectan el flu jo de agua por la m em brana.

Osm olalidad La osm olalidad es una propiedad física de una disolu ción que se basa en la con cen tració n de solutos (expresada com o m ilim oles) por kilogram o de disolvente (p/p). La osm olalidad se relaciona con varios cam bios en las propie­ dades de una d isolu ción co n respecto al agua pura, com o depresión del punto de cong elación y d ism inu ción de la presión de vapor. E stas propiedades coligativas (véase el capítulo 1, Principios básicos y p ráctica ) son la base para m ed iciones rutinarias de osm olalidad en el laboratorio. El térm ino osm olaridad aún se usa de m anera ocasional, con resultados expresados en m iliosm oles por litro (p/v), pero es in exacto en casos de hiperlipidem ia o hiperproteinem ia; para m uestras de orina; o en la presencia de cier­ tas sustancias osm óticam ente activas, com o el alcoh ol o m anitol. Tanto la sen sación de sed com o la secreción de la horm ona antidiurética (ADH) son estim uladas por el hipotálam o en respuesta a m ayor osm olalidad de la sangre. La respuesta natural a la sen sación de sed es consu m ir más líquidos, increm en tar el contenid o de agua el L E C , diluir las con cen tracio n es altas de soluto (sod io) y dism inuir la osm olalidad del plasm a. La sed, por tanto, es im portante para m ediar la ingestión de líquidos. E l otro m edio para controlar la osm olalidad es por secreción de ADH (vasopresin a). Esta horm ona es secretada por la glándula hip ó­ fisis y actúa en las células de los cond u ctos recolectores en los riñones para increm en tar la reabsorción de agua. E l agua se conserva, dism inuye la osm olalidad y se desactiva la secreción de ADH .1

Im portancia clínica de la osmolalidad La osm olalidad en el plasm a es im portante porque es el parám etro al que responde el hipotálam o. La regulación de la osm olalidad tam bién afecta la con cen tració n de sodio en el plasm a, en gran medida porque el sodio y sus aniones relacionados explican 90 % de la actividad osm ó­ tica en el plasm a. O tro proceso im portante que afecta la con cen tració n del sodio en la sangre es la regulación del volum en de sangre. Com o se explica después, aunque la osm olalidad y el volum en están regulados por m ecanis­ m os separados (excepto para ADH y la sed), se relacionan

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PARTE II ■ CORRELACIONES CLINICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

porque la osm olalidad se regula m ediante cam bios en el equ ilibrio de agua, m ientras que el volum en se regula m ediante cam bios en el equilibrio del so d io .1 Para m antener una osm olalidad plasm ática norm al ( - 2 7 5 - 2 9 5 ) mosm/kg de plasm a (H 20 ) , los osm orreceptores en el hipotálam o responden co n rapidez a cam bios pequeños de osm olalidad. U n increm en to de 1 a 2% en la osm olalidad causa un increm ento de cuatro veces en la con cen tració n circulante de ADH, y una red ucción de 1 a 2% en la osm olalidad term ina la p rod u cción de ADH. La ADH hace que se increm en te la reabsorción de agua en los túbulos de recolección corticales y m edulares. La ADH tiene una sem ivida en la circu lació n de sólo 15 a 2 0 m inutos. La regulación del agua renal por ADH y la sed de­ sem peñan fu nciones im portantes en la regulación de la osm olalidad del plasm a. La excreción de agua renal es más im portante para evitar el déficit de agua o deshidratación. Considere lo que sucede en varias cond iciones. C arga de agua. Cuando la ingestión de agua en exceso (co m o en la polidipsia) com ienza a dism inuir la osm olalidad del plasm a, se suprim en tanto ADH com a la sed. E n la ausencia de ADH, el agua no es reabsorbida, lo que causa que se excrete un gran volum en de orina diluida, algo así com o 10 a 2 0 L, lo cual está m uy arriba de la ingestión norm al de agua. Por tanto, la hipoosm olalidad y la hiponatrem ia ocu rren por lo general sólo en pacien tes con excreció n renal deficiente de agua .1 D éficit de agua. Cuando un d éficit de agua com ienza a increm en tar la osm olalidad plasm ática, se activan tanto la secreció n de ADH com o la sed. A unque la ADH co n ­ tribuye a m inim izar la pérdida de agua renal, la sed es la defensa principal contra la hiperosm olalidad y la hiper-

Sed

natrem ia. A unque la hipernatrem ia rara vez ocu rre en una persona con un m ecanism o de sed norm al y a cceso a agua, es una p reocu p ación en infantes, pacien tes in co n s­ cien tes, o cu alquier persona que sea incapaz de b eb er o pedir agua. La estim u lación osm ótica de la sed dism inuye de m anera progresiva en las personas m ayores de 6 0 años. E n el p acien te anciano con enferm edad y estado m ental m enguado, la deshidratación es cada vez m ás probable. C om o un ejem plo de la efectividad de la sed para evitar la d eshid ratación, un pacien te co n diabetes insípida (sin A D H ), puede excretar 10 L de orina por día; sin em bargo, debido a que persiste la sed, la in gestión de agua corres­ ponde con la excreció n , y el sodio plasm ático perm anece n o rm al .1

Regulación del volumen de sangre E l volum en de sangre adecuado es esencial para m antener la presión arterial y asegurar buena perfusión a los tejidos y órganos. La regulación del sodio y el agua están interrelacionadas en el con trol del volum en sanguíneo. E l siste­ m a renina-angiotensina-aldosterona responde sobre todo a u n volum en reducido de sangre. La renina es excretada cerca de los glom érulos renales en respuesta al flujo san ­ guíneo renal reducido (volum en sanguíneo o presión arte­ rial red ucidos). La renina convierte al angiotensinógeno en angiotensina I, que luego se convierte en angiotensina II. Ésta causa vaso con stricció n, que increm en ta con rapi­ dez la presión arterial, y la secreción de aldosterona, que increm enta la reten ció n de sodio y el agua que acom paña al sodio. Los efectos del volum en sanguíneo y la osm olali­ dad en el m etabolism o del sodio y el agua se m uestran en la figura 13 -1 . Los cam bios en el volu m en sanguíneo (en realidad en la presión) son detectados al in icio por una

cerebro

Hiperosmolalidad Hipernatremia

Presión de perfusión renal

Retención de H2Q

FIGURA 13-1. Respuestas a cambios en la osmolalidad de la sangre y el volumen sanguíneo. ADH, hormona anti­ diurética; ANP, péptido natriurétíco atrial. Los estímulos primarios se muestran en cuadros (como hipovolemia).

317

CAPÍTULO 13 ■ ELECTRÓLITOS

serie de receptores de estiram iento localizados en áreas com o la circu lació n cardiopulm onar, el seno carotídeo, el arco aórtico y las arteriolas glom erulares. Estos receptores activan una serie de respuestas (efectores) que restable­ cen el volu m en al variar de m anera adecuada la resistencia vascular, el gasto cardíaco y la reten ció n renal de sodio y agua .1 O tros cuatro factores afectan el volum en sanguíneo: a ) péptido natriurético auricular (PNA), liberado de la aurícula m iocárdica en respuesta a expansión de volum en, prom ue­ ve la excreción de sodio en el riñ ón (el péptido natriu ré­ tico tipo B [PNB] y el PNA actúan ju n to s en la regulación de la presión arterial y el equilibrio de líqu id o); b) los receptores de volum en independientes de la osm olalidad estim ulan la lib eración de ADH, que conserva agua por reabsorción renal; c) la tasa de filtración glom erular (T F G ) aum enta con la exp ansión de volum en y dism inuye con la red u cción de líquido, y d ) con lo dem ás igual, la m ayor cantidad de sodio plasm ático increm entará la excreció n de sodio urinario y viceversa. La reabsorción norm al de 9 8 a 99% del sodio filtrado por los túbulos conserva casi todos los 150 L de filtrado glom erular producidos diario. Una red ucción de 1 a 2% en la reabsorción tubular de sodio puede increm entar la pérdida de agua en varios litros por día. Los valores de osm olalidad de la orina pueden variar m u cho dependiendo de la ingestión de agua y las cir­ cu nstancias de recolección. Sin em bargo, por lo general se reduce en la diabetes m ellitus (ADH inadecuada) y la polidipsia (ingestión excesiva de H 20 ) y se increm en ta en cond iciones com o el síndrom e de secreción inapropiada de ADH (SIA DH ) y la hipovolem ia (aunque por lo general el Na urinario es reducido).

Los osm óm etros que operan por depresión del punto de congelación son estandarizados con d isolu ciones de refe­ rencia de cloruro de sodio. D espués de la calibración, se transfiere m ediante una pipeta la cantidad apropiada en la cubeta requerida o taza de m uestra y se coloca en el analizador. Después, se superenfría la m uestra a - 7 ° C y se siem bra para in iciar el proceso de congelación. Cuando se ha alcanzado el equilibrio de tem peratura, se m ide el p u nto de congelación; los resultados para la osm olalidad del suero y la orina se expresan com o m iliosm oles por kilogram o. E l cálculo de la osm olalidad tiene cierta utilidad ya sea com o una estim ación de la osm olalidad verdadera o para determ inar el espacio osm olal, que es la diferencia entre la osm olalidad m edida y la osm olalidad calculada. E l espa­ cio osm olal indica de m anera indirecta la presencia de sustancias osm óticam ente activas d istintas al sodio, urea o glucosa, com o etanol, m etanol, etilenglicol, lactato o (3h idroxibutirato. Se presentan dos fórm ulas, cada una con ventajas y des­ ventajas teóricas. Am bas son adecuadas para el propósito descrito antes. Para una exp licación m ás am plia, se reco ­ m ienda al lecto r que consu lte otras referen cias .2 glucosa(mg/dl)

2. iNci H-

“I-

NUS(mg/dl)

20

3

1 .86 Na + -g — ° -a + - - - - - + 9 18 2.8

(Ec. 13-1)

In terv a lo s d e r efer en c ia 3 V éase el cuadro 13-1.

ELECTRÓLITOS D eterm in a ció n d e o s m o la lid a d M u estra. La osm olalidad se puede m edir en el suero o la orina. E l uso de plasma no se recom ienda porque se pueden introd u cir sustancias osm óticam en te activas en la m uestra a partir del anticoagulante. E x p licació n . Los m étodos para determ inar osm olali­ dad se basan en las propiedades de una disolu ción que se relacionan con el núm ero de m oléculas de soluto por kilogram o de disolvente (propiedades coligativas), com o cam bios en el punto de congelación y la presión de vapor. U n increm en to en la osm olalidad dism inuye la tem pera­ tura del punto de congelación y la presión de vapor. La m ed ición de la depresión del punto de cong elación y la dism inu ción de la presión de vapor (en realidad el punto de ro cío) son los dos m étodos de análisis em pleados con m ás frecuencia. Para inform ación detallada acerca de la teoría y la m etodología, con su lte el capítulo 4 , Técnicas analíticas e instrumentación, o bien , el m anual de operador del instrum ento que esté usando. Las m uestras deben estar libres de partículas para obte­ ner resultados exactos. Las m uestras de suero y orina tur­ bias se deben centrifugar antes del análisis para elim inar partículas extrañas. Si se em plean tazas de m uestra reutilizables, se deben lim piar y secar por com pleto entre cada uso para evitar contam in ación.

Sodio El sodio es el catión más abundante en el L E C ; representa 90% de los cationes extracelulares y determ ina en gran medida la osm olalidad del plasm a. Una osm olalidad plas­ m ática norm al es de alrededor de 2 9 5 mmol/L, con 2 7 0 mmol/L com o el resultado de sodio y aniones relaciona­ dos. La con cen tració n de sodio en el L E C es m u ch o más grande que dentro de las células. D ebido a que se puede difundir una pequeña cantidad de sodio por la m em brana celular, los dos lados alcanzarían el equilibrio en determ i­ nado m om ento. Para evitar que ocurra el equ ilibrio, los sistem as de tran sporte activos, com o las bom bas iónicas

CUADRO 13-1. INTERVALOS DE REFERENCIA PARA OSMOLALIDAD Suero

275-295 mosm/kg

Orina (24 h)

300-900 mosm/kg

Relación orina/suero

1.0-3.0

Intervalo osmolal

<15

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PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

ES T U D IO D E C A S O 13-1 U na m u jer de 3 2 años de edad fue adm itida al hospital después de dos días y m edio de vóm ito intenso. Antes de este episodio, ella estaba bien. Los hallazgos físicos revelaron d ism inu ción de rigidez cutánea y m em branas m ucosas secas. Los resultados del estudio de adm isión fueron com o sigue: Suero • Na+: 129 mmol/L • K+: 5 .0 mmol/L • CL: 77 mmol/L • H C 0 3~: 9 mmol/L • O sm olalidad: 2 6 5 mosm/kg

de ATPasa, están presentes en las células. E l potasio (véase P otasio ) es el principal catión intracelular. Al igual que el sodio, el potasio se difundirá finalm en te por la m em brana celu lar hasta que se alcance el equilibrio. La bom ba iónica de N aK ATPasa m ueve tres iones sodio fuera de la célula a cam bio de dos iones potasio que se m ueven hacia la célula cuando el ATP se convierte en ADP. D ebido a que el agua sigue a los electró litos por las m em branas celulares, la elim inación continu a de sodio de la célula evita la rotura osm ótica de ésta al extraer tam bién agua.

R eg u la ció n La con cen tració n de sodio plasm ático depende en gran m edida de la ingestión y excreció n de agua y, en m enor grado, de la regulación renal de Na. Tres procesos son de im portancia prim aria: a) la ingestión de agua en respuesta a la sed, cuando se estim ula o suprim e m ediante osm ola­ lidad plasm ática; b ) la excreción de agua, afectada en gran m edida por la lib eración de ADH en respuesta a cam bios en el volum en sanguíneo u osm olalidad, y c) el estado del volu m en sanguíneo, que afecta la excreción de sodio a través de la aldosterona, angiotensina II y PNA (péptido natriu rético atrial). Los riñones tienen la capacidad de conservar o excretar grandes cantidades de sodio, lo cual depende del contenido de sodio del L E C y el volum en sanguíneo. N orm alm ente, 6 0 a 75% del sodio filtrado se reabsorbe en el túbulo proxim al; la electroneutralidad se m antiene por reabsorción de Cl o secreción de iones H. Un poco de sodio se reabsorbe tam bién en el asa y el túbulo distal y (controlad o por aldosterona) se intercam bia por K en el segm ento con ecto r y el túbulo co lecto r cortical. La regulación de la osm olalidad y el volum en se resum en en la figura 13-1.

A p lic a c io n e s clín ic a s H ip o n a t r e m ia . La hiponatrem ia se define com o una co n ­

cen tración sérica o plasm ática < 1 3 5 mmol/L .4 Las co n ­ centraciones m enores de 1 3 0 mmol/L son clínicam en te im portantes. La hiponatrem ia se puede evaluar m ediante la causa de la dism inu ción o con el nivel de osm olalidad.

O rina • N a+: 8 mmol/día • Cetonas: trazas

Preguntas 1. ¿Cuál es la causa para cada resultado anorm al de electró lito plasm ático?

2. ¿Cuál es la im portancia de los resultados de la osm o­ lalidad del sodio de la orina y del suero?

Las con cen tracio n es reducidas pueden ser causadas por pérdida increm entada de sodio o desequilibrio de agua (cuadro 1 3 -2 ). La pérdida increm entada de sodio en la orina puede ocu rrir co n produ cción reducida de aldoste­ rona, ciertos d iu réticos (tiacid as), con cetonu ria (pérdida de sodio con cetonas) o nefropatía con pérdida de sal (co n algunos trastornos tubulares renales). La d eficiencia de potasio tam bién causa pérdida de sodio debido a la rela­ ción inversa de los dos iones en los túbulos renales. C uan­ do las con centracio n es de K sérico son bajas, los túbulos conservarán K y excretarán N a cam bio por la pérdida del catión m onovalente. Cada trastorno da com o resulta­ do una m ayor con cen tració n de sodio en la orina (>20 mmol/día), que excede la cantidad de pérdida de agua .5 E l vóm ito prologado, o diarrea, o las quem aduras gra­ ves pueden dar com o resultado pérdida de sodio. Las c o n ­ centracion es de sodio en la orina son por lo general <20 mmol/día en estos trastornos, que se pueden usar para diferenciar entre causas de pérdida urinaria.

CUADRO 13-2. CAUSAS DE H IPERN ATREM IA Pérdida increm entada de iones Hipoadrenalismo Deficiencia de potasio Uso diurético Cetonuria Nefropatía con pérdida de sal Vóm ito prolongado o diarrea Quemaduras graves Retención increm entada de agua Insuficiencia renal Síndrome nefrótico Cirrosis hepática Insuficiencia cardíaca congestiva Desequilibrio de agua Ingestión de agua en exceso SIADH Seudohiponatremla

CAPÍTULO 13 ■ ELECTRÓLITOS

La retención incrementada de agua causa dilución de sodio sérico o plasm ático com o con la insuficiencia renal crónica. E n el síndrome nefrótico y la cirrosis hepática, la concentración de proteínas plasm áticas es baja, lo que da com o resultado una dism inución de la presión osm ótica coloidal (P O C ) en la que el líquido intravascular migra al tejido (resulta edem a). E l volum en plasm ático b ajo causa que se produzca ADH, lo cual provoca retención de líquido y dilución de Na. Este m ecanism o com pensatorio se obser­ va tam bién con la IC C com o resultado de la m ayor presión venosa. Las concentraciones de sodio en la orina se pueden usar para diferenciar la causa de la mayor retención de agua. Cuando el sodio en la orina es > 2 0 mmol/día, la insuficien­ cia renal crónica o aguda es la causa probable. Cuando las concentraciones de orina son <20 mmol/día, la retención de agua puede ser un resultado de síndrom e nefrótico, cirro­ sis hepática o insuficiencia cardíaca congestiva (IC C ).5 E l desequilibrio hídríco puede ocurrir com o resultado de la ingestión excesiva de agua, com o con la polidipsia (sed intensa). La ingestión increm entada debe ser crónica antes que ocurra el desequilibrio hídrico, que puede causar hiponatrem ia leve o grave. E n un individuo anorm al, la inges­ tión en exceso no afectará las concentraciones de Na. El síndrom e de secreción inapropiada de ADH (SIADH) causa un increm ento en la retención de agua debido a la mayor producción de ADH. U n efecto de la regulación de ADH ha sido relacionado con enfermedad pulmonar, malignidades, trastornos del SNC, infecciones (p. ej., neum onía por Pneumocystis carinii ) o traum atism o .3 La seudohiponatrem ia puede ocurrir cuando se mide Na con ESI indirecto en un paciente que es hiperproteiném ico o hiperlipidém ico. En una m edición indirecta con ESI se diluye la m uestra antes del análisis y com o resultado del desplazamiento de agua en el plasm a o suero; las concentraciones iónicas dism inuyen de forma falsa. (Para inform ación detallada acerca de la teo-

CUADRO 13-3. CLASIFICACIÓN DE HIPONATREMIA POR OSMOLALIDAD Con osmolalidad baja Pérdida incrementada de sodio Retención incrementada de agua Con osm olalidad normal Cationes no sódicos incrementados Exceso de litio y-Globulinas incrementadas: catiónicas (mieloma múltiple) Hiperpotasemia grave Hipermagnesemia grave Hipercalcemia grave Seudohiponatrem ia Hiperlipidemia Hiperproteinemia Seudohiperpotasemia como resultado de hemolisis in vitro Con osmolalidad alta Hiperglucemia Infusión de manitol

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ría de desplazamiento de agua con ESI indirectos, consulte el capítulo 4 , Técnicas analíticas e instrumentación.) La hiponatrem ia se puede clasificar de acuerdo con la osm olalidad plasm ática o sérica (cuadro 1 3 -3 ). D ebido a que el Na es un contribuyente principal a la osm olalidad, am bas con cen tracio n es pueden ayudar a identificar la cau­ sa de la hiponatrem ia. Hay tres categorías de hiponatrem ia: osm olalidad baja, osm olalidad norm al u osm olalidad alta .4 La m ayor parte de los casos de hiponatrem ia ocu rren con osm olalidad reducida. Esto puede ser resultado de pérdida de Na o reten ció n de agua, com o se m en cionó antes. La hiponatremia con una osmolalidad normal puede ser un resultado de un incremento alto de cationes no sódicos com o los listados en el cuadro 13-4. E n el m ielom a múltiple, las y-globulinas catiónicas reemplazan parte del sodio para m an­ tener la electroneutralidad; sin embargo, debido a que es un catión multivalente, tiene poco efecto en la osmolalidad. La seudohiponatrem ia, com o se m encionó antes, se pue­ de observar tam bién con hem olisis in vitro, considerada la causa más com ún para una dism inución falsa .4 Cuando se lisan los eritrocitos, se libera Na, K y agua. La concentración de Na es baja en los eritrocitos, lo que da com o resultado una dism inución falsa. La hiponatremia con una osm olalidad alta se relaciona con hiperglucem ia. Esta concentración alta de soluto causa una desviación de agua de las células a la sangre, lo que da com o resultado una dilución de sodio. Síntomas de hiponatremia. Los síntom as dependen de la con cen tració n sérica. Entre 125 y 1 3 0 mmol/L, los sín ­ tom as son principalm ente gastrointestinales (G I). Los síntom as neuropsiquiátricos m ás graves se observan con con cen tracio n es m enores que 125 mmol/L, in clu so náu­ sea y vóm ito, debilidad m uscular, cefalea, letargo y ataxia. Los síntom as m as graves son convulsiones, com a y depre­ sión respiratoria .5 Los electrólitos del suero y la orina se m onitorean cuando se da tratam iento para volver las con ­ centraciones de sodio al nivel n orm al .6 Tratamiento de la hiponatremia. E l tratam iento va diri­ gido a la correcció n de la con d ició n que causó la pérdi­ da de agua o de sodio con exceso de pérdida de agua. C orregir dem asiado rápido la hiponatrem ia grave puede causar m ielin ólisis cerebral; si la corrección es dem asiado lenta causa edem a cerebral .6 E l m an ejo apropiado de la

CUADRO 13-4. CAUSAS DE HIPERNATREMIA Pérdida excesiva de agua Diabetes insípida Trastorno tubular renal Diarrea prolongada Sudación profusa Quemaduras graves Ingestión reducida de agua Personas ancianas Infantes Daño mental Ingestión incrementada o retención Hiperaldosteronismo Exceso de bicarbonato de sodio Exceso de líquido de diálisis

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PARTE II ■ CORRELACIONES CLINICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

ad m inistración de líquidos es m uy im portante. D urante el tratam iento de la causa subyacente de la hiponatrem ia se requiere ad m inistración de líquidos y vigilancia. H ip ern atrem ia. La hipem atrem ia (co n cen tra ció n de sodio sérico increm entada) resulta de la pérdida excesi­ va de agua en relación con la pérdida de sodio, ingestión reducida de agua o ingestión o retenció n increm entada de sodio. La hipernatrem ia es m enos com ún que la hipon a­ trem ia en pacientes hospitalizados .3 La pérdida de líquido h ip otó n ico puede ocu rrir ya sea por el riñ ó n o por sudación profusa, diarrea o quem aduras graves. La hipernatrem ia puede resultar de pérdida de agua en la diabetes insípida, ya sea porque el riñ ó n no puede responder a ADH (diabetes insípida nefrogénica) o está dañada la secreción de ADH (diabetes insípida cen tral). La diabetes insípida se caracteriza por produ cción copiosa de orina diluida (3 a 2 0 IVdía). D ebido a que las personas con diabetes insípida beben grandes volúm enes de agua, la hipernatrem ia por lo general no ocurre a m enos que esté dañado el m ecanism o de la sed. Tam bién pueden ocu rrir d efectos parciales de liberación de ADH o su respuesta. E n tales casos, la orina se con cen tra en m en or grado que el apropiado para corregir la hipernatrem ia. La pérdida excesiva de agua tam bién puede ocu rrir en la enferm edad tubular renal, com o la necrosis tubular aguda, en la que los túbulos se vuelven incapaces de con cen trar la orina. La m edición de la osmolalidad de la orina es necesaria para evaluar la causa de la hipematremia. Con la pérdida renal de agua, la osmolalidad de la orina es baja o normal. Con las pérdidas de líquidos extrarrenales, se increm enta la osm o­ lalidad de la orina. La interpretación de la osmolalidad de la orina en la hipernatremia se muestra en el cuadro 13-5. La pérdida de agua por la piel y la respiración (pérdida insensible) constituye cerca de 1 L de pérdida de agua por día en adultos. Cualquier cond ición que increm enta la pér­ dida de agua, com o la fiebre, quem aduras, diarrea o expo­ sición al calor, increm entará la probabilidad de desarrollar hipem atrem ia. P or lo general, la hipernatrem ia ocurre en las personas que pueden estar sedientas pero no pueden pedir u obtener agua, com o los adultos con estado m en­ tal alterado o infantes. Cuando la orina no se puede con ­ centrar por com pleto (p. ej., en neonatos, niños jó ven es, ancianos y ciertos pacientes con insuficiencia re n a l), puede ocu rrir una osm olalidad de orina relativam ente baja. La hipernatrem ia crónica en un pacien te alerta es señal de enferm edad hipotalám ica, por lo general con un defec­ to en los osm orreceptores en vez de un restablecim iento verdadero del osm ostato. E n el hiperaldosteronism o pri­ m ario puede ocu rrir u n restablecim iento del orm ostato, en el que el exceso de aldosterona indu ce hipervolem ia leve que retarda la liberación de ADH, desplazam iento de sodio plasm ático hacia arriba en ~3 a 5 mmol/L .1 La hipernatrem ia puede ser de ingestión excesiva de sal o ad m inistración de disoluciones hipertónicas de sodio, com o b icarb onato de sodio o d isolu cion es de diálisis hipertónicas. Los neonatos son especialm ente susceptibles a hipernatrem ia por esta causa. E n estos casos, la respues­ ta a ADH es apropiada, y da com o resultado osm olalidad de orina m ayor que 8 0 0 mosm/kg (cuadro 1 3 -5 ).

CUADRO 13-5. H IPERN ATREM IA (150 MMOL/L) R ELA C IO N A D A CON O SM O LA LID A D P E O RIN A Osmolalidad de orina <300 mosm/kg Diabetes insípida (secreción dañada de ADH o los riño­ nes no responden a ADH) Osmolalidad de orina 300 a 700 mosm/kg Defecto parcial en la liberación de ADH o respuesta a ADH Diuresis osmótica Osmolalidad de orina >700 mosm/kg Pérdida de la sed Pérdida insensible de agua (respiración, piel) Pérdida Gl de líquido hipotónico Ingestión de sodio en exceso

Síntomas de hipem atrem ia. Los síntom as más com u ­ nes tien en que ver co n el sistem a nervioso central (SN C ) com o resultado del estado hiperosm olar. E stos síntom as inclu yen estado m ental alterado, letargo, irritabilidad, inquietud, convulsiones, espasm o m uscular repentino, hiperrefiejos, fiebre, náusea o vóm ito, respiración difícil y sed intensa. E l sodio sérico de m ás de 1 6 0 mmol/L se relaciona con una tasa de m ortalidad de 6 0 a 7 5 %.3 Tratamiento de la hipem atrem ia. E l tratam iento está diri­ gido a la corrección de la condición subyacente que causó la dism inución de agua o la retención de sodio. La velocidad de la corrección depende de la tasa con la que se desarrolló la condición. La hipernatrem ia se debe corregir de manera gradual porque la corrección demasiado rápida de hiper­ natrem ia ( > 1 6 0 mmol/L) puede inducir edema cerebral y m uerte, la tasa m áxim a debe ser 0 .5 mmol/L por hora .1 D eterm in a ció n d e s o d io M u estra. E l suero, plasm a y orina son aceptables para m ediciones de sodio. Cuando se usa plasm a, la heparina de litio, la de am onio y el oxalato de litio son anticoagulantes adecuados. La hem olisis no causa un cam bio im portante en los valores de suero o plasm a com o resultado de co n ­ centraciones reducidas de sodio intracelular. Sin em bargo, con hem olisis rem arcada, las con cen tracio n es se pueden reducir com o resultado de un efecto de dilución. Las m uestras de sangre com pleta se pueden usar con algunos analizadores. C onsulte el m anual de operación del instrum ento para aceptabilidad. La m uestra de elec­ ció n en el análisis de sodio en la orina es una recolección de 2 4 horas. E l sudor tam bién es adecuado para análisis. La re co lecció n y el análisis de sudor se analizan en el capí­ tulo 2 7 , Análisis de los líquidos corporales. M étodos. A través de los años, el sodio ha sido m ed i­ do en varias form as, in clu so m étodos quím icos, esp ectro­ m etría de em isión de flam a (E E F ), esp ectrofotom etría de absorción atóm ica (EAA) y electrodos selectivos de iones (E S I). Los m étodos quím icos son obsoletos debido a los requisitos de volu m en de m uestra grandes y la falta de pre­ cisión. E l E SI es el m étodo más usado en los laboratorios clínicos.

CAPITULO 13 ■ ELECTRÓLITOS

Electrodo de Na+ Disolución de llenado interna

Clip de plástico

I \™T"

JL

j

nJ X Alambre de vinilo a S e le cto r

Vidrio de Na+

Electrodo de referencia interno

Cuerpo de plástico

FIGURA 13-2. Diagrama de ESI de sodio con membrana capilar de vidrio. (Cortesía de Nova Biomedical, Waltham, MA.)

E n el ESI se emplea una m em brana sem iperm eable para desarrollar un potencial producido al tener diferentes con­ centraciones de iones en cualquier lado de la m embrana. En este tipo de sistem a, se em plean dos electrodos. U n electro­ do tiene un potencial constante, de m odo que es el electrodo de referencia. La diferencia de potencial entre los electro­ dos de referencia y m edición se puede usar para calcular la

Sellos de contención de líquido de borde (2)

Electrodo selectivo de iones (se requieren dos)

321

“concentración” del ion en la disolución. Sin embargo, es la actividad del ion, no la concentración que se mide (véase el capítulo 4 , Técnicas analíticas e instrumentación ). La m ayor parte de los analizadores em plean una m em ­ brana de vidrio de intercam bio ió n ico en su sistem a ESI para m ed ición de sodio (fig. 1 3 -2 ). Hay dos tipos de m edi­ ció n ESI, con base en la preparación de la m uestra: directa e indirecta. La m edición directa provee una m uestra no diluida para interactu ar con la m em brana ESI. C on el m éto­ do d irecto, se em plea una m uestra diluida para m edición. No hay diferencia significativa en los resultados, excepto cuando las m uestras son hiperlipidém icas o hiperproteiném icas. E l exceso de lípidos o proteínas desplazan agua plasm ática, lo cual origina una m ed ición reducida falsa de la actividad iónica en mmol/L de plasm a, m ientras que el m étodo directo se m ide sólo en agua plasm ática. En estos casos, el ESI directo es más exacto. Una fuente de error con los E SI es la acu m ulación de proteínas en la m em brana por el uso con tinu o. Las m em ­ branas recubiertas de proteína causan selectividad defi­ cien te, lo que da com o resultado m ala reproducibilidad de resultados. Los analizadores Vitros (O rth o-C linical D iagnostics) usan un sistem a E SI directo de un solo uso. Cada placa desechable contiene un electrodo de referencia y uno de m edi­ ción (fig. 1 3 -3 ). Una gota del líquido de m uestra y una del

FIGURA 13-3. Diagrama esquemática del sistema ESI para la placa potenclométrica en el Vitros. (Cor­ tesía de OCD, una compañía de Johnson & Johnson, Rochester, NY.)

322

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

CUADRO 13-6. INTERVALOS DE REFERENCIA PARA SODIO Suero, plasma

136-145 mmol/L

Orina (24 h)

40 a 220 mmol/día, varía con la dieta

LCR

136 a 150 mmol/L

LCR L íq u id o c e fa lo rra q u íd e o

líquido de referencia se aplican al mism o tiem po en la placa, y se m ide la diferencia de potencial entre los dos .7

In terv a lo s d e r eferen c ia V éase el cuadro 13-6.

Potasio E l potasio es el principal catión intracelu lar en el cuerpo, con una con cen tració n 20 veces m ayor dentro de las célu ­ las que afuera. M uchas fu nciones celulares requieren que el cuerpo m antenga una con cen tració n de L EC b aja de K+. C om o resultado, sólo 2% del potasio total del cuerpo cir­ cula en el plasm a. Las funciones del potasio en el cuerpo inclu yen regulación de la excitabilidad neurom uscular, co n tracció n del corazón, volum en de LIC y con cen tració n de io n hid rógeno .1 La con cen tració n del ion potasio tiene u n efecto im por­ tante en la co n tracció n de los m ú sculos esquelético y cardíaco. U na con cen tració n alta de potasio plasm ático dism inuye el potencial de m em brana en reposo (PM R ) de la célula (el PM R es cercano a ce ro ), que dism inuye la diferencia neta entre el potencial de reposo de la célula y el p otencial de um bral (a cció n ). U na diferencia m enor que la norm al increm enta la excitabilidad de la célula, lo cual origina debilidad muscular. La hiperpotasem ia grave puede, en últim a instancia, causar una falta de excitab ili­ dad m uscular (co m o resultado de u n PM R m ayor que el p otencial de acció n ), que puede originar parálisis o arrit­ m ia cardíaca fatal .1 La hipopotasem ia dism inuye la excita­ bilidad celu lar al increm entar el PM R, que con frecuencia produce arritm ia o parálisis .1 E l corazón puede dejar de contraerse en casos extrem os de hiper o hipopotasem ia. La con cen tració n de potasio afecta tam bién la co n cen ­ tración del io n hidrógeno en la sangre. P or ejem plo, en la hipopotasem ia (baja con cen tració n de potasio sérico ), cuando los iones potasio se pierden del cuerpo, los iones sodio e hidrógeno se m ueven hacia la célula. La con cen ­ tración de ion hidrógeno es, por tanto, reducida en el L EC , lo que da com o resultado alcalosis.

R eg u la ció n Los riñones son im portantes en la regulación del equ ili­ brio de potasio. Al in icio , los túbulos proxim ales reabsor­ b en casi todo el potasio. Luego, b aja la influencia de la aldosterona, el potasio adicional se secreta en la orina en intercam bio por sodio en los túbulos distales y los co n ­ ductos colectores. Así, la nefrona distal es el determ inante principal de la excreció n de potasio urinario. La m ayor parte de los individuos consu m en más potasio del que

requieren; el exceso se excreta por la orina pero se puede acum ular hasta con centracio n es tóxicas si ocurre insufi­ ciencia renal. La captación de potasio del L EC hacia las células es im portante al norm alizar un aum ento agudo en la co n cen ­ tración de K plasm ático debido a una m ayor captación de K. A m edida que el K celular regresa de m anera gradual al plasm a, se elim ina por excreción urinaria. N ote que la pérdida cró n ica de K celular puede dar com o resultado agotam iento celular antes de que haya un cam bio co n si­ derable en la co n cen tració n plasm ática de K debido a que su exceso se excreta norm alm en te por la orina. Tres factores que influyen en la d istribución de potasio entre las células y el L EC son: a ) la pérdida de potasio ocu­ rre con frecuencia siem pre que la bom ba de N aK ATPasa se inhiba por cond iciones com o hipoxia, hipom agnesem ia o sobredosis de digoxina; b ) la insulina prom ueve la entra­ da considerable de iones K en el m úsculo esquelético y el hígado al increm entar la actividad de N aK ATPasa, y c) las catecolam inas, com o la adrenalina (estim ulador (32), pro­ m ueven la entrada celular de K, m ientras que el propranolol (bloqueador (5) daña la entrada celular de K. La deficiencia dietética o exceso rara vez es una causa prim aria de hipo o hiperpotasem ia. Sin em bargo, con una con d ición preexis­ tente, la deficiencia dietética (o exceso) puede increm entar el grado de hipopotasem ia (o hiperpotasem ia). E jercicio . E l potasio se libera de las células durante el ejercicio, lo cual puede increm entar el K plasm ático en 0.3 a 1.2 mmol/L con ejercicio leve a m oderado y en hasta 2 a 3 mmol/L con ejercicio exhaustivo. Estos cam bios norm al­ m ente se invierten después de varios m inutos de reposo. E l ejercicio con el antebrazo durante la venopunción puede causar concentraciones de K plasm ático altas y erróneas .8 Hiperosmolalidad. La hiperosm olalidad, com o en la diabetes m ellitus n o controlada, causa que el agua se difunda desde las células, llevando iones K con el agua, lo que origina d ism inu ción gradual de potasio si la fu n ción de riñ ó n es norm al. Descomposición celular. La descom posición celular libera K hacia el LEC. Ejem plos son traum atism o grave, sín­ drom e de lisis tum oral y transfusiones masivas de sangre.

A p lic a c io n e s clín ic a s Hipopotasemia. La hipopotasem ia es una con cen tració n de potasio plasm ático abajo del lím ite in ferio r del inter­ valo de referencia. La hipopotasem ia puede ocu rrir con pérdida G1 o urinaria de potasio. Las causas com unes de hipopotasem ia se m uestran en el cuadro 1 3 -7 . De éstas, el tratam iento con diuréticos tipo tiacida es la m ás co m ú n .9 La pérdida GI ocurre cuando se pierde líquido G I por vóm ito, diarrea, su cción gástrica o descarga desde una fís­ tula intestinal. La pérdida m ayor de K en la heces ocurre tam bién con ciertos tum ores, m alabsorción, tratam iento del cáncer (quim ioterapia o terapia con rad iación) y dosis grandes de laxantes. La pérdida renal de potasio puede resultar de trastor­ nos renales com o nefritis con pérdida de potasio y acidosis tubular renal (ATR). E n la ATR, a m edida que dism inuye la e xcreción tubular de H+, aum enta la excreció n de K. D ebido

CAPITULO 13 ■ ELECTRÓLITOS

C U A D R O 13-7. CAUSAS DE HIPOPOTASEMIA Pérdida Gl Vómito Diarrea Succión gástrica Tumor intestinal Malabsorción Tratamiento del cáncer: quimioterapia, radiación Dosis grandes de laxantes Pérdida renal Diuréticos: tiacidas, mineralocorticoides Nefritis Acidosis tubular renal (ATR) Hiperaldosteronismo Síndrome de Cushing Hipomagnesemia Leucemia aguda Desplazam iento celular Alcalosis Sobredosis de insulina Ingestión reducida

a que la aldosterona prom ueve la reten ció n de Na y la pér­ dida de K, el hiperaldosteronism o puede originar hipopotasem ia y alcalosis m etabólica .1 La hipom agnesem ia puede ocasionar hipopotasem ia al prom over la pérdida urinaria de potasio. La deficiencia de m agnesio dism inuye tam bién la actividad de N aK ATPasa e increm enta la secreción de aldosterona. E l tratam iento eficaz requiere com plem entar co n Mg y K .1 La pérdida renal de K ocurre tam bién con las leucem ias m ielógena aguda, m ielom on ocítica aguda y lin focítica aguda .9 Aunque la in gestión dietética reducida de K rara vez causa hipopotasem ia en personas saludables, la ingestión reducida puede intensificar la hipopotasem ia causada por el uso de d iuréticos, por ejem plo. Tanto la alcalem ia com o la insulina increm entan la captación celular de potasio. D ebido a que la alcalem ia prom ueve la pérdida intracelu lar de H+ para reducir la ele­ vación del pH intracelular, el K y el sodio entran a las célu ­ las para preservar la electroneutralidad. E l K plasm ático dism inuye en alrededor de 0 .4 mmol/L por cada aum ento de pH de 0.1 unidades .1 La insulina prom ueve la entra­ da de K en el m úsculo esquelético y las células hepáticas. D ebido a que el tratam iento con insulina puede a veces revelar un estado hipopotasiém ico subyacente, se debe vigilar con detenim iento el K plasm ático siem pre que se adm inistre insulina a pacientes su scep tibles .1 Una causa rara de hipopotasem ia se relaciona con una m uestra de sangre de un paciente leu cém ico con una cuenta significa­ tivam ente alta de leu cocitos. E l K presente en la m uestra es captado por los leu cocitos si se deja la m uestra a tem pe­ ratura am biente durante varias h oras .9 Síntomas de hipopotasem ia. Los síntom as (co m o debili­ dad, fatiga y estreñim iento) suelen ser evidentes cuando el potasio plasm ático dism inuye por abajo de 3 mmol/L. La hipopotasem ia origina debilidad m uscular o parálisis, que interfiere con la respiración. Los peligros de la hip o­

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potasem ia interesan a todos los pacientes, pero en particu­ lar a quienes tien en trastornos cardiovasculares debido al m ayor riesgo de arritm ia, que puede causar m uerte repen­ tina en ciertos pacientes. La hipopotasem ia leve (3 .0 a 3 .4 mmol/L) es por lo general asintom ática. Tratamiento de la hipopotasem ia. E l tratam iento incluye por lo general el reem plazo oral de potasio con KC1 por varios días. E n algunos casos, podría ser indicado el reem ­ plazo intravenoso (IV ). E n otros, la hipopotasem ia leve cró n ica se puede corregir con la in clu sión de alim entos con alto contenid o de potasio, com o frutas secas, cerea­ les de salvado, plátanos y ju g o de naranja. Los electrólitos plasm áticos se m onitorean cuando se da tratam iento para regresar a la norm alidad las con cen tracio n es de K. H iperpotasem ia. Las causas más com unes de hiperpotasem ia se m uestran en el cuadro 13-8. Los pacientes con hiperpotasem ia a m enudo tienen un trastorno subyacente, com o insuficiencia renal, diabetes m ellitus o acidosis m eta­ bólica, que contribuye a la hiperpotasem ia .8 Por ejem plo, durante la adm inistración de KC1, una persona con insufi­ cien cia renal tiene m ucha más probabilidades de m anifestar hiperpotasem ia que una persona con fu nción renal norm al. La causa más com ún de hiperpotasem ia en pacientes h os­ pitalizados se debe a la adm inistración terapéutica de K. El riesgo es mayor con el reem plazo intravenoso de K .8 E n personas saludables, una carga oral aguda de pota­ sio increm en tará de m anera breve el K plasm ático debido a que la m ayor parte del potasio absorbido se m ueve con rapidez intracelu larm ente. L os procesos celulares norm a­ les liberan poco a poco este exceso de K de nuevo hacia el plasm a, donde se elim ina de m anera norm al por excreción renal. E l deterioro de la excreción urinaria de K suele rela­ cionarse con hiperpotasem ia cró n ica .1 Si un desplazam iento de K de las células al plasma ocurre con dem asiada rapidez para ser elim inado por excreción renal, se desarrolla hiperpotasem ia aguda. E n la diabetes m ellitus, la deficiencia de insulina prom ueve la pérdida celular de K. La hiperglucem ia contribuye tam bién

CUADRO 13-8. CAUSAS DE HIPERPOTASEMIA Excreción renal reducida Insuficiencia renal aguda o crónica (TFG <20 ml/min) Hipoaldosteronismo Enfermedad de Addison Diuréticos Desplazam iento celular Acidosis Lesión muscular/celular Quimioterapia Leucemia Hemolisis Ingestión reducida Tratamiento de reemplazo de potasio oral o IV Artifactual Hemolisis de la muestra Trombocitosis Uso prolongado de torniquete o cerrar con fuerza el puño

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PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

co n la p rod u cción de plasm a hiperosm olar q u é ja la agua y K de las células, así que se prom ueve la pérdida adicional de K en el plasm a .1 E n la acidosis m etabólica, u n exceso de H+ se mueve intracelularm ente para ser amortiguado, el K sale de la célu­ la para m antener la electroneutralidad. E l K plasm ático se increm enta en 0 .2 a 1.7 mmol/L por cada reducción de 0.1 unidad de pH .1 Debido a que con frecuencia el K celular se agota en casos de acidosis con hiperpotasem ia (incluso cetoacidosis diabética), el tratam iento con agentes com o la insulina y el bicarbonato puede causar un rápido m ovim ien­ to intracelular de K, así que se produce hipopotasem ia. Varios fárm acos pueden causar hiperpotasemia, en particular en pacientes con insuficiencia renal o diabetes mellitus. Estos fárm acos son captopril (inhibe a la enzima convertidora de angiotensina), agentes antiinflam atorios no esteroideos (inhiben a la aldosterona), espironolactona (diu­ rético ahorrador de K ), digoxina (inhibe la bom ba de NaK), ciclosporina (inhibe la respuesta renal a aldosterona) y trata­ m iento con heparina (inhibe la secreción de aldosterona). La hiperpotasem ia puede resultar cuando se libera p otasio en el L EC durante la descom posición tisular in cre­ m entada o catabolism o, en particular si hay insuficiencia renal. La d escom posición celu lar increm entada puede ser causada por traum atism o, ad m inistración de agentes cito tó xico s, hem olisis masiva, síndrom e de lisis tum oral y transfusiones de sangre. E n la sangre depositada en los b an cos, el K se libera en form a gradual de los electrólitos durante el alm acenaje, lo cual con frecuencia causa con ­ cen tración de K alta en el sobrenadante plasm ático. Los pacientes con derivación cardíaca pueden m anifestar aum entos leves en la concen tración de potasio plasm ático durante el calentam iento después de la operación porque éste causa liberación celular de potasio en las células. Síntomas de hiperpotasem ia. La hiperpotasem ia puede causar debilidad m uscular, horm igueo, entum ecim ien to o confu sión m ental si se m odifica la con d u cció n neurom uscular. La debilidad m uscular no se m anifiesta por lo gene­ ral hasta que el potasio plasm ático alcanza 8 mmol/L .1 La hiperpotasemia perturba la conducción cardíaca, que puede conducir a arritmias cardíacas y posible paro cardíaco. Las concentraciones de potasio plasm ático de 6 a 7 mmol/L pueden alterar el electrocardiograma, y las concentraciones de más de 10 mmol/L pueden causar paro cardíaco fatal .1 Tratamiento de la hiperpotasem ia. E l tratam iento se debe iniciar de inm ediato cuando el K sérico es > 6 .0 a 6.5 mmol/L o si hay cam bios de E C G .8 Para contrarrestar el efecto del potasio, que dism inuye el p otencial de reposo de las células m iocárdicas, se puede adm inistrar calcio para reducir el p otencial de um bral de las células m iocárdicas. P or tanto, el calcio provee p ro tección al m iocardio corta pero inm ediata contra los efectos de la hiperpotasem ia. Las sustancias que desplazan de m anera aguda al potasio hacia las células, com o el bicarbonato de sodio, glucosa o insulina, se pueden adm inistrar tam bién. E l potasio se puede elim inar del cuerpo con rapidez m ediante el uso de d iu réticos (asa), si la fu nción renal es adecuada, o ene­ m as de poliestireno sulfonato sód ico (K ayexalato), que se une con el K secretado en el colon. La hem odiálisis se

puede usar si fallan otras m edidas .8 Los pacientes tratados con estos agentes deben ser vigilados co n detenim iento para evitar hipopotasem ia cuando el K se m ueve de nuevo hacia las células o se elim ina del cuerpo.

R e c o le c c ió n d e m u estras La reco lecció n y m anejo apropiados de m uestras para análisis de K es extrem adam ente im portante porque hay m uchas causas de hiperpotasem ia artefactual. Prim ero, el proceso de coagu lación libera K de las plaquetas, así que la con cen tració n sérica de K puede ser 0 .1 a 0 .5 mmol/L m ayor que las concentracio nes plasm áticas de K .2 Si se eleva la cuenta de plaquetas del pacien te (trom b ocitosis), se podría elevar m ás la con cen tració n de potasio sérico. Segundo, si se deja un torniquete en el brazo por m ucho tiem po durante la reco lecció n de sangre o si el paciente cierra con fuerza sus puños de m anera excesiva o ejercita sus antebrazos antes de la venopunción, es posible que las células liberen potasio en el plasm a. La prim era situación se puede evitar si se usa un tubo heparinizado para evitar la coagu lación de la m uestra, y la segunda si se pone cu i­ dado en la extracció n de la sangre. Tercero, debido a que alm acenar sangre en hielo prom ueve la lib eración de pota­ sio de las célu las ,10 las m uestras de sangre com pleta para determ inaciones de potasio se deben alm acenar a tem pe­ ratura am biente (nu nca en h ielo) y analizar de inm ediato o centrifugar para elim inar las células. Cuarto, si ocurre hem olisis después de extraer la sangre, la con cen tració n de potasio se podría elevar de m anera falsa, la causa más com ún de hiperpotasem ia artifactual.

D eterm in a ció n d e p o t a s io M u estra. E l suero, plasm a y orina pueden ser aceptables para análisis. La hem olisis se debe evitar debido al alto contenid o de K de los eritrocitos. La heparina es el anti­ coagulante de elección. M ientras que el suero y el plasm a dan por lo general concen tracion es de potasio sim ilares, los intervalos de referencia del suero tienden a ser un poco m ás altos. Las cuentas de plaquetas significativam ente altas podrían dar com o resultado la lib eración de pota­ sio durante la coagu lación a partir de la rotura de estas células, que causa hiperpotasem ia falsa. E n este caso, se prefiere plasm a. Las m uestras de sangre com pleta se pue­ den usar con algunos analizadores. C onsulte el m anual de op eración del instrum ento para aceptabilidad. Las m ues­ tras de orina se deben colectar en un período de 2 4 h para elim inar la influencia de variación diurna. M étodos. Com o con el sodio, el m étodo actual de elec­ ción es el ESI. Para m ediciones con ESI, se em plea una m em brana de valinom icina para enlazar K + de m anera selectiva, lo cual causa un cam bio de im pedancia que se puede correlacion ar con la con cen tració n de K+. La d isolu­ ció n de electró lito in tern o está constituid a por KCI.

In terv a lo s d e r efere n c ia 3 V éase el cuadro 13-9.

Cloruro E l cloruro (C l“) es el principal anión extracelular. Su fu n­ ción precisa en el cuerpo no está bien entendida; sin embargo,

CAPÍTULO 13 ■ ELECTRÓLITOS

325

CUADRO 13-9. I N T E R V A L O S D E R E F E R E N C I A

Aplicaciones clínicas

P A R A P O T A S IO

Los trastornos por cloruro son con frecuencia resultado de las mism as causas que alteran las concentraciones de Na porque el Cl sigue de forma pasiva al Na. Hay pocas excep­ ciones. La hipercloremia puede ocurrir tam bién cuando hay una pérdida excesiva de ion bicarbonato com o resultado de pérdidas G I, ATR o acidosis m etabólica. La hipoclorem ia puede ocurrir tam bién con pérdida excesiva de cloruro de vóm ito prolongado, cetocacidosis diabética, deficiencia de aldosterona o enfermedades renales con pérdida de sal com o la pielonefritis. Asimism o, se puede encontrar una concen­ tración sérica b aja de cloruro en condiciones relacionadas con concentraciones altas de bicarbonato sérico, com o aci­ dosis respiratoria com pensada o alcalosis m etabólica.

Plasma, suero

3.4 a 5.0 mmol/L

Orina (24 h)

25 a 125 mmol/día

interviene en m antener la osm olalidad, el volum en san­ guíneo y la neutralidad eléctrica. E n la m ayor parte de los procesos, los iones cloruro se desvían secundariam ente a un m ovim iento de iones sodio o bicarbonato. E l ion cloruro ingerido en la dieta se absorbe casi por com pleto en el tubo digestivo. Los iones cloruro se filtran por el glom érulo y se reabsorben en form a pasiva, ju n to con el sodio, por los túbulos proxim ales. E l exceso de clo ­ ruro se excreta en la orina y el sudor. La sudación excesiva estim ula la secreción de aldosterona, que actúa en las glán­ dulas sudoríparas para conservar el sodio y el cloruro. E l cloruro m antiene la neutralidad eléctrica en dos for­ mas. Prim ero, el sodio es reabsorbido ju n to con el C L en los túbulos proxim ales. En efecto, el Cl" actúa com o el com po­ nente que lim ita la velocidad, en cuanto que la reabsorción de Na+ está lim itada por la cantidad de CL disponible. La electroneutralidad tam bién se m antiene por cloruro a través del desplazam iento de cloruro. E n este proceso, el dióxido de carbono ( C 0 2) generado por m etabolism o celular dentro del tejido se difunde hacia el plasma y los glóbulos rojos. E n los eritrocitos, el C 0 2 form a ácido carbónico (H 2C 0 3), que se divide en H+ y H C 0 3“ (bicarbonato). La desoxihem oglobina am ortigua H+, m ientras que el H C 0 3~ se difunde en el plasm a y el Cl se difunde en los eritrocitos para m an­ tener el equilibrio eléctrico de la célula (fig. 1 3-4).

Célula tisular periférica

Plasma

Determ inación de cloruro M uestra. Se puede usar suero o plasma, con heparina de litio com o el anticoagulante de elección. La hem olisis no causa un cambio importante en los valores séricos o plasmáticos como resultado de las concentraciones reducidas de cloruro. Sin embargo, con hemolisis marcada, las concentraciones pue­ den ser reducidas com o resultado de un efecto dilucional. Las muestras de sangre com pleta se pueden usar con algunos analizadores. Consulte el m anual de operación del instrum ento para aceptabilidad. La m uestra de elección en el análisis de cloruro en la orina es la recolección de 24 h debido a la gran variación diurna. El sudor tam bién es ade­ cuado para análisis. La recolección y análisis de sudor se analizan en el capítulo 27, Análisis de los líquidos corporales. M étodos. Hay varias m etodologías disponibles para m edir cloru ro, entre otros E S I, titu lación am perom étricacoulom bim étrica, titulación m ercurim étrica y colorim etría.

Eritrocito

FIGURA 13-4. Mecanismo de desplazamiento de cloruro. Véase ei texto para los detalles. (Reimpresa con autorización de Burtis, CA, Ashwood ER, eds. Tietz Texbook of Clinical Chemistry, 2a ed. Filadelfla: WB Saunders, 1994.)

326

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

E l m ás utilizado es el ESI. Para m ed ición, se em plea una m em brana de intercam bio ión ico para enlazar los iones Cl de m anera selectiva. La titu lación am perom étrica-culom bim étrica es un m étod o en el que se utiliza la generación cou lom bim étrica de iones plata (Ag+), que se com bin an con Cl“ para cuantificar la con cen tració n del ion Cl. Ag2+ + 2C1~ - * AgCl 2

(Ec. 13-2)

Cuando los iones Cl~ del pacien te se enlazan con los iones Ag+, el exceso de iones Ag+ libres se em plea para indicar el pu nto final. Cuando se acum ulan los iones Ag+, se d esconectan el generador cou lom bim étrico y el tem porizador. E l tiem po transcurrido se em plea para calcular la co n cen tració n de iones Cl en la m uestra. E l cloridóm etro de Cotlove usa este principio en el análisis de cloruro.

Intervalos de referencia3

m eables al bicarbonato, suele reabsorberse com o C 0 2. Esto sucede cuando el bicarbonato, después de la filtración en los túbulos, se com bina con iones hidrógeno para form ar ácido carbónico, que después se disocia en H20 y C 0 2. E l C 0 2 se difunde sin dificultad de nuevo hacia el LEC . N orm alm en­ te, casi todos los iones bicarbonato son reabsorbidos desde los túbulos, con poca pérdida en la orina. Cuando los iones bicarbonato se filtran en exceso de iones hidrógeno dispo­ nibles, casi todo el exceso de H C 0 3“ fluye hacia la orina. E n la alcalosis, con u n increm ento relativo de ion bicar­ bon ato en com parado con CO ,, los riñon es increm en tan la excreción de H C 0 3 en la orina, que lleva u n catión com o el sodio. Esta pérdida de H C O y del cuerpo ayuda a corre­ gir el pH. Entre las respuestas del cuerpo a la acidosis está una excreció n increm entada de H+ en la orina. Además, la reabsorción de H C 0 3 es casi com pleta, con 90% del bicar­ bonato filtrado reabsorbido en el túbulo proxim al y el res­ to en el túbulo d istal .1

Véase el cuadro 1 3 -1 0 .

A plicaciones clínicas

Bicarbonato E l b icarb onato es el segundo anión m ás abundante en el LEC . E l C 0 2 com prende el ion bicarbon ato (H C 0 3“), áci­ do carbónico (H 2C 0 3) y C 0 2 disuelto, donde el b icarb o­ nato constitu ye más de 90% del C 0 2 total a pH fisiológico. D ebido a que el H C 0 3~ constituye la fracción más grande del C 0 2 total, la m ed ición de C 0 2 total es indicativa de m ed ición de H C 0 3~. E l b icarb onato es el com ponente principal del sistem a am ortiguador en la sangre. La anhidrasa carbónica en los eritrocitos convierte el C 0 2y H20 en ácido carbónico, que se disocia en H+ y HCO r . C 0 2 + H20

CA

H 2C 0 3

CA

H

+ h c o 3(Ec. 13-3)

CA, anhidrasa carbónica E l bicarbonato se difunde fuera de la célula en intercam ­ bio por cloruro para m antener la neutralidad de carga iónica dentro de la célula (desplazamiento de cloruro; véase la fig. 13-4). Este proceso convierte al C 0 2 potencialm ente tóxico en el plasma a una disolución amortiguadora efectiva: bicar­ bonato. E l bicarbonato amortigua el exceso de ion hidróge­ no al com binarse con ácido, y se disocia finalm ente en HzO y C O , en los pulm ones donde se elimina el C O , ácido.

Regulación Casi todo el ion bicarbonato en los riñones (8 5 % ) es reab­ sorbido por los túbulos proxim ales; los distales reabsorben un 15% . Debido a que los túbulos sólo son ligeram ente per-

CUADRO 13-10. IN TERVALOS D E R EFER EN C IA PARA CLO RURO

Los d esequilibrios acidobase causan cam bios en las co n ­ centraciones de bicarbonato y C O ,. Es posible que ocurra una d ism in u ción de la con cen tració n de bicarbon ato por la acidosis m etabólica cuando el b icarb on ato se com bina con H+ para producir C 0 2, que es exhalado por los pu l­ m ones. La respuesta característica a la acidosis m etabólica es la com pensación por h iperventilación, que dism inuye la P C 0 2. Las con centraciones altas de C O , ocu rren en la alcalosis m etabólica cuando se retiene b icarb onato, con frecu encia con P C O , increm entada com o resultado de la com p en sación por hipoventilación. Las causas representa­ tivas de alcalosis m etabólica son vóm ito in ten so , h ipopo­ tasem ia e ingestión excesiva de álcali.

D ete rm in a ció n d e d ió x id o d e c a r b o n o M u estra. E n este capítu lo se trata de m anera específica las d eterm inaciones de suero o plasm a venoso. Para una d escripción de las m ediciones de P C 0 2 de sangre arterial y com pleta, refiérase al capítulo 14, G ases en la sangre, pH

y sistem as amortiguadores. E l suero o el plasma con heparina de litio son adecua­ dos para análisis. Aunque las m uestras deben ser anaeróbicas para lograr la m ayor exactitud, m u chos analizadores actuales (excepto los analizadores de gases sanguíneos) no perm iten el m anejo de m uestras anaeróbicas. E n m uchos casos, la m uestra se tapa hasta que el suero o el plasm a se separan y la m uestra se analiza de inm ediato. Si la m uestra se deja destapada antes del análisis, escapa el C 0 2. Las co n ­ centraciones pueden dism inuir en 6 mmol/L por h ora .2 Las m ediciones de dióxido de carbono se pueden obte­ ner de varias formas; sin embargo, la porción real del C 0 2 total que se mide puede variar con el m étodo empleado. Dos m étodos com unes son el ESI y un m étodo enzim ático. U n tipo de E SI para m edir C O , total em plea un reactivo ácido para convertir todas las form as de C 0 2 en gas C 0 2 y se m ide m ediante un electrodo de P C O , (capítulo 14,

Plasma, suero

98 a 107 mmol/L

G ases en la sangre, p H y sistem as am ortiguadores).

Orina (24 h)

110 a 250 mmol/día, varía con la dieta

E l m étodo enzim ático alcaliniza la m uestra para conver­ tir las formas de C O , en H C 0 3“. E l H C 0 3“ se emplea para

CAPÍTULO 13 ■ ELECTRÓLITOS

carboxilar fosfoenolpiruvato (F E P ) en presencia de carboxilato de FEP, que cataliza la form ación de oxaloacetato. Carboxilato de FEP

Fosfoenolpiruvato + H C 0 3“

»

O xaloacetato + H 2P 0 4_

(Ec. 13-4)

Éste se acopla a la siguiente reacció n, en la que se co n ­ sum e NADH com o resultado de la a cción de la deshidro­ genasa de m alato (M DH ). O xaloacetato + NADH + H +

M alato + N AD+ (Ec. 13-5)

La tasa de cam bio en la absorbancia de NADH es pro­ porcional a la con cen tració n de H C 0 3“.

Intervalos de referencia 3 Dióxido de carbono, venoso 2 2 a 2 9 mmol/L (plasma, suero).

M agnesio Fisiología del m agnesio El m agnesio (M g) es el cuarto catión m ás abundante en el cuerpo y el segundo ion intracelu lar m ás abundante. E l cuerpo, hu m ano prom edio (7 0 kg) contiene 1 m ol (2 4 g) de m agnesio. Alrededor de 53% de m agnesio en el cuerpo se encuentra en los huesos, 4 6 % en el m úsculo y otros órganos y tejido suave, y m enos de 1 % está presente en el suero y los eritrocitos .11 D el m agnesio presente en el suero, cerca de un tercio se enlaza a proteína, sobre todo albúm ina. De los dos tercios restantes, 61% existe en el estado libre o ionizado, y cerca de 5% está com puesto de otros iones, com o fosfato o citrato. Sim ilar al calcio, es el ion libre el que es fisiológicam ente activo en el cu erp o .12 La fu nción del m agnesio en el cuerpo es amplia. Es un cofactor esencial de más de 3 0 0 enzim as, inclu so las que son im portantes en la glucólisis, el transporte in tracelu ­ lar de iones, la transm isión neurom uscular, la síntesis de carbohid ratos, proteínas, lípidos y ácidos n u cleico s, y la lib eración y respuestas a ciertas horm onas. La utilidad clín ica de las con cen tracio n es de m agnesio sérico se ha increm entado en gran medida en los pasados 10 años a m edida que se ha descubierto más inform ación acerca del analito. Los hallazgos m ás significativos son la relación entre las concen tracion es anorm ales de m agne­ sio sérico y los trastornos cardiovasculares, m etabólicos y neurom usculares. Aunque es posible que las con cen tra­ ciones de suero no reflejen los depósitos corporales totales de Mg, las concentracio nes séricas son útiles para d eterm i­ nar cam bios agudos en el ion.

Regulación Las fuentes ricas en Mg en la dieta son nu eces crudas, cereal y agua potable dura; otras fuentes son verduras, carnes, pescado y fruta .11 Los alim entos procesados, una parte cada vez m ayor de la dieta estadounidense prom e­ dio, tiene b ajas concen tracion es de m agnesio que pueden

327

causar un a ingestión inadecuada. E sto a su vez puede increm en tar la probabilidad d eficiencia de m agnesio. El in testin o delgado puede absorber 2 0 a 65 % del m agnesio dietético, lo cual depende de la necesidad y la ingestión. La regulación global de m agnesio corporal es con tro­ lada en gran m edida por el riñón , que puede reabsorber m agnesio en estados de d eficiencia o excretar con facili­ dad m agnesio en exceso en estados de sobrecarga. D el Mg enlazado a proteína que es filtrado por el glom érulo, 25 a 30% es reabsorbido por el túbulo convoluto proxim al (T C P ), a diferencia del Na, del cual 6 0 a 75% se reabsor­ be en el T C P E l asa de Henle es el sitio regulador renal p rincipal, donde 5 0 a 60% del M g filtrado se reabsorbe en la extrem idad ascendente. Además, 2 a 5% se reabsorbe en el túbulo convoluto d istal .13 E l um bral renal para el m agnesio es casi 0 .6 0 a 0 .8 5 mmol/L ( - 1 .4 6 a 2 .0 7 mg/ di). D ebido a que esto es cercano a la co n cen tració n sérica norm al, los riñones excretan con rapidez el ligero exceso de m agnesio en el suero. N orm alm ente, sólo cerca de 6% del m agnesio filtrado se excreta en la orina por día .11 La regulación de m agnesio al parecer se relaciona con la de calcio y sodio. La horm ona para tiroidea (P T H ) incre­ m enta la reabsorción renal de m agnesio e increm enta la absorción de m agnesio en el intestino. Sin em bargo, los cam bios en el calcio ionizado tien en u n efecto m ucho m ayor en la secreción de PTH . La aldosterona y la tiroxina al parecer tienen el efecto opuesto de PTH en el riñón, así que se increm en ta la excreción renal de m agn esio .12

Aplicaciones clínicas H ipom agnesem ia. La hipom agnesem ia se observa co n fre­ cu encia en pacientes hospitalizados en las unidades de cuidado intensivo o en los que reciben tratam iento diu­ rético o digitálico. Es más probable que estos pacientes tengan una dism inu ción tisular global de m agnesio com o resultado de enferm edad grave o pérdida que origina con ­ centraciones séricas bajas. La hipom agnesem ia es rara en pacientes no hospitalizados .12 Hay m uchas causas de hipom agnesem ia; sin em bargo, se puede agrupar en categorías generales (cuadro 1 3 -1 1 ). La ingestión reducida es la causa m enos probable de defi­ ciencias graves en Estados U nidos. U na dieta deficiente de m agnesio com o resultado de in an ición , alcoholism o cró ­ n ico o tratam iento IV con d eficien cia de M g puede causar pérdida del ion. Varios trastornos G l pueden causar absorción reduci­ da por el intestino, lo cual puede dar com o resultado una pérdida excesiva de m agnesio vía heces. Los síndrom es de m alabsorción, resección intestinal o cirugía de derivación; su cción nasogástrica; pancreatitis, y vóm ito prolonga­ do, diarrea o uso de laxantes puede originar deficiencia de m agnesio. Se sabe de hipom agnesem ia neonatal com o resultado de varios procedim ientos quirúrgicos. Tam bién se tienen inform es de deficiencia prim aria en infantes com o resultado de m alabsorción selectiva del io n .12 Se ha descrito una hipom agnesem ia cró n ica con hipocalcem ia secundaria (trastorno recesivo au tosóm ico), los estudios m oleculares han revelado u n defecto específico de proteí­ na de transporte en el in testin o .14

328

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

CUADRO 13-11. C A U S A S DE H IP O M A G N ESEM IA _______________ __________________ Ingestión reducida Dieta deficiente/inanición Tratamiento IV prolongado con deficiencia de magnesio Alcoholismo crónico Absorción reducida Síndrome de malabsorción Secreción quirúrgica de intestino delgado Succión nasogástrica Pancreatitis Vómito Diarrea Abuso de laxantes Neonatal Primaria Congénita Excreción increm entada, renal Trastorno tubular Glomerulonefritis Pielonefritis Excreción increm entada, endocrina Hiperparatiroidismo Hiperaldosteronismo Hipertiroidismo Hipercalcemia Cetoacidosis diabética Excreción increm entada, inducida por fárm acos Diuréticos Antibióticos Ciclosporina Digitálicos Diversas Lactancia en exceso Em barazo

causar tam bién un desplazam iento intracelular del ion. En personas con diabetes, la pérdida urinaria excesiva de Mg se relaciona con glucosuria. La hipom agnesem ia puede agravar las com plicaciones neurom usculares y vasculares halladas en esta enfermedad. Algunos estudios han m ostra­ do una relación entre la deficiencia de M g y la resistencia a la insulina; sin em bargo, se considera que el Mg no tiene que ver en la fisiopatología de la diabetes m ellitus. La Am e­ rican Diabetes Association ha em itido una d eclaración en relación co n la ingestión dietética de m agnesio y la m edi­ ción de Mg sérico en pacientes con diabetes .15 Varios fárm acos, entre otros los diuréticos, gentam icina, cisplatino y ciclosporina, increm entan la pérdida renal de magnesio y con frecuencia dan com o resultado hipom ag­ nesemia. Los diuréticos de asa, com o furosemida, son espe­ cialm ente efectivos en increm entar la pérdida renal de Mg. Los diuréticos de tiacida requieren un período de uso más prolongado para causar hipomagnesemia. E l cisplatino tiene efecto nefrotóxico que inhibe la capacidad del túbulo renal para conservar magnesio. La ciclosporina, un inm unosupresor, inhibe m ucho la reabsorción tubular renal de magnesio y tiene m uchos efectos adversos, incluso nefrotoxicidad, hipertensión, hepatoxicidad y síntom as neurológicos com o convulsiones y temblores. Los glucósidos cardíacos, com o digoxina y digital, pueden interferir con la reabsorción de Mg. La hipom agnesem ia resultante es un hallazgo impor­ tante porque la concentración reducida de m agnesio puede amplificar los síntom as de toxicidad por digitálicos .12 La lactancia excesiva ha sido relacionada con hipom ag­ nesem ia com o resultado de uso increm entado y pérdida por la produ cción de leche. Se tienen inform es de defi­ ciencia leves en el em barazo, que puede causar un útero hiperexcitable, ansiedad e insom nio. Síntomas de hipom agnesem ia. U n pacien te que es hipom agnesém ico puede ser asintom ático hasta que las co n cen ­ traciones de suero caen por debajo de 0 .5 mmol/L .12 Puede ocu rrir una diversidad de síntom as. Los más frecuentes son anorm alidades cardiovasculares, neurom usculares, p siquiátricas y m etabólicas (cuadro 1 3 -1 2 ). Los síntom as

Adaptada de Polancic JE. Magnesium: metabolism, clinical Importance and analysis. Clin Lab Sci 1991;4(2).

CUADRO 13-12. SÍN TO M A S DE La pérdida de Mg debida a excreción increm entada por vía urinaria puede ocu rrir com o resultado de varios trastornos renales y end ocrinos, o los afectos de ciertos fárm acos en los riñones. Los trastornos tubulares renales y otros trastornos renales selectos pueden dar com o resul­ tado cantidades excesivas de m agnesio que se pierde por la orina debido a reabsorción tubular reducida. Varios trastornos endocrinos causan pérdida de m agne­ s io . E l hiperparatiroidism o y la hipercalcem ia pueden causar excreción renal increm entada de m agnesio com o resultado de exceso de iones calcio. Las con centraciones excesivas de sodio sérico causadas por hiperaldosteronism o pueden causar tam bién excreción renal increm entada de m agnesio. Una seudohipom agnesem ia tam bién puede ser el resulta­ do de hiperaldosteronism o causado por reabsorción in cre­ m entada de agua. El hiperaldosteronism o podría dar com o resultado una m ayor excreción renal de m agnesio y puede

H IP O M A G N ESEM IA Cardiovascular Arritmia Hipertensión Toxicidad por digitálicos

Psiquiátrico Depresión Agitación Psicosis

Neuromuscular Debilidad Calambres Ataxia Temblor Convulsiones Tetania Parálisis Coma

Metabólico Hipopotasemia Hipocalcemia Hipofosfatemia Hiponatremia

Adaptada de Polancic JE. Magnesium: metabolism, clinical importance and analysis. Clin Lab Sel 1991;4(2).

CAPÍTULO 13 ■ ELECTRÓLITOS

c a r d io v a s c u la r e s y n e u r o m u s c u la r e s re s u lta n s o b re to d o

329

v ía p a r e n te r a l u n a d is o lu c ió n d e M g S O +. A n te s d e in ic ia r

d e l re q u is ito d e la e n z im a A T P a sa p a ra M g . L a p é rd id a d e

e l tr a t a m i e n t o , s e d e b e e v a lu a r la f u n c ió n r e n a l p a ra e v ita r

M g o rig in a c o n c e n t r a c i o n e s in tr a c e lu la r e s d e K re d u c id a s

in d u c i r h ip e r m a g n e s e m ia d u r a n te el t r a t a m i e n t o .13

d e b id o a u n a b o m b a d e N a K (A T P a s a ) d e f e c tu o s a . E s te

Hipermagnesemia.

L a hiperm agnesania s e o b s e rv a c o n

c a m b io e n e l P M R c e lu la r c a u s a m a y o r e x c ita b ilid a d q u e

m e n o s fr e c u e n c ia q u e la h ip o m a g n e s e m ia .12 L a s c a u s a s d e

p u e d e d a r lu g a r a a rr itm ia s c a r d ía c a s . E s ta c o n d i c ió n ta m ­

c o n c e n t r a c i o n e s s é r ic a s a lta s d e m a g n e s io s e r e s u m e n e n

b ié n p u e d e o c a s i o n a r t o x i c i d a d p o r d ig itá lic o s .

el c u a d r o 1 3 - 1 3 ; la m á s c o m ú n es la in s u fic ie n c ia re n a l

L a c o n t r a c c i ó n m u s c u la r ta m b ié n r e q u ie r e m a g n e s io y

(T F G < 3 0 m l /m i n ) . L a s c o n c e n t r a c i o n e s m á s a lta s s o n p o r

A T P a sa p a ra c a p ta c i ó n n o r m a l d e c a lc io d e s p u é s d e la c o n ­

lo g e n e r a l re s u lta d o d e lo s e fe c to s c o m b in a d o s d e f u n c ió n

t r a c c i ó n . L a e s tim u la c ió n c e lu la r n o r m a l d e l n e r v io y el

r e n a l re d u c id a e in g e s tió n i n c r e m e n ta d a d e m e d ic a c io n e s

m ú s c u lo r e q u ie r e m a g n e s io p a ra a y u d a r c o n la re g u la c ió n

q u e c o n ti e n e n m a g n e s io c o m ú n m e n te p r e s c r it a s , c o m o

d e a c e tilc o lin a , u n n e u r o t r a n s m is o r p o te n te . L a h ip o m a g ­

a n tiá c id o s , e n e m a s o c a t á r t ic o s . L o s p a c ie n te s d e a s ilo s d e

n e s e m ia p u e d e c a u s a r d iv e rs o s s ín to m a s d e s d e d e b ilid a d

a n c ia n o s tie n e n a lto rie s g o d e q u e e s to o c u r r a .12

h a s ta te m b lo r e s , te ta n ia , p a rá lis is o c o m a . E l S N C ta m b ié n p u e d e s e r a f e c ta d o , lo q u e d a ría c o m o re s u lta d o t r a s to r n o s p s iq u iá tr ic o s q u e v a n d e s d e c a m b io s s u tile s h a s ta d e p r e ­

CUADRO 13-13. CAUSAS DE HIPERMAGNESEM IA

________________

s ió n o p s ic o s is . L o s t r a s t o r n o s m e ta b ó lic o s se r e la c io n a n c o n h ip o m a g ­ n e s e m ia . L o s e s tu d io s h a n in d ic a d o q u e a lre d e d o r d e 4 0 % d e lo s p a c ie n te s h o s p ita liz a d o s c o n h ip o p o ta s e m ia s o n h ip o m a g n e s é m i c o s .13 A d e m á s , 2 0 a 3 0 % d e lo s p a c ie n ­ te s c o n h ip o n a tr e m ia , h ip o c a lc e m ia o h ip o fo s fa te m ia s o n ta m b ié n h ip o m a g n e s é m i c o s .13 L a d e fic ie n c ia d e M g p u e d e d a ñ a r la lib e r a c ió n d e P T H y la r e s p u e s ta tis u la r o b je ti­ v o , q u e d a c o m o re s u lta d o h ip o c a lc e m ia . P o r lo g e n e r a l, r e a b a s t e c e r c u a lq u ie ra d e e s to s io n e s n o r e m e d ia el t r a s ­ to r n o a m e n o s q u e s e p ro v e a tr a ta m ie n to c o n m a g n e s io . E l t r a ta m ie n to c o n M g p u e d e r e s ta u r a r a m b a s c o n c e n t r a ­ c io n e s d e i o n e s al n iv e l n o r m a l ; d u r a n te el t r a ta m ie n to se d e b e v ig ila r la s c o n c e n t r a c i o n e s d e lo s io n e s .

Tratamiento de la hipomagnesemia. L a f o r m a p re fe rid a d e t r a ta m ie n to e s p o r in g e s tió n o r a l c o n l a c ta t o d e M g , ó x id o d e M g o c l o r u r o d e M g o c o n u n a n tiá c id o q u e c o n ­ te n g a M g . E n p a c ie n te s m u y e n fe rm o s , se a d m in is tr a p o r

Excreción reducida Insuficiencia renal aguda o crónica Hipotiroidismo Hipoaldosteronismo Hipopituitarismo (|G H ) Ingestión reducida Antiácidos Enemas Catárticos Terapéutica: eclampsia, arritmia cardiaca Diversas Deshidratación Carcinoma óseo Metástasis ósea Adaptada de Polancic JE. Magnesium: metabolism, clinical importance and analysis. Clin Lab Sci 1991 ;4(2).

ES T U D IO D E C A S O 13-2 U n v a r ó n d e 6 0 a ñ o s d e e d a d in g re s a al d e p a r ta m e n to d e u r g e n c ia s d e s p u é s d e d o s d ía s d e n o s e n tirs e m u y b ie n . E n lo s a n te c e d e n te s s e e n c o n t r ó u n in f a rto d e m io c a r ­ d io h a c e c i n c o a ñ o s , c u a n d o s e le p re s c r ib ió d ig o x in a . H a c e d o s a ñ o s , s e le p re s c r ib ió u n d iu r é tic o d e s p u é s d e a ta q u e s p e r ió d ic o s d e e d e m a . U n e l e c tr o c a r d io g r a ­ m a e n el m o m e n t o d e la a d m is ió n i n d ic ó u n a a r r itm ia c a r d ía c a . L o s re s u lta d o s d e l a b o r a to r io e n la a d m is ió n s e m u e s t r a n e n el c u a d r o 1 3 - 2 .1 d e e s tu d io d e c a s o .

CUADRO 13-2.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO______________ Sangre venosa Digoxina: 1.4 ng/ml, terapéutico 0.5 a 2.2 (1.8 nmol/L, terapéutico 0.6 a 2.8) Na+: 137 mmol/L K+: 2.5 mmol/L C L 100 mmol/L

Preguntas

HCO~: 25 mmol/L

1. D e b id o a q u e la c o n c e n t r a c i ó n d e d ig o x in a e s tá d e n ­

Mg+2: 0.4 mmol/L

tro d e l in te rv a lo te r a p é u t ic o , ¿ c u á l p o d r ía s e r la c a u ­ sa d e la a rr itm ia ? 2 . ¿ C u á l e s la c a u s a m á s p ro b a b le p a ra la h ip o m a g n e s e ­ m ia ? 3 . ¿ C u á l e s la c a u s a m á s p ro b a b le p a r a las c o n c e n t r a ­ c io n e s re d u c id a s d e p o ta s io y c a l c i o io n iz a d o ? 4 . ¿ Q u é tip o d e tr a ta m ie n to s e r ía ú til?

lon/Ca2+ libre: 1.0 mmol/L

330

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

L a h ip e r m a g n e s e m ia h a s id o r e la c io n a d a c o n v a rio s

L a s c o n c e n t r a c i o n e s e le v a d a s d e M g p u e d e n i n h ib ir la

t r a s t o r n o s e n d o c r in o s . L a t ir o x in a y la h o r m o n a d e l c r e ­

lib e r a c ió n d e P T H y la r e s p u e s ta tis u la r o b je tiv o . E s to p u e ­

c i m i e n t o c a u s a n u n a r e d u c c ió n e n la r e a b s o r c ió n tu b u la r

d e c o n d u c ir a h ip o c a lc e m ia e h ip e r c a l u r i a .12 L a h o m e o s ta -

d e M g , y u n a d e fic ie n c ia d e c u a lq u ie r h o r m o n a p u e d e c a u ­

sis n o r m a l es u n p r o c e s o d e p e n d ie n te d e l c a lc io q u e p u e d e

s a r u n a e le v a c ió n m o d e r a d a d e M g s é r ic o . L a in s u fic ie n c ia

s e r in h ib id o c o m o re s u lta d o d e c o m p e t e n c i a e n tr e la s c o n ­

s u p r a r r e n a l p u e d e c a u s a r u n a u m e n to le v e c o m o re s u lta d o

c e n tr a c i o n e s in c r e m e n ta d a s d e io n e s m a g n e s io y c a lc io .

d e la e x c r e c i ó n r e n a l r e d u c id a d e M g .12

L a g e n e r a c i ó n d e tr o m b in a y la a d h e s ió n d e p la q u e ta s s o n

E l M g S O + s e p u e d e u s a r e n f o r m a te r a p é u tic a c o n la

d o s p r o c e s o s e n lo s q u e p u e d e h a b e r i n t e r f e r e n c ia .12

p r e e c la m p s ia , a r r itm ia c a r d ía c a o in fa rto d e m io c a r d io . E l

Tratamiento de hipermagnesemia. E l tra ta m ie n to d e e x c e s o

M g e s u n v a s o d ila ta d o r, y p u e d e d is m in u ir la h ip e r a c tiv i-

d e M g r e la c io n a d o c o n la in g e s tió n in c r e m e n ta d a es d e s ­

d a d u te r in a e n e s ta d o s e c lá m p s ic o s e i n c r e m e n ta r el flu ­

c o n ti n u a r la fu e n te d e M g . L a h ip e r m a g n e s e m ia a s in to m á -

j o s a n g u ín e o u te r in o . E s te tr a ta m ie n to p u e d e d a r lu g a r a

tic a g ra v e re q u ie r e tr a ta m ie n to d e a p o y o in m e d ia to p a ra

h ip e r m a g n e s e m ia m a te r n a , a s í c o m o la h ip e rm a g n e s e m ia

a n o r m a lid a d e s c a r d ía c a s , n e u r o m u s c u la r e s , r e s p ira to ria s

n e o n a ta l d e b id a a l r i ñ ó n in m a d u ro d e l r e c ié n n a c id o . L o s

o n e u r o ló g ic a s . L o s p a c ie n te s c o n f u n c ió n re n a l n o r m a l

in f a n te s p r e m a t u r o s tie n e n m a y o r rie s g o d e d e s a rr o lla r

p u e d e n s e r tr a ta d o s c o n u n d iu r é tic o y líq u id o IV

s ín to m a s r e a l e s .12 E n lo s e s tu d io s s e h a m o s t r a d o q u e la te ra p ia IV c o n M g e n p a c ie n te s c o n in fa rto d e m io c a r d io

D eterm in a ció n d e m a gn esio

p u e d e r e d u c ir la m o r ta lid a d t e m p r a n a .11

Muestra.

E l s u e r o n o h e m o liz a d o o p la s m a c o n h e p a r in a

L a d e s h id r a ta c ió n p u e d e c a u s a r s e u d o h ip e r m a g n e s e -

d e litio p u e d e s e r a n a liz a d o . D e b id o a q u e la c o n c e n t r a ­

m ia , q u e s e p u e d e c o r r e g ir c o n r e h id r a ta c ió n . D e b id o a la

c i ó n d e M g 2+ d e n tro d e lo s e r i tr o c ito s es 1 0 v e c e s m a y o r

p é rd id a ó s e a in c r e m e n ta d a , lo s a u m e n to s le v e s d e m a g n e ­

q u e e n el L E C , se d e b e e v ita r la h e m o lis is , y el s u e r o se

s io s é r ic o o c u r r e n e n in d iv id u o s c o n m ie lo m a m ú ltip le o

d e b e s e p a r a r d e la s c é lu la s ta n p r o n t o c o m o se a p o s ib le .

m e tá s ta s is ó se a .

L o s a n tic o a g u la n te s o x a la t o , c i tr a to y á c id o e tile n d ia m in o -

Síntomas de hipermagnesemia. P o r lo g e n e r a l, lo s s í n t o ­

te tr a c é ti c o (E D T A ) s o n in a c e p ta b le s p o r q u e s e u n i r á n c o n

m a s d e h ip e r m a g n e s e m ia s ó lo o c u r r e n h a s ta q u e la c o n ­

m a g n e s io . U n a o rin a d e 2 4 h o r a s s e p re fie re p a ra a n á lisis

c e n tr a c i ó n s é r ic a e x c e d e 1 .5 m m o l / L .12 L o s s ín to m a s m á s

d e b id o a u n a v a r i a c i ó n d iu rn a e n la e x c r e c ió n . L a o r in a se

f r e c u e n te s tie n e n q u e v e r c o n a n o r m a lid a d e s c a r d i o v a s c u ­

d e b e a c id ific a r c o n H C 1 p a ra e v ita r p r e c ip ita c ió n .

la re s , d e r m a to ló g ic a s , G l, n e u r o ló g ic a s , n e u r o m u s c u la r e s ,

Métodos.

L o s tre s m é to d o s m á s c o m u n e s p a r a m e d ir

m e ta b ó lic a s y h e m o s tá tic a s ( c u a d r o 1 3 - 4 ) . L o s s ín to m a s

M g s é r ic o to ta l s o n c o lo r im é tr ic o s : c a lm a g ita , c o l o r a n t e d e

le v e s a m o d e r a d o s , c o m o h ip o te n s ió n , b r a d ic a r d ia , e n r o ­

fo r m a z é n y a z u l d e m e tiltim o l. E n el m é to d o d e c a lm a g ita ,

j e c im ie n t o d e la p ie l, m a y o r t e m p e r a tu r a c u tá n e a , n á u s e a ,

el M g se u n e c o n c a lm a g ita p a r a f o r m a r u n c o m p le jo v io ­

v ó m i to y le ta r g o p u e d e n o c u r r i r c u a n d o las c o n c e n t r a c i o ­

le ta ro jiz o q u e se p u e d e le e r a 5 3 2 n m . E n el m é to d o d e

n e s s é r ic a s s o n 1 .5 a 2 .5 m m o l / L .12 L o s s ín to m a s c r ít ic o s ,

c o l o r a n t e d e fo r m a z é n , el M g s e e n la z a c o n el c o lo r a n te

c o m o c a m b io s d e e l e c tr o c a r d io g r a m a , b lo q u e o c a r d ía c o ,

p a ra fo r m a r u n c o m p le jo c o lo r e a d o q u e s e p u e d e le e r a

a s is to lia , s e d a c ió n , c o m a , d e p r e s ió n o p a ro re s p ir a to r io y

6 6 0 n m . E n el m é to d o d e a z u l d e tim o l, el M g s e u n e c o n

p a rá lis is , p u e d e n o c u r r i r c u a n d o las c o n c e n t r a c i o n e s s é r i­

el c r o m ó g e n o p a r a f o r m a r u n c o m p le jo c o lo r e a d o . E n la

c a s a lc a n z a n 5 . 0 m m o l/L 12

m a y o r p a r te d e lo s m é t o d o s s e e m p le a u n re s g u a rd o d e c a l­ c io p a ra p r o h ib ir la in te rf e re n c ia d e e ste c a t ió n d iv a le n te . E l m é to d o d e re f e re n c ia p a ra m e d ir m a g n e s io es la E A A .

CUADRO 13-14. SÍNTOMAS DE HIPERM AGNESEM IA Cardiovascular Hipotensión Bradicardia Bloqueo cardíaco

Neuromuscular Reflejos disminuidos Disartria Depresión respiratoria Parálisis

Dermatológico Enrojecimiento Piel caliente

Metabólico Hipocalcemia

Gl Náusea Vómito

Hemostático Generación reducida de trombina Adhesión reducida de plaquetas

A u n q u e la m e d ic ió n d e c o n c e n t r a c i o n e s d e m a g n e s io to ta l e n el s u e ro a ú n es la p ru e b a d ia g n ó s tic a u s u a l p a ra d e te c c i ó n d e a n o r m a lid a d e s d e m a g n e s io , tie n e s u s lim ita ­ c io n e s . P r i m e r o , d e b id o a q u e a lre d e d o r d e 2 5 % d e m a g n e ­ sio e stá e n la z a d o a p r o te ín a , es p o s ib le q u e el m a g n e s io n o re fle je el m a g n e s io lib re fis io ló g ic a m e n te a c tiv o . S e g u n d o , d e b id o a q u e el m a g n e s io es s o b re to d o u n io n in tra c e lu la r , las c o n c e n t r a c i o n e s d e s u e ro n o n e c e s a r i a m e n t e re fle ja rá n el e s ta d o d el m a g n e s io in tra c e lu la r . A u n c u a n d o el m a g n e ­ sio tis u la r y c e lu la r s e r e d u z c a e n 2 0 % , la s c o n c e n t r a c i o ­ n e s d e m a g n e s io p u e d e n p e r m a n e c e r n o r m a le s .

Neurológica Letargo Coma Adaptada de Polancic JE. Magnesium: metabolism, clinical importance and analysis. Clin Lab Sci 1991 ;4(2).

Límites de referencia3 V é a s e el c u a d r o 1 3 - 5 .

CUADRO 13-15. INTERVALO DE REFERENCIA PARA M A G N ESIO _______________ ______________________ Suero, plasma

0.63 a 1.0 mmol/L(1.2 a 2.1 meq/L)

CAPÍTULO 13 ■ ELECTRÓLITOS

331

ES T U D IO D E C A S O 13-3 U n re s id e n te d e u n a c a s a p a ra a n c ia n o s d e 8 4 a ñ o s d e

CUADRO 13-3.1 DE ESTUDIO DE CASO.

e d a d e s v is to e n el d e p a r ta m e n to d e u rg e n c ia s c o n lo s

RESULTADOS DE LABORATORIO

s ig u ie n te s s ín to m a s : n á u s e a , v ó m i to , r e s p i r a c i ó n r e d u ­

INTERVALO DE

c id a , h ip o te n s ió n y b a ja f r e c u e n c ia d e p u ls o ( 4 6 ) . E n

RESULTADO

REFERENCIA

Proteína total

5.6 g/dl

6.0-8.0 g/dl

Albúm ina

3.0 g/dl

3.5-5.0 g/dl

Calcio total

8.2 g/dl

8.6-10.0 g/dl

ÑUS

45 mg/dl

5-20 mg/dl

Creatinina

2.3 mg/dl

0.7-1.5 mg/dl

Magnesio

4.0 mmol/L

0.63-1.0 mmol/L

el e x a m e n fís ic o se e n c o n t r ó q u e la p ie l e s ta b a c a lie n ­ te al t a c to y e n r o je c id a . L o s d a to s d e la b o r a to r io e n la

Suero

a d m is ió n s e m u e s tr a n e n el c u a d r o 1 3 - 3 .1 d e e s tu d io d e caso .

Preguntas 1 . ¿ C u á l e s la c a u s a m á s p ro b a b le p a ra lo s s ín to m a s d el p a c ie n te ? 2 . ¿ C u á l es la c a u s a p ro b a b le p a ra la h ip e r m a g n e s e m ia ? 3 . ¿ C u á l s e r ía la c a u s a p a ra la h ip o c a lc e m ia ?

Calcio

Plasma

Na+

129 mmol/L

136-145 mmol/L

K+

5.3 mmol/L

3.4-5.0 mmol/L

c i-

96 mmol/L

h c o 3-

16 mmol/L

c o m o resorción ósea, e n la q u e lo s o s t e o c la s t o s a c tiv a d o s d e s c o m p o n e n el h u e s o y p o s te r io r m e n te lib e ra n c a lc io e n

F isio lo gía del calcio

el L E C . E n lo s r i ñ o n e s , la P T H c o n s e r v a c a lc io a l i n c r e ­

E n 1 8 8 3 , R in g e r m o s tr ó q u e el c a lc io e ra e s e n c ia l p a ra la

m e n t a r la r e s o r c i ó n tu b u la r d e io n e s c a l c i o . L a P T H e s ti­

c o n t r a c c i ó n m i o c á r d i c a .16 M c L e a n y H a s tin g s , m ie n tr a s

m u la ta m b ié n la p r o d u c c i ó n r e n a l d e v ita m in a D a c tiv a .

in te n ta b a n e s tu d ia r c ó m o la s fo r m a s e n la z a d a y lib re d el

L a v ita m in a D 3, u n c o le c a lc if e r o l, s e o b tie n e d e la d ie ta

c a lc io a fe c ta b a n la c o n tr a c c i ó n d el c o r a z ó n d e u n a ra n a ,

o e x p o s ic i ó n d e la p ie l a la lu z so la r. L a v ita m in a D 3 se

m o s t r a r o n q u e la c o n c e n t r a c i ó n d e c a lc io io n iz a d o e ra p r o ­

c o n v i e r t e d e s p u é s e n el h íg a d o a 2 5 - h i d r o x ic o l e c a l c if e r o l

p o r c io n a l a la a m p litu d d e la c o n t r a c c i ó n d el c o r a z ó n d e la

( 2 5 - O H - D 3) , to d a v ía u n a f o r m a a c tiv a d e v ita m in a D . E n

ra n a , m ie n tr a s q u e el c a lc io e n la z a d o a p r o te ín a n o te n ía

el r iñ ó n , el 2 5 - O H - D 3 se h id r o x ila d e m a n e r a e s p e c ífic a

e f e c to .17 D e e s ta o b s e r v a c ió n , e la b o ra r o n el p r i m e r e n sa y o

p a r a f o r m a r 1 ,2 5 - d i h i d r o x ic o l e c a l c i f e r o l ( l , 2 5 - [ O H ] , - D 3) ,

p a ra c a lc io io n iz a d o c o n c o r a z o n e s d e r a n a a isla d o s. A u n ­

la f o r m a b io ló g ic a a c tiv a . E s ta f o r m a a c tiv a d e v ita m in a D

q u e el m é t o d o te n ía m a la p r e c is ió n s e g ú n lo s e s tá n d a re s

in c r e m e n ta la a b s o r c ió n d e c a lc io e n el in te s tin o y m e jo r a

a c tu a le s , lo s in v e s tig a d o re s p u d ie r o n m o s t r a r q u e el c a lc io

el e fe c to d e la P T H e n la r e s o r c i ó n ó se a .

io n iz a d o s a n g u ín e o e s ta b a r e g u la d o d e m a n e r a e s tr e c h a y

L a c a lc ito n in a , q u e s e o rig in a e n la s c é lu la s m e d u la r e s

te n ía u n a c o n c e n t r a c i ó n m e d ia e n h u m a n o s d e c a s i 1 .1 8

d e la g lá n d u la tir o id e s , es s e c r e ta d a c u a n d o s e i n c r e m e n ta

m m o l/L . D e b id o a q u e la c o n c e n t r a c i ó n b a ja d e c a lc io io n i­

la c o n c e n t r a c i ó n d e c a lc io e n la s a n g re . L a c a l c i to n in a e je r­

z a d o d a ñ a la f u n c ió n d el m io c a r d i o , es im p o r ta n te m a n t e ­

c e su e fe c to d e d is m in u ir el c a lc io al in h ib ir la s a c c i o n e s

n e r el c a lc io io n iz a d o a u n a c o n c e n t r a c i ó n n o r m a l c e r c a n a

d e la P T H y la v ita m in a D . A u n q u e e n a p a r ie n c ia la c a l­

d u r a n te la in te r v e n c ió n q u irú rg ic a y e n p a c ie n te s c o n

c ito n in a n o se s e c r e ta d u r a n te la r e g u la c ió n n o r m a l d e la

e n fe rm e d a d c r ític a . L a s c o n c e n t r a c i o n e s b a ja s d e c a lc io

c o n c e n t r a c i ó n d e c a lc io io n iz a d o e n la s a n g re , es s e c r e ta d a

io n iz a d o e n la s a n g re c a u s a n irrita b ilid a d n e u r o m u s c u la r ,

e n re s p u e s ta a e s tím u lo h ip e r c a lc é m ic o .

q u e se p u e d e v o lv e r c lín ic a m e n te e v id e n te c o m o e s p a s m o s m u s c u la r e s irr e g u la re s , c o n o c id o s c o m o tetania.

D istrib ució n C e r c a d e 9 9 % d e l c a lc io e n el c u e r p o es p a r te d el h u e s o .

R egu la ció n

E l 1% r e s ta n te e stá m á s en la s a n g re y o tr o L E C . H a y p o c o

S e sa b e q u e tre s h o r m o n a s , P T H , v ita m in a D y c a lc ito n in a

e n el c i to s o l d e la m a y o r p a r te d e las c é lu la s . D e h e c h o , la

r e g u la n el c a lc io s é r ic o al a lte r a r su s e c r e c i ó n e n r e s p u e s ta

c o n c e n t r a c i ó n d e c a lc io in o n iz a d o e n la s a n g re es 5 0 0 0 a

a c a m b io s e n e l c a lc io io n iz a d o . L a s a c c i o n e s d e e s ta s h o r ­

1 0 0 0 0 v e c e s m a y o r q u e e n el c i to s o l d e c é lu la s d e m ú s c u ­

m o n a s s e m u e s t r a n e n la fig u ra 1 3 - 5 .

lo c a r d ía c o o liso . E l m a n te n im ie n to d e e s e g ra n g ra d ie n te

L a s e c r e c i ó n d e P T H e n la s a n g re es e s tim u la d a p o r u n a d is m in u c ió n d e c a lc io io n iz a d o y, p o r el c o n tr a r i o , la

es v ita l p a ra m a n t e n e r e l flu jo e s e n c ia l rá p id o h a c ia d e n tro d e io n e s c a lc io .

s e c r e c i ó n d e P T H s e d e tie n e si s e i n c r e m e n ta el c a lc io io n i­

E l c a lc io e n la s a n g r e se d is trib u y e e n tr e v a ria s fo r m a s .

z a d o . L a P T H e je rc e tre s e f e c to s p rin c ip a le s e n lo s h u e s o s

C e r c a d e 4 5 % c ir c u la c o m o io n e s c a lc io lib re s ( d e n o m i n a ­

y r iñ o n e s . E n el h u e s o , la P T H a c tiv a u n p r o c e s o c o n o c id o

d o c a lc io i o n i z a d o ) , 4 0 % e stá e n la z a d o a p r o te ín a , s o b re

332

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

Glándulas paratlroideas

Hipercalcemia

Hipocalcemia PTH

/ \ Hueso En el hueso, la PTH estimula la actividad osteodástica, que libera C a ++ y H PO J

25-OH vit D circulante (inactiva) Riñón

En el riñón, la PTH promueve: absorción de C a ++ 1.25 (OH )2 vit D

excreción de H PO J activación de 1 -ahidroxilasa renal

V V

---------

Intestino

Riñón

La vit D promueve la absorción intestinal de C a ++ y HPO|

La vit D promueve la reabsorción renal de Ca++ y H PO J

FIGURA 13-5. Respuesta hormonal a hipercalcemia e hipocalcemia. PTH, hormona paratiroidea; 25-OH vit D, 25-hldroxi vitamina D; 1,25(OH)2 vit D, dlhidroxi vitamina D.

to d o a lb ú m in a y 1 5 % e stá u n id o a a n io n e s , c o m o b ic a r b o ­

m e d ic io n e s d e c a lc io to ta l e io n iz a d o e s tá n d is p o n ib le s e n

n a to , c i tr a to , fo sfa to y l a c ta t o . D e m a n e r a c la r a , e s ta d is ­

m u c h o s la b o r a to r io s , el c a lc io io n iz a d o s u e le s e r u n m a r c a ­

tr i b u c i ó n p u e d e c a m b ia r e n la e n fe rm e d a d . E s n o ta b le q u e

d o r m á s se n sib le y e s p e cífico p a ra tr a s to r n o s d e c a lc io .

la c o n c e n t r a c i ó n d e c i tr a to , b ic a r b o n a to , l a c ta t o , fo sfa to y a lb ú m in a p u e d a c a m b ia r d e f o r m a d r á s tic a d u r a n te la

Hipocalcemia.

C u a n d o n o e s tá p r e s e n te la P T H , c o m o

e n el hipoparatiroidismo primario, las c o n c e n t r a c i o n e s d e

in t e r v e n c ió n q u ir ú r g ic a o a t e n c i ó n c r ít ic a . É s ta e s la r a z ó n

c a lc io s é r ic o n o e s tá n re g u la d a s d e m a n e r a a p ro p ia d a . E l

d e q u e e l c a lc io io n iz a d o n o s e p u e d a c a l c u l a r d e u n m o d o

h u e s o tie n d e a d e p e n d e r d e su r e s e rv a , y el r i ñ ó n i n c r e ­

fiab le a p a r t ir d e m e d ic io n e s d e c a lc io to ta l, e n p a r t ic u l a r

m e n ta la e x c r e c i ó n d e c a lc io . D e b id o a q u e ta m b ié n se

e n in d iv id u o s c o n e n fe rm e d a d a g u d a .

re q u ie r e P T H p a ra el m e ta b o lis m o n o r m a l d e la v ita m in a D , la falta d e e fe c to s d e v ita m in a D ta m b ié n c o n d u c e a

A p lica cio n es clínicas

u n a c o n c e n t r a c i ó n b a ja d e c a lc io . L a a p la s ia d e la g lá n ­

E n lo s c u a d r o s 1 3 - 1 6 y 1 3 - 1 7 s e re s u m e n las c a u s a s d e tr a s ­

d u la p a r a tir o id e s , d e s tr u c c ió n o e lim in a c ió n s o n r a z o n e s

t o r n o s h ip o c a lc é m ic o s e h ip e r c a lc é m ic o s . A u n q u e a m b a s

o b v ia s p a ra h ip o p a r a tir o id is m o p r im a r io . D e b id o a q u e la h ip o m a g n e s e m ia s e h a v u e lto fr e c u e n te e n p a c ie n te s h o s p ita liz a d o s , la h ip o m a g n e s e m ia h a sid o

CUADRO 13-16. CAUSAS DE HIPOCALCEMIA

r e c o n o c i d a c o m o u n a c a u s a f r e c u e n te d e hipocalcemia. L a h ip o m a g n e s e m ia p u e d e c a u s a r h ip o c a lc e m ia p o r tre s

Hlpoparatiroldismo primario: aplasia glandular, destrucción o eliminación Hipomagnesemia

CUADRO 13-17. CAUSAS DE HIPERCALCEMIA

Hipermagnesemia

Hiperparatiroidismo primario: adenom a o hiperplasia glandular

Hipoalbuminemia (sólo calcio tota!, ionizado no afectado por): hepatopatía crónica, síndrome nefrótico, desnutrición

Hipertiroidismo

Pancreatitis aguda

Malignidad

Deficiencia de vitamina D

Mieloma múltiple

Enfermedad renal

Vitamina D incrementada

Rabdomiólisis

Diuréticos de tiacida

Seudohipoparatiroidismo

Inmovilización prolongada

Hipocalciuria fam iliar benigna

CAPÍTULO 13 ■ ELECTRÓLITOS

m e c a n i s m o s : a) in h ib e la s e c r e c i ó n g la n d u la r d e P T H a

333

d e c a lc io to ta l y c a lc io io n iz a d o s e p u e d e n o b s e r v a r d u r a n ­

t ra v é s d e la m e m b r a n a d e la g lá n d u la p a r a tir o id e s , b ) d a ñ a

te o p e r a c io n e s q u irú rg ic a s im p o r t a n t e s . E n c o n s e c u e n c i a ,

la a c c i ó n d e la P T H en s u sitio r e c e p t o r e n el h u e s o y c )

las m e d ic io n e s d e c a lc io io n iz a d o s o n la s d e m a y o r v a lo r

c a u s a r e s is te n c ia d e v ita m in a D .11 L a s c o n c e n t r a c i o n e s

c lín ic o .

a lta s d e M g p u e d e n in h ib ir la lib e r a c ió n d e P T H y la r e s ­

L a h ip o c a lc e m ia su e le o c u r r i r e n p a c ie n te s c o n e n fe r­

p u e s ta tis u la r b la n c o , q u e q u iz á c o n d u c e a h ip o c a lc e m ia

m e d a d c r ít ic a , es d e c ir , a q u é llo s c o n s e p sis , q u e m a d u ra s

e h ip e r c a l c i u r ia .12 C u a n d o e l c a lc io to ta l es el ú n i c o re s u lta d o r e p o r ta d o ,

té r m ic a s , in s u fic ie n c ia re n a l o in s u fic ie n c ia c a r d io p u lm o n a r. E s to s p a c ie n te s c o n f r e c u e n c ia tie n e n a n o r m a lid a d e s

la h ip o c a lc e m i a p u e d e a p a r e c e r c o n h ip o a lb u m in e m ia .

d e r e g u la c ió n a c id o b a s e y p é rd id a s d e p r o te ín a y a lb ú m i­

L a s c a u s a s c o m u n e s se r e l a c i o n a n c o n h e p a to p a tía c r ó ­

n a , q u e s o n m á s a d e c u a d a s p a ra v ig ila r el e s ta d o d el c a lc io

n ic a , s ín d r o m e n e f r ó tic o y d e s n u tr ic ió n . E n g e n e r a l, p o r

m e d ia n te m e d ic io n e s d e c a lc io io n iz a d o . L a n o r m a liz a ­

c a d a d is m in u c ió n d e 1 g /d l e n la a lb ú m in a s é r ic a , h a y u n a

c i ó n d e c a lc io io n iz a d o p u e d e te n e r e f e c to s b e n é f ic o s e n el

r e d u c c ió n d e 0 . 2 m m o l/L ( 0 . 8 m g /d l) e n las c o n c e n t r a c i o ­

g a s to c a r d í a c o y la p r e s ió n a rte ria l.

n e s d e c a lc io t o t a l .18

Monitoreo neonatal. P o r lo reg u lar, las c o n c e n tra c io n e s d e

C e r c a d e la m ita d d e lo s p a c ie n te s c o n p a n c r e a titis a g u ­

c a lcio io n iz a d o s a n g u ín e o e n n e o n a to s s o n altas e n el n a c i­

d a m a n ifie s ta n h ip o c a lc e m ia . L a c a u s a m á s c o n s is t e n te al

m ie n to y lu e g o d ism in u y e n c o n ra p id e z e n 1 0 a 2 0 % d e sp u é s

p a r e c e r e s re s u lta d o d el m a y o r e n la c e in te s tin a l d e c a lc io

d e u n o a tre s d ías. D esp u és d e a lre d e d o r d e u n a s e m a n a , las

c u a n d o se in c r e m e n ta la a c tiv id a d d e la lip a sa i n t e s t in a l.18

c o n c e n tra c io n e s d e c a lcio io n iz a d o en el n e o n a to se esta b ili­

L a d e fic ie n c ia d e v ita m in a D y la m a la b s o r c ió n p u e d e n

z a n a n iv eles u n p o c o m a y o re s q u e e n lo s a d u lto s .19

c a u s a r a b s o r c ió n re d u c id a , q u e c o n d u c e a m e n o r p r o d u c ­ c i ó n d e P T H o h ip e rp a ra tir o id is m o s e c u n d a r io . L o s p a c ie n te s c o n e n fe rm e d a d r e n a l c a u s a d a p o r in s u ­

L a c o n c e n t r a c i ó n d e c a lc io io n iz a d o p u e d e d is m in u ir rá p id o e n el p e r ío d o n e o n a ta l te m p r a n o p o r q u e el in f a n te p o d r ía p e r d e r c a lc io c o n ra p id e z y n o a b s o rb e rlo c o n fa c i­

fic ie n c ia g lo m e r u la r c o n fr e c u e n c ia tie n e n c o n c e n t r a c i o ­

lid a d . H a n sid o s u g e rid a s v a ria s c a u s a s p o s ib le s ; m e t a b o ­

n e s a lte r a d a s d e c a lc io , fo s fa to , a lb ú m in a , m a g n e s io e io n

lis m o a n o r m a l d e P T H y v ita m in a D , h ip e r c o le s te r o le m ia ,

h id r ó g e n o ( p H ). E n la e n fe rm e d a d r e n a l c r ó n i c a , el h ip e r­

h ip e rf o s fa te m ia e h ip o m a g n e s e m ia .

p a r a tir o id is m o s e c u n d a r io s e m a n ifie s ta c u a n d o el c u e r p o

Síntomas de hipocalcemia. L a irrita b ilid a d n e u r o m u s c u -

t r a ta d e c o m p e n s a r la h ip o c a lc e m i a c a u s a d a p o r h ip e rf o s -

l a r y las ir r e g u la rid a d e s c a r d ía c a s s o n lo s g r u p o s p r i n c i ­

fa te m ia (e l fo sfa to s e e n la z a y d is m in u y e el c a lc io io n iz a d o )

p a le s d e s ín to m a s q u e o c u r r e n c o n la h ip o c a lc e m ia . L o s

o m e ta b o lis m o a lte r a d o d e v ita m in a D . M o n i t o r e a r y c o n ­

s ín to m a s n e u r o m u s c u la r e s s o n p a r e s te s ia , c a la m b re s m u s ­

tr o l a r la s c o n c e n t r a c i o n e s d e c a lc io io n iz a d o p u e d e e v ita r

c u la r e s , te ta n ia y c o n v u ls io n e s . L o s s ín to m a s c a r d ía c o s

p ro b le m a s d e b id o s a h ip o c a lc e m i a , c o m o o s te o d is tr o fia ,

p u e d e n in c l u i r a r r itm ia o b lo q u e o c a r d ía c o . L o s s ín to m a s

g a s to c a r d i a c o in e s ta b le o te n s ió n s a n g u ín e a , o p r o b le ­

p o r lo g e n e r a l o c u r r e n c o n h ip o c a lc e m ia g ra v e , e n la q u e

m a s q u e s u r g e n d e h ip e r c a lc e m ia , c o m o c á lc u lo s re n a le s y

las c o n c e n t r a c i o n e s d e c a lc io to ta l s o n m e n o r e s q u e 1 .8 8

o tr a s c a lc if ic a c io n e s . L a r a b d o m ió lis is , c o m o c o n la le s ió n

m m o l/L ( 7 .5 m g / d L ) .18

p o r a p la s ta m ie n to y el d a ñ o m u s c u la r , p u e d e c a u s a r h ip o ­

Tratamiento de la hipocalcemia. P u e d e h a b e r tr a t a m i e n ­

c a l c e m i a c o m o r e s u lta d o d e la lib e r a c ió n in c r e m e n ta d a d e

to o r a l o p a r e n te r a l c o n c a lc io , lo c u a l d e p e n d e d e la g r a v e ­

fo sfa to d e la s c é lu la s , q u e se u n e c o n io n e s c a l c i o .18

d a d d e la d is m in u c ió n y la c a u s a . L a v ita m in a D s e p u e d e

E l seudohipoparatiroidismo es u n ra ro tra s to rn o h e re d ita rio

a d m in is tr a r a v e c e s a d e m á s d e l c a lc io o r a l p a ra i n c r e m e n ­

e n el q u e la re s p u e sta tisu lar b la n c o a P T H se re d u c e (re sis­

ta r la a b s o r c ió n . Si la h ip o m a g n e s e m ia es u n t r a s to r n o

te n c ia d e ó rg a n o te rm in a l). L a p ro d u c c ió n d e P T H re s p o n d e

c o n c u r r e n te , se d e b e p r o v e e r ta m b ié n t r a ta m ie n to c o n

n o r m a lm e n te a p é rd id a d e c a lc io ; sin e m b a rg o , sin re s p u e sta

m a g n e s io .

n o r m a l (p r o d u c c ió n re d u cid a d e cA M P [a d e n o sin a 3 ':5 '-f o s -

H i p e r c a l c e m ia . E l h ip e rp a ra tir o id is m o p r im a r io e s la

fato c í c l i c o ] ) , el c a lcio se p ie rd e e n la o rin a o p e rm a n e c e

c a u s a p r in c ip a l d e hipercalcemia.18 E l h ip e r p a r a tir o id is m o ,

e n la re s e rv a ó se a . L o s p a cie n te s su e le n te n e r c a r a c te r ís tic a s

o e x c r e c i ó n d e P T H e n e x c e s o , p u e d e m o s t r a r s ig n o s c lí­

físicas c o m u n e s , c o m o e s ta tu ra b aja, o b e sid a d , m e ta c a r p ia -

n ic o s o b v io s o p u e d e s e r a s in to m á tic o . L a p o b la c ió n d e

n o s y m e ta ta rs ia n o s c o rto s y c a lc ific a c ió n a n o rm a l.

p a c ie n te s q u e c o n m á s fr e c u e n c ia m a n ifie s ta n h ip e r p a r a ti­

Intervención quirúrgica y cuidado intensivo. D e b id o a q u e

r o id is m o s o n las m u je r e s a n c ia n a s .18 A u n q u e e n c a s o s g r a ­

la s c o n c e n t r a c i o n e s a p ro p ia d a s d e c a lc io p r o m u e v e n b u e n

v e s las m e d ic io n e s d e c a lc io io n iz a d o y to ta l s o n a lta s , el

g a s to c a r d í a c o y m a n tie n e n la p r e s ió n a r te r ia l a d e c u a d a ,

c a lc io io n iz a d o s e e le v a c o n m á s f r e c u e n c ia e n h ip e r p a r a ­

el m a n te n im ie n to d e u n a c o n c e n t r a c i ó n n o r m a l d e c a lc io

tir o id is m o s u til o a s in to m á tic o . E n g e n e r a l, las m e d ic io n e s

io n iz a d o e n la s a n g re es b e n é f ic o p a ra lo s p a c ie n te s y a se a

d e c a lc io io n iz a d o s e e le v a n e n 9 0 a 9 5 % d e lo s c a s o s d e

e n i n t e r v e n c ió n q u irú rg ic a o c u id a d o in te n s iv o . E l c o n ­

h ip e r p a r a tir o id is m o , m ie n tr a s q u e el c a lc io to ta l s e e le v a

tr o l d e la s c o n c e n t r a c i o n e s d e c a lc io p u e d e s e r c r ít ic o en

e n 8 0 a 8 5 % d e lo s c a s o s .

la c ir u g ía a c o r a z ó n a b ie r to c u a n d o s e r e a c tiv a el c o r a z ó n

L a s e g u n d a c a u s a p rin c ip a l d e h ip e r c a lc e m ia s e re la ­

o d u r a n te el tr a s p la n te d e h íg a d o p o r q u e s e a d m in is tra n

c i o n a c o n v a r io s tip o s d e m a lig n id a d , c o n h ip e r c a lc e m ia

g ra n d e s v o lú m e n e s d e s a n g re c itr a ta d a .

a v e c e s c o m o el m a r c a d o r b io q u ím ic o p a r a e n f e r m e d a d .18

D e b id o a q u e e s to s p a c ie n te s p u e d e n r e c ib ir g ra n d e s

M u c h o s tu m o r e s p r o d u c e n p é p tid o r e la c io n a d o c o n P T H

c a n tid a d e s d e c i tr a t o , b ic a r b o n a to , s a le s d e c a lc io o líq u i­

( P T H - r P ) , q u e se u n e a r e c e p t o r e s d e P T H n o r m a le s y

d o s , la s m a y o r e s d is c r e p a n c ia s e n tr e las c o n c e n t r a c i o n e s

c a u s a in c r e m e n to s e n la c o n c e n t r a c i ó n d e c a lc io . E x is t e n

334

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

e n s a y o s p a r a m e d ir P T H -r P p o r q u e e s ta p r o te ín a a n o r ­

fo r m a p a rc ia l c o n el c a lc io y r e d u c e n la s c o n c e n t r a c i o n e s

m a l n o s e d e te c t a m e d ia n te la m a y o r p a r te d e e n s a y o s d e

d e c a lc io io n iz a d o . U n a c o n c e n t r a c i ó n d e h e p a r in a d e 2 5

PTH .

U l /m l , p o r e je m p lo , r e d u c e el c a lc io io n iz a d o e n c a s i 3 % .

D eb id o a la p ro x im id a d d e la g lán d u la p ara tiro id e s a la

E x i s t e n p r o d u c t o s d e h e p a r in a s e c a titu la d o s c o n c a n ti d a ­

g lá n d u la tiro id es, el h ip ertiro id ism o p u e d e ca u s a r a v e ce s

d e s p e q u e ñ a s d e io n e s C a o Z n o c o n p e q u e ñ a s c a n tid a d e s

h ip e rp a ra tiro id is m o . Se sab e d e h ip o ca lciu ria fam iliar b en ig ­

d e h e p a r in a d is p e rs a e n u n “c o j in c i ll o ” in e r te q u e e n e s e n ­

n a . L o s d iu ré tic o s d e tiacid a in c r e m e n ta n la re a b so rc ió n d e

c ia e lim in a la in te r f e r e n c ia p o r h e p a r in a .

c a lc io , q u e c o n d u c e a h ip e rca lce m ia . L a in m o v iliz a ció n p ro ­

P a r a a n á lis is d e c a lc io e n la o r i n a , s e p re fie re u n a r e c o ­

lo n g a d a p u e d e c a u s a r m a y o r re s o rció n ó sea. L a h ip e rca lce m ia

l e c c i ó n d e o rin a p r o g r a m a d a . L a o r in a s e d e b e a c id ific a r

re la cio n a d a c o n in m o v iliz a ció n se c o m b in a c o n in su ficien cia

c o n H C 1 a 6 m o l/L , c o n a lre d e d o r d e 1 m i d el á c id o a ñ a d i­

re n a l.

d o p o r c a d a 1 0 0 m i d e o rin a .

Síntomas de hipercalcemia. C o n f r e c u e n c ia u n a h ip e r c a l­

M é t o d o s . E n lo s d o s m é to d o s c o m u n e s p a r a a n á lis is d e

c e m ia le v e ( 2 . 6 2 a 3 . 0 0 m m o l/L [ 1 0 .5 a 1 2 m g /d l ] ) es a s in -

c a lc io t o ta l s e e m p le a c o m p l e x o n a d e o r to -c r e s o lf ta le ín a

t o m á t i c a .18 L a s e le v a c io n e s d e c a lc io d e m o d e r a d a s a g ra v e s

( C C F ) o c o l o r a n t e a rs e n z o III p a ra f o r m a r u n c o m p le jo

i n c lu y e n s ín to m a s n e u r o ló g ic o s , G l y re n a le s . L o s s í n t o ­

c o n c a lc io . A n te s d e la r e a c c ió n d e e n la c e a c o l o r a n t e , se

m a s n e u r o ló g ic o s p u e d e n i n c lu ir s o m n o le n c ia o d e b ilid a d

lib e ra c a lc io d e su p o r ta d o r d e p r o te ín a y s e a c o m p le ja

le v e , d e p r e s ió n , n á u s e a , v ó m i to , a n o r e x ia y e n fe rm e d a d

p o r a c id if ic a c ió n d e la m u e s tr a . E n el m é t o d o d e C C F se

d e ú lc e r a p é p tic a . L a h ip e rc a lc e m ia p u e d e c a u s a r s ín to m a s

e m p le a 8 -h id r o x iq u i n o l i n a p a ra e v ita r la i n te r f e r e n c ia d e l

r e n a le s d e n e fro litia s is y n e fro c a lc in o s is . L a h ip e rc a lc iu r ia

m a g n e s io . L a E A A e s el m é to d o d e re f e re n c ia p a ra c a lc io

p u e d e d a r c o m o r e s u lta d o d ia b e te s n e f r o g é n ic a in s íp id a ,

to ta l, a u n q u e r a r a v e z s e u s a e n el e n to r n o c lín ic o .

q u e c a u s a p o liu r ia q u e p r o d u c e h ip o v o le m ia , q u e s e a g r a ­

L o s a n a liz a d o r e s c o m e r c ia le s a c tu a le s q u e m id e n c a lc io

v a a h ip e r c a l c e m ia .18 L a h ip e r c a lc e m ia p u e d e c a u s a r s í n t o ­

io n iz a d o o lib re e m p le a n E S I p a r a e s ta m e d ic ió n . E s to s

m a s d e t o x i c i d a d p o r d ig itá lic o s .

s is te m a s p u e d e n u s a r m e m b r a n a s im p re g n a d a s c o n m o l é ­

Tratamiento de la hipercalcemia. E l tr a ta m ie n to d e la

c u la s e s p e c ia le s q u e d e m a n e r a s e le c tiv a , p e ro irr e v e r s ib le ,

h ip e r c a lc e m ia d e p e n d e d el n iv e l d e h ip e r c a lc e m ia y la c a u ­

s e u n e n c o n io n e s c a lc io . C u a n d o lo s io n e s c a lc io s e u n e n

sa . C o n fr e c u e n c ia la s p e rs o n a s c o n h ip e rp a ra tir o id is m o

c o n e s ta s m e m b r a n a s , s e d e s a rr o lla u n p o te n c ia l e lé c tr ic o

p r im a r io s o n a s in to m á tic a s . L a d e fic ie n c ia d e e s tró g e n o

a tra v é s d e la m e m b r a n a q u e es p r o p o r c io n a l a la c o n c e n ­

e n m u je re s h a s id o re la c io n a d a c o n h ip e rp a ra tir o id is m o

t r a c i ó n d e c a lc io io n iz a d o . E n la fig u ra 1 3 - 6 s e m u e s t r a u n

p r im a r io e n m u je re s a n c ia n a s .18 E n m u c h o s c a s o s , la te r a ­

d ia g ra m a d e e s ta c la s e d e e le c tr o d o .

p ia d e s u s ti t u c i ó n d e e s tró g e n o r e d u c e las c o n c e n t r a c i o ­ n e s d e c a lc io . L a p a r a tir o id e c to m ía p u e d e s e r n e c e s a r ia

Intervalos d e referen cia 3

e n a lg u n o s p a c ie n te s h ip e r p a r a tir o íd ic o s . L o s p a c ie n te s

P a ra el c a lc io to ta l, el in te rv a lo d e r e f e re n c ia v a ría u n p o c o

c o n h ip e r c a lc e m ia m o d e r a d a a g ra v e re c ib e n tr a ta m ie n to

c o n la e d a d . E n g e n e r a l, las c o n c e n t r a c i o n e s d e c a l c i o s o n

p a ra r e d u c ir la s c o n c e n t r a c i o n e s d e c a lc io . Se e s tim u la n

m a y o r e s e n la a d o le s c e n c ia c u a n d o el c r e c im ie n t o ó s e o es

la in g e s tió n d e sa l y a g u a p a r a i n c r e m e n ta r la e x c r e c i ó n

m á s a c tiv o . L a s c o n c e n t r a c i o n e s d e c a lc io io n iz a d o p u e ­

d e c a lc io y e v ita r la d e s h id r a ta c ió n , q u e p u e d e c o m p l ic a r

d e n c a m b ia r c o n ra p id e z d el d ía 1 al 3 d e v id a . D e s p u é s d e

la h ip e r c a lc e m ia . Se d e b e n d e s c o n t in u a r lo s d iu r é tic o s d e

e s to , s e e s ta b iliz a n a c o n c e n t r a c i o n e s re la tiv a m e n te a lta s ,

tia c id a . L o s b is fo s fa n a to s ( u n d e riv a d o d el p ir o f o s fa to )

c o n u n a d is m in u c ió n g ra d u a l e n la a d o le s c e n c ia ; v é a s e el

s o n la c la s e p r in c ip a l d e fá r m a c o s p a ra r e d u c ir la s c o n c e n ­

cu ad ro 1 3 -1 8 .

tr a c i o n e s d e c a l c i o , q u e se lo g r a p o r su a c c i ó n d e e n la c e c o n el h u e s o , lo c u a l e v ita la r e s o r c i ó n ó s e a .18

Fosfato

D eterm in a ció n d e calcio

F isio lo gía d el fo sfa to

M u e s tr a . L a m u e s t r a p re fe rid a p a ra las d e te r m in a c io n e s

E n c o n tr a d o s e n to d a s p a rte s d e las c é lu la s v iv ie n te s , lo s

d e c a lc io to ta l e s el s u e r o o el p la s m a c o n h e p a r in a d e litio

c o m p u e s to s d e fo sfa to p a r tic ip a n e n m u c h o s d e lo s p r o ­

c o l e c ta d o s sin e s ta s is v e n o s a . D e b id o a q u e lo s a n ti c o a g u ­

c e s o s b io q u ím ic o s m á s im p o r ta n te s . L o s m a te r ia le s á c id o

la n te s c o m o e l E D T A u o x a la to s e u n e n fu e r te m e n te c o n

d e s o x ir r i b o n u c l e i c o (D N A ) y á c id o r i b o n u c le i c o (R N A )

el c a lc io e in te rf ie r e n c o n la m e d ic ió n , s u u s o es i n a c e p ­

s o n fo s f o d ié s te re s c o m p le jo s . L a m a y o r p a r t e d e la s c o e n ­

ta b le .

z im a s s o n é s te re s d e á c id o fo s f ó ric o o p ir o f o s f ó r ic o . L o s

L a r e c o l e c c i ó n a p ro p ia d a d e m u e s tr a s p a ra m e d ic io n e s

d e p ó s ito s m á s i m p o r ta n te s d e e n e rg ía b io q u ím ic a s o n ATP,

d e c a l c i o io n iz a d o re q u ie re m u c h a a te n c ió n . P u e s to q u e la

fo sfa to d e c r e a tin a y f o s f o e n o lp iru v a to . L a d e fic ie n c ia d e

p é rd id a d e C 0 2 in c r e m e n ta r á e l p H , la s m u e s tr a s se d e b e n

fo sfa to p u e d e c o n d u c ir a a g o ta m ie n to d e ATP, q u e e n ú lti­

r e c o l e c t a r e n f o r m a a n a e ro b ia . A u n q u e la s a n g re c o m p l e ­

m a i n s ta n c ia es re s p o n s a b le d e m u c h o s d e lo s s ín to m a s

ta h e p a r in iz a d a e s la m u e s tr a p re fe r id a , s e p u e d e u s a r el

c lín ic o s o b s e rv a d o s e n la h ip o fo s fa te m ia .

s u e r o d e tu b o s d e r e c o l e c c i ó n d e s a n g re e v a c u a d o s y se lla ­

L a s a l te r a c io n e s e n la c o n c e n t r a c i ó n d e 2 ,3 -b is f o s f o g li-

d o s si s e h a c e n c o n ra p id e z la c o a g u l a c i ó n y la c e n tr if u ­

c e r a to ( 2 ,3 - B P G ) e n lo s e r itr o c ito s a f e c ta n la a fin id a d d e

g a c i ó n ( < 3 0 m i n ) y a t e m p e r a tu r a a m b ie n te . N o se d e b e n

la h e m o g lo b in a h a c ia el o x íg e n o , c o n u n in c r e m e n to q u e

u s a r p r o d u c t o s d e h e p a r in a líq u id o s . L a m a y o r p a r te d e

fa c ilita la lib e r a c ió n d e o x íg e n o e n el te jid o y u n a d is m i­

lo s a n tic o a g u la n te s d e h e p a r in a (s o d i o , l itio ) s e u n e n d e

n u c i ó n q u e h a c e m e n o s d is p o n ib le el e n la c e d e o x íg e n o a

CAPÍTULO 13 ■ ELECTRÓLITOS

335

Junta circular Punta de electrodo

Electrodo de plata interno recubierto con AgCl

Alambre Hp nieta

Punta del electrodo

Junta circular Membrana de celofán

Membrana sensible a Ca Electrólito S43916

Material aislante Tallo del electrodo

FIGURA 13-6. Diagrama del electrodo de calcio ionizado para el analizador de calcio ionizado, ACI. (Cortesía de Radiometer America, Westlake, OH.)

h e m o g lo b in a . A l a f e c ta r la f o r m a c ió n d e

2,3-BPG,

la c o n ­

v id u o s s a lu d a b le s , to d o s e s to s p r o c e s o s s o n re la tiv a m e n te

c e n tr a c i ó n d e fo sfa to in o r g á n ic o a fe c ta d e m o d o in d ir e c to

c o n s ta n te s y fá c ilm e n te re g u la d o s p o r la e x c r e c i ó n o re a b ­

la lib e r a c ió n d e o x íg e n o d e la h e m o g lo b in a .

s o r c ió n re n a l d e fo sfa to . d e fo sfato

L a m o d if ic a c ió n d e cu a lq u ie ra d e e s to s p r o c e s o s p u e ­

a lte ra d a e n la sa n g re su e le s e r d ifícil p o rq u e lo s c a m b io s

d e a lte r a r las c o n c e n tr a c io n e s d e fo sfato en la s a n g re ; sin

E n te n d e r la c a u s a d e u n a

co n ce n tra ció n

tra n s c e lu la re s d e fo sfato s o n u n a c a u s a im p o r ta n te d e h ip o -

e m b a rg o , la p é rd id a d e re g u la c ió n p o r lo s riñ o n e s te n d rá el

fo sfa te m ia e n la sa n g re. E s d e cir, u n d e s p la z a m ie n to in c r e ­

e fe c to m á s p ro fu n d o . A u n q u e o tr o s fa c to re s , c o m o v ita m in a

m e n ta d o d e fo sfa to h a c ia las cé lu la s p u e d e a g o ta r el fo sfato

D , c a lc ito n in a , h o r m o n a d el c r e c im ie n to y e s ta d o a c id o b a s e ,

e n la sa n g re . U n a v e z q u e la cé lu la c a p ta el fo sfa to , p e r m a ­

p u e d e n a fe c ta r la re g u la c ió n re n a l d e fo sfa to , el f a c to r m á s

n e c e a h í p a ra s e r e m p le a d o e n la sín te sis d e c o m p u e s to s

im p o r ta n te es la P T H , q u e e n g e n e ra l d is m in u y e las c o n c e n ­

fo sfo rila d o s. C u a n d o se m e ta b o liz a n e sto s c o m p u e s to s d e

tr a c io n e s d e sa n g re al in c r e m e n ta r la e x c r e c ió n ren al.

fo sfa to , el fo sfa to in o rg á n ic o sa le d e la cé lu la e n fo r m a le n ta h a c ia la s a n g re , d o n d e el r iñ ó n es el re g u la d o r p rin cip a l.

L a v ita m in a D a c t ú a p a ra i n c r e m e n ta r el fo sfa to e n la s a n g re . L a v ita m in a D i n c r e m e n ta la a b s o r c ió n d e fo sfa to e n el in te s tin o y la re a b s o rc ió n d e fo sfa to e n el r iñ ó n . L a h o r m o n a d e l c r e c im ie n t o , q u e a y u d a a re g u la r el

R egu la ció n E l fo sfa to e n la s a n g re p u e d e s e r a b s o rb id o e n el in te s tin o

d e s a rr o llo d e l e s q u e le to , p u e d e a f e c ta r las c o n c e n t r a c i o ­

a p a r tir d e fu e n te s d ie té tic a s , s e r lib e ra d o d e la s c é lu la s

n e s c ir c u la n te s d e fo sfa to . E n c a s o s d e s e c r e c i ó n e x c e s iv a

h a c ia la s a n g re y e l h u e s o p u e d e p e r d e r fo s fa to . E n in d i-

o a d m in is tr a c ió n d e h o r m o n a d el c r e c im ie n t o , las c o n c e n ­ t r a c io n e s d e fo sfa to e n la s a n g re p o d r ía n a u m e n ta r c o m o re s u lta d o d e la e x c r e c i ó n r e n a l d e fo sfa to .

CUADRO 13-18. INTERVALOS DE REFERENCIA PARA CALCIO

D istribució n A u n q u e la c o n c e n t r a c i ó n d e to d o s lo s c o m p u e s to s d e fo s ­

CALCIO TOTAL

fa to e n la s a n g re es d e a lre d e d o r d e 1 2 m g /d l ( 3 . 9 m r n o l/

(SUERO, PLASMA)

L ) , la m a y o r p a r te es fo sfa to o r g á n ic o y s ó lo c e r c a d e 3 a

Niño

2.20 a 2.70 m m ol/L ( 8 .8 a 10.8 mg/d!)

A d u lto

2.15 a 2.50 m m ol/L ( 8 .6 a 10.0 mg/dl)

4 m g /d l es fo sfa to in o r g á n ic o . E l fo sfa to es el a n ió n i n t r a ­ c e lu la r p r e d o m in a n te , c o n c o n c e n t r a c i o n e s in tra c e lu la r e s v a r ia n te s , d e p e n d ie n d o d el tip o d e c é lu la . C e r c a d e 8 0 % d e l d e p ó s ito c o r p o r a l to ta l d e fo sfa to e s tá c o n te n id o e n el

CALCIO IONIZADO

h u e s o , 2 0 % e n lo s te jid o s b la n d o s y m e n o s d e 1% es a c tiv o

(SUERO)

e n el s u e ro o p la s m a .

N eonato

1.20 a 1.48 m m ol/L (4.8 a 5.9 mg/dl)

Niño

1.20 a 1.38 m m ol/L (4.8 a 5.5 mg/dl)

A d u lt

1.16 a 1.32 m m ol/L (4.6 a 5.3 mg/dl)

O rin a (24 h)

2.50 a 7.50 m m ol/día (100 a 300 m g/día), varía con la dieta

A p lica cio n es clínicas Hipofosfatemia. L a hipofosfatania o c u r r e e n c a s i 1 a 5 % d e lo s p a c ie n te s h o s p ita liz a d o s .20 L a i n c id e n c ia d e h ip o ­ fo s fa te m ia s e i n c r e m e n ta a 2 0 a 4 0 % e n p a c ie n te s c o n lo s s ig u ie n te s tr a s t o r n o s : c e t o c a c i d o s i s d ia b é tic a , e n fe rm e d a d

336

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

p u l m o n a r o b s tr u c tiv a c r ó n i c a ( E P O C ) , a s m a , m a lig n id a d , t r a ta m ie n to a la rg o p la z o c o n n u t r i c i ó n p a r e n te r a l to ta l

CUADRO 13-19. INTERVALOS DE REFERENCIA PARA FOSFATO

( N P T ) , e n fe rm e d a d in f la m a to r ia in te s tin a l, a n o r e x ia n e r­ v io s a y a lc o h o lis m o . L a i n c id e n c ia s e i n c r e m e n ta a 6 0 a 8 0 % e n p a c ie n te s d e la U C I c o n s e p sis . A d e m á s , la h ip o fo s fa te m ia ta m b ié n p u e d e s e r c a u s a d a p o r m a y o r e x c r e c ió n r e n a l, c o m o c o n el h ip e r p a r a tir o id is m o , y la r e a b s o r c ió n in te s tin a l re d u c id a , c o m o la d e fic ie n c ia d e v ita m in a D o el u s o d e a n ti á c i d o .20

SUERO, PLASMA

Neonato

1.45 a 2.91 mmol/L (4.5 a 9.0 mg/dl)

Niño

1.45 a 1.78 mmol/L (4.5 a 5.5 mg/d!)

Adulto

0.87 a 1.45 mmol/L (2.7 a 4.5 mg/dl)

Orina (24 horas)

13 a 42 mmol/día (0.4 a 1.3 mg/día)

A u n q u e la m a y o r p a rte d e lo s c a s o s s o n m o d e r a d o s y p o c a s v e c e s c a u s a n p r o b le m a s , la h ip o fo s fa te m ia g ra v e ( < 1 .0

g /d l o 0 . 3 m m o l/L ) re q u ie re m o n it o r e o y p o s ib le te r a ­

p ia d e r e e m p la z o . H a y u n a ta sa d e m o r ta lid a d d e 3 0 % e n q u ie n e s p a d e c e n h ip o fo s fa te m ia g ra v e c o n t r a u n a ta s a d e 1 5 % e n q u ie n e s tie n e n h ip o fo s fa te m ia n o r m a l o le v e .20

Hiperfosfatemia.

L o s p a c ie n te s c o n m a y o r rie sg o d e

hiperfosfatemia s o n q u ie n e s m a n ifie s ta n in s u fic ie n c ia re n a l c r ó n i c a o a g u d a .20 U n a in g e stió n m a y o r d e fo sfato o lib e ra ­ c ió n c a d a v e z m a y o r d e fo sfato c e lu la r ta m b ié n p u e d e c a u ­ s a r h ip e rfo s fa te m ia . D eb id o a q u e es p o s ib le q u e a ú n n o h a y a n d e s a rro lla d o m e ta b o lis m o m a d u ro d e P T H y v ita m i­ n a D , lo s n e o n a to s s o n en e sp e cia l s u sce p tib le s a h ip e rfo sfa ­ te m ia c a u s a d a p o r in g e stió n in c r e m e n ta d a , c o m o p o r le c h e d e v a c a o la x a n te s . L a d e s c o m p o s ic ió n c a d a v e z m a y o r d e c é lu la s p u e d e a v e c e s o c a s io n a r h ip e rfo s fa te m ia , c o m o c o n in f e c c io n e s g ra v e s , e je rcicio in te n s o , tra s to rn o s n e o p lá sic o s o h e m o lis is in tra v a scu la r. D eb id o a q u e lo s lin fo b lasto s in m a d u ro s tie n e n c e r c a d e c u a tr o v e c e s el c o n te n id o d e fo sfa to d e lin fo c ito s m a d u ro s , lo s p a c ie n te s c o n le u c e m ia lin fo b lá stica s o n e n e sp e cia l su s c e p tib le s a h ip e rfo s fa te m ia .

D eterm in a ció n d e fó sfo ro in o rgá nico

Muestra.

E l s u e ro o p la s m a c o n h e p a r in a d e litio es a c e p ­

ta b le p a ra a n á lis is . L o s a n tic o a g u la n te s o x a la t o , c i tr a to o E D T A n o s e d e b e n u s a r p o r q u e in te rf ie r e n c o n el m é to d o a n a lític o . S e d e b e e v ita r la h e m o lis is c o m o re s u lta d o d e la s c o n c e n t r a c i o n e s m a y o r e s d e n tr o d e lo s e r itr o c ito s . L a s c o n c e n t r a c i o n e s d e fo sfa to c ir c u la n te e s tá n s u je ta s a r itm o c ir c a d ia n o , c o n la s c o n c e n t r a c i o n e s m á s a lta s ta rd e p o r la m a ñ a n a y la s m á s b a ja s en la n o c h e . E l a n á lis is d e o rin a p a r a fo sfa to re q u ie r e u n a r e c o l e c c i ó n d e m u e s tr a d e 2 4 h o r a s d e b id o a la s v a ria c io n e s d iu rn a s sig n ifica tiv a s.

Métodos.

L a m a y o r p a rte d e lo s m é to d o s a ctu a le s p a ra

d e te r m in a c ió n d e fó sfo ro ü e n e n q u e v e r c o n la fo r m a c ió n d e

se r e d u c e d e m a n e r a d rá s tic a el a p o r te d e o x íg e n o . E l p ir u ­ v a to es el p r o d u c t o te rm in a l n o r m a l d e l m e ta b o lis m o d e la g lu c o s a (g l u c ó li s i s ). L a c o n v e r s i ó n d e p ir u v a to a la c ta to se a c tiv a c u a n d o u n a d e fic ie n c ia d e o x ig e n o d a lu g a r a u n a a c u m u la c i ó n e x c e s iv a d e N A D H (fig . 1 3 - 7 ) . N o r m a l m e n ­ te , el o x íg e n o s u fic ie n te m a n tie n e u n a r e la c ió n a lta fa v o r a ­ b le d e N A D a N A D H . E n e sta s c o n d i c io n e s , el p ir u v a to se c o n v ie r te e n a c e t il - c o e n z i m a A ( C o A ) , q u e e n tr a al c ic lo d el á c id o c í tr ic o y p r o d u c e 3 8 m o le s d e A T P p o r c a d a m o l d e g lu c o s a o x id a d a . S in e m b a rg o , e n c o n d i c io n e s h ip ó x ic a s , la f o r m a c ió n d e a c e til-C o A n o o c u r r e y se a c u m u la N A D H , q u e f a v o r e c e la c o n v e r s ió n d e p ir u v a to a la c ta to p o r m e ta b o lis m o a n a e ro b io . C o m o r e s u lta d o , s ó lo s e p r o ­ d u c e n d o s m o le s d e A T P p o r c a d a m o l d e g lu c o s a m e ta b o liz a d a a l a c ta t o , c o n e l e x c e s o d e l a c ta t o lib e ra d o e n la s a n g re . E s ta lib e r a c ió n d e la c ta to e n la s a n g re tie n e im p o r ­ t a n c ia c lín ic a p o r q u e la a c u m u la c i ó n d e e x c e s o d e la c ta to e n la s a n g re es u n i n d ic a d o r in ic ia l s e n s ib le y c u a n tita tiv o d e la g ra v e d a d d e falta d e o x íg e n o (fig . 1 3 - 8 ) .

R egu la ció n D e b id o a q u e el la c ta t o es u n s u b p r o d u c t o d el m e ta b o lis ­ m o a n a e r o b io , n o s e re g u la d e m a n e r a e s p e c íf ic a , c o m o c o n el p o ta s io o c a l c i o , p o r e je m p lo . C u a n d o el a p o r te d e o x íg e n o s e r e d u c e p o r d e b a jo d el n iv e l c r í t i c o , las c o n c e n ­ t r a c io n e s d e l a c ta t o s a n g u ín e o s u b e n c o n ra p id e z e in d i­ c a n h ip o x ia tis u la r a n te s q u e p H . E l h íg a d o es el ó rg a n o p rin c ip a l p a ra e lim in a r la c ta to a l c o n v e r ti r el l a c ta t o d e n u e v o a g lu c o s a p o r u n p r o c e s o lla m a d o gluconeogénesis.

Aplicaciones clínicas L a s m e d ic io n e s d e la c ta t o s a n g u ín e o s o n ú tile s p a ra m o n i-

u n c o m p le jo d e fo sfo m o lib d a to d e a m o n io . E s te co m p le jo

to r e o m e ta b ó lic o e n p a c ie n te s e n fe rm o s e n e s ta d o c r ít ic o ,

in c o lo ro se p u e d e m e d ir m e d ia n te a b so rció n u ltra v io le ta a

p a ra in d ic a r la g ra v e d a d d e la e n fe rm e d a d y p a ra d e te r m i­

3 4 0 n m o se p u e d e re d u c ir p a ra f o r m a r a z u l d e m o lib d e n o ,

n a r d e m a n e r a o b je tiv a el p r o n ó s t i c o d e l p a c ie n te .

u n c ro m ó fo r o a z u l estab le, q u e se lee e n tre 6 0 0 y 7 0 0 n m .

H a y d o s tip o s d e a c id o s is l á c ti c a . E l tip o A s e r e l a c i o ­ n a c o n c o n d i c io n e s h ip o tó x i c a s , c o m o c h o q u e , in f a rto d e

Intervalos d e referen cia L o s v a lo r e s d e fo sfa to p u e d e n v a r ia r c o n la e d a d . D iv id i­ d o s e n g r u p o s d e e d a d , lo s in te rv a lo s s e m u e s t r a n e n el cu ad ro 1 3 -1 9 .

m io c a r d i o , in s u fic ie n c ia c a r d ía c a c o n g e s tiv a g ra v e , e d e m a p u l m o n a r o p é rd id a g ra v e d e s a n g re . E l tip o B es d e o rig e n m e ta b ó lic o , c o m o c o n la d ia b e te s m e llitu s , in f e c c ió n g r a ­ v e , le u c e m ia , e n fe rm e d a d re n a l o h e p á tic a y t o x i n a s ( e t a ­ n o l, m e t a n o l o e n v e n e n a m ie n to c o n s a lic ila to ).

Lactato

D eterm in a ció n d e lactato

B io qu ím ica y fisio lo g ía del lactato

Manejo de la muestra.

E l l a c ta t o e s u n s u b p r o d u c to d e u n m e c a n i s m o d e e m e r­

r e c o l e c t a r y m a n e j a r las m u e s tra s p a ra a n á lis is d e l a c ta to .

g e n c ia q u e p r o d u c e u n a c a n tid a d p e q u e ñ a d e A T P c u a n d o

D e m o d o id e a l, n o s e d e b e e m p le a r u n to r n iq u e te p o r q u e

S e d e b e te n e r c u id a d o e s p e c ia l al

CAPÍTULO 13 ■ ELECTRÓLITOS

337

Metabolismo aeróbico 1 mol de glucosa

>■ piruvato ----->■

■ >■acetil-CoA - — ► ciclo del ácido cítrico

La fosforilación oxidativa en las mitocondrias rápidamente oxida a la NADH de nuevo en NAD+ se producen 38 moles de ATP

Metabolismo anaerobio 1 mol de glucosa

>- piruvato ----- )(-----► aceti-CoA -- N A D H

■ — N AD + lactato

Sin la fosforilación oxidativa, la NADH se acumula, lo cual favorece la conversión de piruvato a lactato

se producen 2 moles de A TP

FIGURA 13-7.

Metabolismo aeróbico contra anaeróbico de glucosa.

la e s ta s is v e n o s a in c r e m e n ta r á la s c o n c e n t r a c i o n e s d e l a c ­

la g lu c ó lis is sin a f e c ta r la c o a g u l a c i ó n , s o n p o r lo g e n e r a l

ta to . Si s e e m p le a u n to r n iq u e te , la s a n g re s e d e b e r e c o l e c ­

a d itiv o s s a tis f a c to r io s , p e ro se d e b e n c o n s u l ta r la s in d ic a ­

ta r d e in m e d ia to y el p a c ie n te n o d e b e e je r c ita r la m a n o

c io n e s e s p e c if ic a s d el m é to d o .

a n te s o d u r a n te la r e c o l e c c i ó n .10 D e s p u é s d e la r e c o l e c ­

Métodos.

A u n q u e el l a c ta t o es u n in d ic a d o r s e n s ib le d e

c i ó n , la g lu c o s a s e c o n v ie r te a la c to s a p o r m e d io d e g lu ­

o x ig e n a c i ó n tis u la r in a d e c u a d a , el u s o d e m e d ic io n e s d e

c ó lis is a n a e ro b ia y s e d e b e e v ita r. L a s a n g re h e p a r in iz a d a

la c ta t o s a n g u ín e o h a sid o o b s ta c u liz a d o p o r q u e lo s m é t o ­

s e p u e d e u s a r p e ro s e d eb e e n tr e g a r e n h ie lo y s e p a r a r c o n

d o s m á s v ie jo s e ra n le n to s y la b o r io s o s . Se h a n e m p le a ­

ra p id e z el p la s m a . E l y o d o a c e t a to o flu o r u r o , q u e in h ib e n

d o o tr o s m é t o d o s p a r a s e g u ir la p e rfu s ió n u o x ig e n a c i ó n ,

FIGURA 13-8. Efectos metabólicos de hipoxia, que conduce a muerte celular.

338

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

CUADRO 13-20. INTERVALOS DE REFERENCIA PARA LACTATO

E s to s v a lo r e s s e p u e d e n u s a r p a ra a p r o x im a r el intervalo amónico (IA), q u e e s la d ife re n c ia e n tr e a m o n e s n o m e d i­ d o s y lo s c a t io n e s n o m e d id o s . N u n c a h a y u n “i n t e r v a l o ”

M ÉTO D O ENZIM ÁTICO,

e n tr e las c a r g a s c a t ió n ic a s to ta le s y las c a r g a s a n ió n ic a s .

PLASM A

E l IA s e c r e a p o r la d ife re n c ia d e c o n c e n t r a c i ó n e n tr e lo s

Venoso

0.5 a 2.2 mmol/L (4.5 a 19.8 mg/dl)

Arterial

0.5 a 1.6 mmol/L (4.5 a 14.4 mg/dl)

c a tio n e s m e d id o s c o m ú n m e n te (N a + K ) y lo s a n io n e s (C l + H C 0 3) , c o m o s e ilu s tr a en la fig u ra 1 3 - 9 . E l IA es ú til p a ra i n d ic a r u n in c r e m e n to e n u n o o m á s d e lo s a n io n e s

LCR

1.1 a 2.4 mmol/L (10 a 22 mg/dl)

n o m e d id o s e n el s u e r o y ta m b ié n c o m o u n a f o r m a d e c o n tr o l d e c a lid a d p a ra el a n a liz a d o r e m p le a d o p a ra m e d ir

c o m o lo s c a té te r e s in te r n o s p a ra m e d ir flu jo d e s a n g re , o x ím e t r o s d e p u ls o , d e te r m in a c io n e s d e e x c e s o y m e d i­ c i o n e s d e c o n s u m o d e o x íg e n o ( V 0 2) . L o s m é t o d o s e n z i­ m á t i c o s a c tu a le s fa c ilita n la d e te r m i n a c i ó n d e l a c ta t o . E n el m é t o d o e n z im á tic o c o m ú n s e e m p le a o x id a s a d e l a c ta t o p a ra p r o d u c i r p ir u v a to y H 2O z. .

t

.

t

Oxidasa de lactato

.

.

,,

L a c ta t o + 0 2 --------------------> p ir u v a to + H 20 2

(Ec. 13-6)

e s to s e le c tr ó lito s . L o s e s p a c io s a m ó n ic o s c o n s is t e n te m e n ­ te a n o r m a le s e n el s u e r o d e p e r s o n a s sa lu d a b le s p u e d e n in d ic a r u n p ro b le m a d el in s tr u m e n to . H a y d o s m é to d o s c o m u n e s p a r a c a l c u l a r el in te rv a lo a n ió n ic o . L a p r im e r a e c u a c ió n es IA = N a + - ( C L + H C 0 3- )

(Ec. 13-8)

E s e q u iv a le n te a a n io n e s n o m e d id o s m e n o s lo s c a t io ­ n e s n o m e d id o s e n e s ta fo rm a :

S e p o d r ía u s a r e n to n c e s u n a d e las d o s r e a c c io n e s a c o ­

IA = ( p r o te ín a + á c id o s o r g á n ic o s +

p la d a s . L a p e r o x id a s a s e e m p le a p a r a p r o d u c i r u n c r o m ó g e n o c o l o r e a d o a p a r t ir d e H 20 2.

P 0 4“ + 2 S 0 42- ) - (K + + 2 C a +2 + M g +2) (Ec. 13-9) E l in te rv a lo d e r e f e re n c ia p a ra el IA c o n e ste c á l c u l o es

H 20 2 + d o n a d o r d e H + c r o m ó g e n o c o l o r a n t e c o lo r e a d o + 2 1 1 ,0

(Ec. 13-7)

7 a 1 6 m m o l/L .3 E l s e g u n d o m é t o d o d e c á l c u l o es IA = ( N a + + K +) - ( C L + H C 0 3)

(E c. 13-10)

Intervalos d e referen cia 5 É s te tien e u n in te rv a lo d e referen cia d e 1 0 a 2 0 m m o l/L .3

V é a s e el c u a d r o 1 3 - 2 0 .

U n intervalo aniónico elevado p o d r ía s e r c a u s a d o p o r

INTERVALO ANIÓNICO

u re m ia e in s u fic ie n c ia re n a l, q u e c o n d u c e a r e t e n c ió n d e

L a m e d ic ió n d e r u tin a d e e le c tr ó lito s n o r m a lm e n te tie n e

c ió n

q u e v e r s ó lo c o n N a +, K +, C l" y H C 0 3" ( c o m o C 0 2 t o t a l ).

e tile n g lic o l, o s a lic ila to ; a c id o s is lá c ti c a ; h ip e r n a tr e m ia , y

P 0 4- y S 0 42-; c e to a c id o s is , c o m o s e v e e n c a s o s d e in a n i­ o d ia b e te s ; m e t a n o l , e ta n o l, e n v e n e n a m ie n to p o r

ES T U D IO D E C A S O 13-4 C o n s id e r e lo s s ig u ie n te s r e s u lta d o s d e l a b o r a to r io d e

Preguntas

tre s p a c ie n te s a d u lto s : 1.

¿ Q u é c o n ju n t o d e re s u lta d o s d e la b o ra to rio ( c a s o A , B o C ) es el m á s p ro b a b le r e la c io n a d o c o n c a d a u n o d e lo s s ig u ie n te s d ia g n ó s tic o s : •

H ip e rp a ra tir o id is m o p rim a r io

•

M a lig n id a d

•

H ip o c a lc e m ia h ip o m a g n e s é m ic a

CUADRO 13-4.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO INTERVALOS DE REFERENCIA

CASO

ION Ca*2

Mg*2 TO TAL

p o 4-

1.16-1.32 mm ol/L

0.63-1.0 mm ol/L

0.87-1.45 mm ol/L

HORM ON A PARATIROIDEA INTACTA H EM ATÓCRITO 3 5 -4 5 %

13-64 ng/L

A

1.44

0.90

0.85

42

100

B

1.08

0.50

0.90

40

25

C

1.70

0.98

1.43

30

12

CAPÍTULO 13 ■ ELECTRÓLITOS

Na=142

H S 0 4=2

H P 0 4, H S04= 2 Ácido orgánico = Proteina=17

Ácido orgánico =

H C 0 3=28

H C 0 3=22

Cl=103

Normal Intervalo aniónlco = 15 (14 2 + 4 )-(1 0 3+ 2 8 )

339

Proteína = 17

Na=141

Cl= 103

FIGURA 13-9. Demostración del intervalo aniónico a partir de concentraciones de aniones y cationes en estado normal y en acidosis láctica.

Acldosis de lactato Intervalo aniónico = 21 (141 + 5)—(103+22)

e r r o r d e l in s t r u m e n t o . L o s v a lo r e s bajos d el intervalo anió­ nico s o n r a r o s p e ro se p u e d e n v e r c o n h ip o a lb u m in e m ia ( d i s m i n u c i ó n d e a n io n e s n o m e d id o s ) o h ip e r c a lc e m ia g ra v e ( in c r e m e n t o d e c a tio n e s n o m e d i d o s ) .

é) E l c l o r u r o es r e a b s o rb id o , e n p a r t e , p o r tr a n s p o r te p a s iv o e n el tú b u lo p r o x im a l a lo la rg o d el g ra d ie n te d e c o n c e n t r a c i ó n c r e a d o p o r N a +.

f ) E l p o ta s io s e re a b s o rb e m e d ia n te d o s m e c a n is m o s : •

L a re a b s o r c ió n a c tiv a e n el tú b u lo p r o x im a l c a si c o n s e r v a p o r c o m p le to K +.

ELECTRÓLITOS Y FUNCIÓN RENAL •

E l in te r c a m b io c o n N a + es e s tim u la d o p o r a ld o s ­ te ro n a . H + c o m p ite c o n K + p a r a e s te c a m b io .

E l r i ñ ó n e s el c e n tr o p a ra la re g u la c ió n y c o n s e r v a c i ó n d e e l e c tr ó li t o s e n e l c u e r p o . P a ra u n a r e v is ió n d e la e s t r u c ­ tu r a d e l r i ñ ó n , re fié ra se a la fig u ra 1 3 - 1 0 y el c a p ítu lo 2 4 ,

Función renal. E l s ig u ie n te es u n r e s u m e n d e e x c r e c i ó n y c o n s e r v a c i ó n d e e le c tr ó lito e n u n in d iv id u o s a lu d a b le : 1. G lo m é ru lo : e s ta p o r c ió n d e la n e fro n a a c t ú a c o m o u n filtro , re tie n e la s p ro te ín a s g ra n d e s y lo s c o n s titu y e n te s

Túbulo distal Túbulo proximal

e n la z a d o s a p r o te í n a m i e n tr a s q u e o tr o s c o n s t i t u y e n ­ te s p la s m á tic o s p a s a n h a c ia el filtra d o . L a s c o n c e n t r a ­ c io n e s e n e l p la s m a filtra d o d e b e n s e r c a s i ig u a le s a la

Na

p r o te ín a s in L E C .

Ducto colector

HCO3 — c o 2 + h 2o

2 . T ú b u lo s re n a le s : a ) L a P T H in h ib e la r e a b s o r c ió n d e fo sfa to y el 1 ,2 5 d ih id r o x ic o le c a lc if e r o l la in c r e m e n ta . L a c a lc ito n in a e s tim u la la e x c r e c i ó n d e P 0 4.

b) E l c a lc io e s re a b s o rb id o b a jo la in f lu e n c ia d e P T H y 1 ,2 5 - d i h i d r o x ic o l e c a l c i f e r o l . L a c a l c i to n in a e s tim u la

Vaso sanguíneo

tfiO

1 ¡ con ADH presente K+oH +

e x c r e c i ó n d e c a lc io . c ) L a r e a b s o r c ió n d e m a g n e s io o c u r r e e n g ra n m e d id a

con aldosterona presente

e n e l e x t r e m o a s c e n d e n te g r u e s o d el a s a d e H e n le .

d ) L a r e a b s o r c ió n d e s o d io p u e d e o c u r r i r p o r tre s m e c a ­ n is m o s : A lr e d e d o r d e 7 0 % d e l s o d io e n el filtra d o es re a b ­ s o rb id o e n lo s tú b u lo s p r o x im a l e s p o r re a b s o rc ió n i s o o s m ó t ic a . S in e m b a rg o , e stá lim ita d a p o r la c a p a ­ c id a d d e l c lo r u r o p a ra m a n t e n e r la n e u tr a lid a d e lé c ­

Asa de Henle

tric a . E l s o d io e s re a b s o rb id o e n in te r c a m b io p o r H +. E s ta r e a c c i ó n e stá e n la z a d a c o n H C 0 3 y d e p e n d e d e la a n h id r a s a c a r b ó n ic a . E s tim u la d o p o r a ld o s te r o n a , el N a + es re a b s o rb i­ d o e n in te rc a m b io p o r K + e n lo s tú b u lo s d ista le s. (H + c o m p i te c o n K + p o r e s te i n te r c a m b io .)

FIGURA 13-10. renales.

Resumen de movimientos de electrólito en túbulos

340

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

ES T U D IO D E C A S O 13-5 L o s p a d re s d e u n a m u c h a c h a d e 1 5 a ñ o s d e e d a d e n e s ta ­

Preguntas

d o d e c o m a la lle v a ro n al d e p a r ta m e n to d e u rg e n c ia s . E lla p a d e c e d ia b e te s y h a s id o d e p e n d ie n te d e in s u lin a

1. ¿ C u á l es el d ia g n ó s tic o ?

p o r s ie te a ñ o s . S u s p a d r e s e x p r e s a r o n q u e a n te s h a b la

2 . C a lc u le el in te rv a lo a n ió n ic o . ¿ C u á l es la c a u s a d el

te n id o v a r io s e p is o d io s d e h ip o g lu c e m ia y c e t o a c id o ­

re s u lta d o d e in te rv a lo a n ió n ic o e n e s ta p a c ie n te ?

s is , y q u e su h ija c o n fr e c u e n c ia e s ta b a “d e m a s ia d o o c u p a d a ” p a ra t o m a r su s i n y e c c i o n e s d e in s u lin a . L o s

3 . ¿ P o r q u é s o n re d u c id a s las c o n c e n t r a c i o n e s d e c l o ­

r e s u lta d o s d e l a b o r a to r io o b te n id o s e n la a d m is ió n se

r u r o y b ic a r b o n a to ? ¿ C u á l es la i m p o r ta n c ia d el v a lo r

m u e s tr a n e n el c u a d r o 1 3 - 5 .1 d e e s tu d io d e c a s o .

a lto d e p o ta s io ? 4 . ¿ C u á l es la im p o rta n cia d e la o sm o lalid ad p la sm á tica ?

CUADRO 13-5.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO RESULTADOS

Sangre venosa

Sangre arterial

INTERVALO DE REFERENCIA

Sodio

145 mmol/L

136 a 145 mmol/L

Potasio

5.8 mmol/L

3.4 a 5.0 mmol/L

Cloruro

87 mmol/L

98 a 107 mmol/L

Bicarbonato

8 mmol/L

22 a 29 mmol/L

Glucosa

1050 mg/dl

70 a 110 mg/dl

Nitrógeno de urea

35 mg/dl

7 a 18 mg/dl

Creatinina

1.3 mg/dl

0.5 a 1.3 mg/dl 0.5 a 2.2 mmol/L

Lactato

5 mmol/L

Osmolalidad

385 mOsmol/kg

275 a 295 mosm/kg

pH

7.11

7.35 a 7.45

P02

98 mm Hg

83 a 100 mmHg

PC02

20 mm Hg

35 a 45 mmHg

Glucosa

4+

Negativa

Cetonas

4+

Negativa

Orina

Normal

g ) E l b ic a r b o n a to s e r e c u p e ra d el filtrad o g lo m e ru la r y

n e g a tiv a y s e m u e v e n h a c ia el á n o d o ; lo s c a t io n e s tie n e n

s e c o n v ie rte e n C 0 2 c u a n d o se e x c r e ta H + en la o rin a .

u n a c a r g a p o s itiv a y m ig r a n h a c ia el á n o d o . L o s e l e c tr ó li ­

A sa d e H e n le : c o n la f u n c ió n n o r m a l d e A D H ,

to s s o n e s e n c ia le s p a ra n u m e r o s o s p r o c e s o s e n el c u e r p o ,

crea u n

g r a d ie n te o s m ó t i c o

q u e la

c o m o la re g u la c ió n d el v o lu m e n y la p r e s ió n o s m ó t i c a ,

d e a g u a s e i n c r e m e n te o d is m in u y a

r it m o y c o n tr a c ti l id a d m io c á r d ic a , a c tiv a c ió n d e e n z im a s ,

e n r e s p u e s ta a c a m b io s d e líq u id o s c o r p o r a l e s d e

r e g u la c ió n d e las b o m b a s d e io n e s d e A T P a sa , e q u ilib rio

r e a b s o r c ió n

q u e p e r m ite

o s m o la lid a d . D u c to s c o le c to r e s : ta m b ié n b a jo la in f lu e n c ia d e

a c id o b a s e , c o a g u l a c i ó n

d e s a n g re , e x c ita b ilid a d n e u r o -

m u s c u la r , y la p r o d u c c i ó n y u s o d e A T P a p a r t ir d e g lu ­

A D H , é s te e s el lu g a r d o n d e s e h a c e el a ju s te fin al d e

c o s a . L o s e le c tr ó lito s a n a liz a d o s e n e s te c a p ítu lo fu e ro n

e x c r e c ió n d e agua.

s o d io , c a l c i o , fo s fa to , c l o r u r o , b ic a r b o n a to , m a g n e s io , c a l­ c i o , fo sfa to y l a c ta t o . E n e ste c a p ítu lo ta m b ié n s e e s tu d ió

RESUMEN

la fisio lo g ía m e ta b ó lic a y la re g u la c ió n d e c a d a e le c tr ó lito , a s í c o m o lo s m é t o d o s d e e v a lu a c ió n c o m ú n m e n te u s a d o s .

L o s e le c tr ó lito s s o n io n e s c a p a c e s d e lle v a r u n a c a r g a e l é c ­

L a re g u la c ió n d e c o n c e n t r a c i o n e s d e e le c tr ó lito e n lo s

tr ic a . Se c la s ific a n c o m o a n io n e s o c a tio n e s c o n b a se e n

in te rv a lo s fis io ló g ic o s re d u c id o s es lle v a d a a c a b o s o b re

el tip o d e c a r g a q u e lle v a n . L o s a n io n e s tie n e n u n a c a r g a

to d o p o r lo s riñ o n e s .

CAPÍTULO 13 ■ ELECTRÓLITOS

P R E G U N T A S 1. ¿ C u á l e s el c a t ió n in t r a c e l u la r p rin c ip a l?

DE

341

R E P A S O

7 . L a d if e re n c ia p rin c ip a l e n tr e u n m é t o d o d e E S I d ir e c to e in d ir e c to es:

a ) C a lc io . b) M a g n e s io .

a) E l tip o d e m e m b r a n a q u e s e u sa .

c ) S o d io .

b ) Q u e lo s E S I d ir e c to s e m p le a n u n e le c tr o d o d e

d) P o ta s io .

r e f e re n c ia m ie n tr a s q u e lo s E S I in d ir e c t o s n o . c ) L a m u e s t r a s e d ilu y e e n el m é to d o i n d ir e c t o , n o el

2 . ¿ C u á l e s el c a t ió n e x t r a c e l u l a r p rin c ip a l?

m é to d o d ir e c to .

a) C lo r u r o . b ) S o d io .

d) L a s m u e s tr a s d e s a n g re c o m p le ta s e p u e d e n m e d ir c o n el m é t o d o d ir e c to y n o c o n el in d ir e c to .

c ) M a g n e s io .

d ) C a lc io .

8 . ¿ C u á l m é to d o d e a n á lisis p r o p o r c io n a r á lo s re s u lta d o s d e e le c tr ó lito m á s e x a c t o s si s e e m p le a u n a m u e s tr a

3 . L a o s m o la lid a d se p u e d e d e fin ir c o m o u n a m e d id a d e

m u y lip é m ic a ?

la c o n c e n t r a c i ó n d e u n a d is o lu c ió n c o n b a se en :

a ) E l E S I in d ir e c to .

a ) E l n ú m e r o d e p a r tíc u la s i ó n ic a s p re s e n te s .

b) E l E S I d ir e c to .

b) E l n ú m e r o y ta m a ñ o d e p a r tíc u la s d is u e lta s .

c ) L a f o to m e tr ía d e e m is ió n d e flam a.

c ) E l n ú m e r o d e p a r tíc u la s d isu e lta s.

d) L a a b s o r c ió n a tó m ic a .

di) D e n s id a d d e las p a r tíc u la s d is u e lta s . 4 . L a h ip o n a tr e m ia p u e d e s e r c a u s a d a p o r c a d a u n a d e

9 . L a c a u s a m á s f r e c u e n te d e h ip e rm a g n e s e m ia s e d e b e a:

la s s ig u ie n te s c o n d ic io n e s E X C E P T O :

a) In g e s tió n in c r e m e n ta d a .

a ) H ip o m a g n e s e m ia .

b ) H ip o a ld o s te r o n is m o .

b) D e fic ie n c ia d e a ld o s te ro n a .

c ) A c id o s is .

c ) V ó m ito p r o lo n g a d o y d ia rre a .

d) I n s u fic ie n c ia re n a l.

d) In s u fic ie n c ia re n a l a g u d a o c r ó n i c a . 5 . L a h ip o p o ta s e m ia p u e d e s e r c a u s a d a p o r c a d a u n a d e la s s ig u ie n te s c o n d ic io n e s E X C E P T O :

a) A c id o s is . b) V ó m ito p ro lo n g a d o y d ia rre a . c ) H ip o m a g n e s e m ia .

d) H ip o a ld o s te r o n is m o .

10.

U na

m u e stra

h e m o liz a d a

ca u sa rá

c o n c e n tra c io n e s

in c r e m e n ta d a s falsas d e lo s ig u ie n te E X C E P T O :

a) P o ta s io . b) S o d io . c ) F o s f a to .

d) M a g n e s io .

6 . L a h ip e rp o ta s e m ia p u e d e s e r c a u s a d a p o r c a d a u n a d e la s s ig u ie n te s c o n d ic io n e s E X C E P T O :

a) In s u fic ie n c ia re n a l a g u d a o c r ó n i c a . b) H ip o a ld o s te r o n is m o . c ) A lc a lo s is .

d ) H e m o lis is d e m u e s tr a .

REFERENCIAS 1. Rose BD, ed. Clinical Physiology of Acid-Base and Electrolyte Disor­ ders, 5th ed. New York: McGraw-Hill, 2001:163-228, 2 4 1-257, 3 7 2 -4 0 2 , 6 9 6 -7 9 3 , 836-930. 2. Burtis CA, Ashwood ER, eds. Tietz Textbook of Clinical Chemistry. Philadelphia: WB Saunders, 1999:1058, 1066-1068. 3. Tietz NW, ed. Clinical Guide to Laboratory Tests. Philadelphia: WB Saunders, 1995:56, 100-105, 110, 124-126, 418, 4 5 6 -4 5 8 , 486, 5 0 2 -5 0 6 , 562 -5 6 4 . 4. Oh MS. Pathogenesis and diagnosis of hyponatremia. Nephron 2002;92(Suppl. l):2 - 8 . 5. Kumar S, Tomas B. Sodium. Lancet 1998;352:220-228. 6. Crook M. The investigation and management of severe hyponatre­ mia. J Clin Pathol 2002;55:883.

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342

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

14. Schlingman KP, Weber S, et al. Hypomagnesemia with secondary hypocalcemia is caused by mutations in TRPM6, a new member of the TRPM gene family. Nat Genet 2002;31:166-170. 15. Whang R, Sims G. Magnesium and potassium supplementation in the prevention of diabetic vascular disease. Med Hypoth 2000;5 5 :2 6 3 265. 16. Ringer S. A further contribution regarding the influence of diffe­ rent constituents of blood on contractions of the heart. J Physiol 1883;4:29.

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Gases en la sangre, pH, y sistemas amortiguadores Sharon S. Ehrmeyer, Ronald H. Laessig y John J. Ancy C O N T E N I D O DEFINICIONES: ÁCIDO, BASE, DISOLUCIÓN AMORTIGUADORA EQUILIBRIO ACIDOBASE Mantenim iento del H+ Sistemas amortiguadores: regulación del H+ Regulación del equilibrio acidobase: pulmones y riñones VALORACIÓN DE LA HOMEOSTASIS ACIDOBASE El sistema am ortiguador de bicarbonato y la ecuación de Henderson-Hasselbalch Trastornos acidobase: acidosis y alcalosis INTERCAMBIO DE OXÍGENO Y GAS Oxígeno y bióxido de carbono Transporte de oxígeno Cantidades relacionadas con la evaluación del estado de oxigenación del paciente Disociación hemoglobina-oxígeno MEDICIÓN Determinación espectrofotométrica (cooxímetro) de la saturación del oxígeno

D E L

C A P Í T U L O A nalizadores de gas en la sangre: pH, PC02y P02 Medición de PO-, Mediciones de pH y P C 0 2 Tipos de sensores electroquímicos Sensores ópticos Calibración Parámetros calculados Corrección de la temperatura ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD Consideraciones preanalíticas Evaluaciones analíticas: control de calidad y prueba de eficiencia Interpretación de los resultados RESUMEN PREGUNTAS DE REPASO REFERENCIAS

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Describir los principios que participan en la medición de pH, PC02, P02 y las especies de hemoglobina. • Delinear la interrelación de los mecanismos de amortiguación del bicarbonato, el ácido carbónico, y la hemoglobina. • Explicar el significado clínico de los siguientes pará­ metros en gas sanguíneo y pH: pH, P C 0 2, P 0 2, bicarbonato real, ácido carbónico, exceso de base, saturación de oxígeno, oxihem oglobina fraccional, capacidad de oxígeno ligado a la hem og­ lobina, contenido de oxígeno y C 0 2 total. • Determ inar si los datos son normales o represen­ tan acidosis o alcalosis respiratorias o metabólicas usando la ecuación de Henderson-Hasselbalch y los datos de gas en la sangre. Identificar si los datos representan condiciones de compensación o descompensación. • Identificar algunas causas comunes de la acidosis y la alcalosis no respiratoria y respiratoria, y de anorm alidades mixtas. Determ inar la manera en que el cuerpo trata de compensar (riñón y pulmo­ nes) las diversas condiciones.

Describir el significado de la curva de disociación oxígeno-hemoglobina y el impacto de pH, 2,3difosfoglicerato (2,3-DPG), tem peratura, pH y PC 02, sobre su forma y liberación de 0 2 a los tejidos. Discutir los problemas en la recolección y manejo de muestras para el análisis de pH y de gas en la sangre, además de las precauciones que se deben tomar. Incluir en la discusión jeringas, anticoagu­ lantes, mezcla, recubrimiento y m uestras capilares, venosas y arteriales. Describir métodos de aseguramiento de la calidad, incluido el control de calidad (controles líquidos comerciales, tonometría, exámenes de competencia y chequeos delta) para evaluar la calidad analítica. Discutir las razones para posibles discrepancias, entre los datos de saturación de oxígeno calcu­ lados por el analizador de gas en la sangre y los medidos por el cooxímetro. Calcular la presión parcial del P C 0 2 y el P 0 2 para varios porcentajes de dióxido de carbono y oxíge­ no. Al realizar estos cálculos, tendrá en cuenta la presión barométrica y la de vapor del agua.

343

344

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

___________________________________________ T É R M I N O S Acidemia Acidosis Alcalemia Alcalosis

Compensación Error analítico Error preanalitico Exceso de base

C L A V E f io 2

Oxihem oglobina fraccional Saturación de oxígeno

Hiperventilación Hipoventilación Hipoxemia h 2c o

U n a s p e c to im p o r t a n t e d e la b io q u ím ic a c lín ic a es la in f o r­ m a c ió n s o b re el e q u ilib rio a c id o b a s e y la h o m e o s ta s is d e

3

' H C 0 3- + H +

Á c id o c a r b ó n ic o

B ic a r b o n a to

(Ec. 14-1)

g a s e n la s a n g re d e l p a c ie n te . E s to s d a to s s u e le n u s a rs e p a ra e v a lu a r a p a c ie n te s e n s itu a c io n e s q u e a m e n a z a n su

E l v a lo r d e r e f e r e n c ia p a ra e l p H d e l p la s m a s a n g u ín e o

v id a . D e b id o a q u e lo s p a r á m e tr o s d e p ru e b a e s tá n in te -

e s 7 . 4 0 . W e is b e r g c i ta u n e je m p lo p a r a d e m o s t r a r la e f e c ­

r r e l a c io n a d o s , é s to s se u s a n p a ra re a liz a r c u a d r o s , q u e

tiv id a d d e la s s o l u c i o n e s a m o r ti g u a d o r a s s a n g u í n e a s .1 Si

f r e c u e n te m e n te s e c o m p le m e n ta n

el p H d e 1 0 0 m i d e a g u a d e s tila d a es 7 . 3 5 y s e a g r e g a u n a

co n

p a rá m e tro s ca l­

c u la d o s . Si s e to m a s ó lo u n re s u lta d o d e p r u e b a , p u e d e n

g o ta d e 0 . 0 5 N d e H C 1, el p H c a m b i a r á a 7 . 0 0 . P a r a c a m ­

e n c o n t r a r s e r e s u lta d o s e n g a ñ o s o s .

b ia r 1 0 0 m i d e s a n g r e n o r m a l d e u n p H d e 7 . 3 5 a u n o d e

E n e s te c a p ítu lo se a n a liz a el in te r c a m b io d e lo s g a s e s ,

7 .0 0 ,

s o n n e c e s a r i o s c a s i 2 5 m i d e 0 . 0 5 N d e H C 1. C o n

d ió x id o d e c a r b o n o y o x íg e n o , j u n t o c o n lo s m e c a n is m o s

5 .5

L d e sa n g re en u n cu e rp o n o rm a l, se n e c e s ita n m ás de

d e l c u e r p o p a ra m a n t e n e r el e q u ilib rio a c id o b a s e . T a m ­

1 3 0 0 m i d e H C 1 p a ra o b te n e r el m is m o c a m b io e n el p H .

b ié n s e d e s c r ib e n la i n te r p r e ta c ió n d e lo s d a to s , a p a r t ir d e la m e d i c ió n d e l p H y o tr o s p a r á m e t r o s d e g a s e n la s a n g re ;

EQUILIBRIO ACIDO BASE

la s té c n i c a s y la i n s t r u m e n t a c ió n u s a d a s e n e s ta s m e d i­ c i o n e s ta m b ié n s o n d e s c rita s . Se t r a ta n las c o n s id e r a c i o ­ n e s p r e a n a lític a s ( r e c o l e c c i ó n y m a n e jo d e m u e s t r a s ) q u e a f e c ta n c o n s id e r a b le m e n te la c a lid a d d e lo s r e s u lta d o s d e la p ru e b a . T a m b ié n s e p r e s e n ta n lo s m é to d o s d e a s e g u r a ­ m ie n to d e la c a lid a d p a ra el a n á lis is d e g a s e n la s a n g re .

M antenim iento del H+ L a c o n c e n t r a c i ó n n o r m a l d e H + e n el flu id o c o r p o r a l e x t r a c e lu la r es d e 3 6 a 4 4 n m o l/L (p H d e 7 .3 4 a 7 . 4 4 ) ; sin e m b a r­ g o , a tra v é s d el m e ta b o lis m o , el c u e r p o p r o d u c e c a n tid a d e s m á s g ra n d e s d e H +. M e d ia n te u n m e c a n is m o fin o q u e in c lu y e a lo s p u lm o n e s y lo s r iñ o n e s , el c u e r p o c o n tr o l a y

DEFINICIONES: ÁCIDO, BASE, DISOLUCIÓN AM O RTIGU AD O RA

e x c r e ta H + p a ra m a n t e n e r la h o m e o s ta s is d el p H . C u a lq u ie r v a lo r d e H + fu e ra d el in te rv a lo p u e d e c a u s a r a lte r a c io n e s e n el eq u ilib rio d e las r e a c c io n e s q u ím ic a s d e n tro d e la c é lu la

U n a d is c u s ió n d e l e q u ilib rio a c id o b a s e r e q u ie r e u n a re v i­ s ió n d e v a r io s c o n c e p t o s b á s ic o s : á c id o , b a s e , d is o lu c ió n a m o r ti g u a d o r a , p H y p K , a d e m á s d e lo s p r in c ip io s d el e q u ilib rio y la le y d e a c c i ó n d e m a s a s . U n ácido e s u n a s u s ta n c ia q u e p u e d e c e d e r u n io n h id r ó ­

y a fe c ta r m u c h o s d e lo s p ro c e s o s m e ta b ó lic o s d el c u e r p o , y p u e d e o c a s io n a r a lte r a c io n e s d e la c o n c ie n c i a , irrita b ilid a d n e u r o m u s c u la r , te ta n ia , c o m a y m u e rte . L a e s c a la d el p H lo g a r ítm ic o e x p r e s a la c o n c e n t r a c i ó n d e H + ( c es la c o n c e n t r a c i ó n ) :

g e n o (H +) o u n o h id r o n io c u a n d o se d is u e lv e e n a g u a . U n a

base e s u n a s u s ta n c ia q u e p u e d e c e d e r io n e s h id r o x ilo s (O H " ). L a s fu e rz a s re la tiv a s d e á c id o s y b a s e s , su c a p a c i ­

pH = lo g — cH

= - lo g cH +

(Ec. 14-2)

d a d p a ra d is o c ia r s e e n a g u a , s e r e p r e s e n ta n m e d ia n te su c o n s ta n te d e d is o c ia c ió n (o v a lo r K , c o n s ta n te d e io n iz a ­

E l v a lo r d e re f e re n c ia p a ra el p H d e la s a n g re a rte r ia l es

c i ó n ) . L o s c u a d r o s s e e n c u e n tr a n e n c a s i c u a lq u ie r lib ro

7 . 4 0 y es e q u iv a le n te a u n a c o n c e n t r a c i ó n H + d e 4 0 n m o l/

d e b io q u ím ic a . E l p K , d e fin id o c o m o el lo g a r itm o n e g a tiv o

L . D e b id o a q u e el p H es el lo g a r itm o n e g a tiv o d e la c H +,

d e la c o n s ta n te d e io n iz a c ió n , es ta m b ié n el p H e n q u e las

u n in c r e m e n to e n la c o n c e n t r a c i ó n d e H + d is m in u y e el p H ,

f o r m a s p r o to n a d a y n o p r o to n a d a e s tá n p re s e n te s e n c o n ­

m ie n tr a s q u e u n d e c r e m e n to lo a u m e n ta . U n p H p o r d e b a ­

c e n tr a c i o n e s ig u a le s . L o s á c id o s fu e rte s tie n e n v a lo r e s d e

j o d e l r a n g o d e r e f e re n c ia ( < 7 . 3 4 ) im p lic a acidosis, m i e n ­

p K m e n o r e s d e 3 . 0 , m ie n tr a s q u e la s b a s e s fu e rte s tie n e n

tra s q u e u n p H p o r a rr ib a d el r a n g o d e re f e re n c ia ( > 7 . 4 4 )

v a lo r e s d e p K m a y o r e s d e 9 .0 . E n el c a s o d e lo s á c id o s , el

es u n a alcalosis. T é c n i c a m e n te , el su fijo -osis a lu d e a u n

a u m e n to d e l p H p o r a rr ib a d el p K o c a s io n a q u e e l á c id o se

p r o c e s o c o r p o r a l ; el su fijo -em ia , al e s ta d o c o r r e s p o n d ie n ­

d is o c ie y c e d a u n H +. E n el c a s o d e las b a s e s , la d is m in u ­

te e n la s a n g re (la -osis es la c a u s a d e la -em ia ).

c ió n d e l p H p o r d e b a jo d el p K o c a s i o n a q u e la b a se lib e re

E l p H a rte r ia l es c o n tr o la d o p o r s is te m a s q u e re g u la n

O H ". V a ria s e s p e c ie s tie n e m á s d e u n p K , lo q u e sig n ifica

la p r o d u c c i ó n y r e t e n c ió n d e á c id o s y b a s e s . E s to s i n c l u ­

q u e p u e d e n a c e p ta r o d o n a r m á s d e u n H +.

y e n s o lu c io n e s a m o r tig u a d o r a s , el c e n tr o r e s p ir a to r io y lo s

U n a disolución amortiguadora, la c o m b i n a c i ó n d e u n a

p u lm o n e s , y lo s r iñ o n e s .

b a se d é b il o u n á c id o d éb il y s u s a l, es u n s is te m a q u e re s is te lo s c a m b io s d e p H . L a e fic ie n c ia d e u n a d is o lu c ió n a m o r tig u a d o r a d e p e n d e d el p K d e l s is te m a a m o r tig u a d o r

Sistem as am ortiguadores: regulación del H+

y d e l p H d e l m e d io e n q u e s e c o l o c a . E n el p la s m a , el s is te ­

L a p rim e ra lín ea d e d efen sa d el c u e rp o h u m a n o c o n tr a c a m ­

m a b i c a r b o n a t o - á c i d o c a r b ó n ic o , q u e tie n e u n p K d e 6 .1 ,

b io s e x te r n o s e n la c o n c e n tr a c ió n d e H + s o n lo s siste m a s

es u n o d e lo s p rin c ip a le s a m o r tig u a d o re s .

a m o rtig u a d o re s p re s e n te s en to d o s lo s flu id o s c o rp o ra le s .

CAPITULO 14 ■ GASES EN LA SANGRE, pH, Y SISTEMAS AMORTIGUADORES

345

T o d as las s o lu c io n e s a m o r tig u a d o ra s e stá n in te g ra d a s p o r

L o s p u lm o n e s y lo s r iñ o n e s j u e g a n p a p e le s im p o r t a n ­

u n á c id o d éb il, c o m o el á c id o c a r b ó n ic o ( H ,C O ,), y su sal

te s e n la r e g u la c ió n d el p H s a n g u ín e o . L a i n te r r e la c ió n d e

o b a se co n ju g a d a , el b ic a r b o n a to C H C O y ), p a ra el siste m a

lo s p u lm o n e s c o n lo s riñ o n e s e n el m a n te n im ie n to d e l

a m o r tig u a d o r b ic a r b o n a to -á c id o

p H s e d e s c rib e c o n la e c u a c ió n d e H e n d e rs o n -H a s s e lb a l-

c a r b ó n ic o . E l H ,C O , es

u n á c id o d éb il p o rq u e n o se d iso cia p o r c o m p le to e n H + y

c h ( e c u a c i ó n 1 4 - 4 ) . E l n u m e r a d o r ( H C 0 3“) re p r e s e n ta la

H C 0 3“. ( E n c o n tr a s te , u n á c id o fu e rte , c o m o el H C 1, se d iso ­

f u n c ió n d el r i ñ ó n , m ie n tr a s q u e el d e n o m in a d o r ( P C O „

cia to ta lm e n te e n H + y C l“ en d is o lu c ió n ). C u a n d o s e ag reg a

q u e re p r e s e n ta al H 2C 0 3) d e n o ta la f u n c ió n p u lm o n a r. L o s

u n á c id o al siste m a b ic a r b o n a to -á c id o c a r b ó n ic o , el H C O y

p u lm o n e s re g u la n el p H a tra v é s d e la r e t e n c ió n o e lim i­

p u e d e c o m b in a r s e c o n el H + d el á c id o p a ra fo r m a r H 2C 0 3

n a c ió n d e C O ,, c a m b ia n d o la p r o p o r c ió n y el v o lu m e n d e

C u a n d o se a g re g a u n a b a se , el H ,C O , se c o m b in a c o n el g ru ­

v e n tila c ió n . L o s r iñ o n e s re g u la n el p H e x c r e ta n d o á c id o ,

p o O H p a ra f o r m a r H 20 y H C 0 3“. E n a m b o s c a s o s , h a y u n a

p rin c ip a lm e n te el io n a m o n io , y r e c u p e r a n d o H C 0 3“ d e l

v a ria c ió n m á s p e q u e ñ a e n el p H d e la q u e se o b te n d ría al

filtra d o g lo m e ru la r .

a g re g a r el á c id o o b a se a u n a d is o lu c ió n n o a m o rtig u a d o ra . A u n q u e el siste m a b ic a rb o n a to -á c id o c a rb ó n ic o tien e u n a ca p a cid a d d e a m o rtig u a c ió n b aja, to d av ía es u n a m o rtig u a ­ d o r im p o rta n te p o r tres ra z o n e s: a ) H 2C 0 3 se d iso cia e n C O z

Regulación del equilibrio acidobase: pulm ones y riñones

y H , 0 , lib e ra n d o C 0 2, q u e es elim in ad o p o r los p u lm o n e s

E l d ió x id o d e c a r b o n o , el p r o d u c t o fin al d e la m a y o r p a rte

y d e se ch a n d o E E c o m o a g u a; b) lo s ca m b io s en C 0 2 m o d i­

d e lo s p r o c e s o s m e ta b ó lic o s a e r ó b ic o s , s e d ifu n d e d e fo r m a

fica n la tasa d e v e n tila ció n (re s p ir a c ió n ); y c ) lo s riñ o n e s

fá c il fu e ra d el te jid o d o n d e s e p r o d u c e , h a c ia el p la s m a y

p u e d e n a lte ra r la c o n c e n tra c ió n d e H C 0 3~. A d e m á s, e ste sis­

lo s g ló b u lo s r o jo s d e lo s c a p ila re s c ir c u n d a n te s . E n e l p la s ­

te m a a m o rtig u a d o r c o n tra rre s ta in m e d ia ta m e n te lo s efecto s

m a , u n a c a n tid a d p e q u e ñ a d e C O , s e d is u e lv e f ís ic a m e n te

d e á cid o s n o v o lá tiles fijos (H +A “) lig an d o el io n h id ró g e n o

o se c o m b in a c o n p ro te ín a s p a ra f o r m a r c o m p u e s to s d e

d iso cia d o ( H 'A + I i C O , = H 2C 0 3 + A "). E l H 2C 0 3 re su lta n te

c a r b a m in o . C a s i to d o el C O , s e c o m b in a c o n H 20

se d iso cia , y el H + es n e u tra liz a d o p o r la c a p a cid a d a m o rti­

f o r m a r H 2C 0 3, q u é rá p id o s e d is o c ia e n H + y H C 0 3“ (fig .

p a ra

g u a d o ra d e la h e m o g lo b in a. E n la fig u ra 1 4 - 1 se m u e s tra la

1 4 - 1 ) . L a r e a c c i ó n es a c e le ra d a p o r la e n z im a a n h id r a s a

m u tu a re la ció n e n tre la h e m o g lo b in a d e lo s g ló b u lo s ro jo s y

c a r b ó n ic a e n c o n t r a d a e n la m e m b r a n a d e lo s g ló b u lo s

el H + d el siste m a a m o rtig u a d o r d e b ica rb o n a to .

ro jo s . L a d is o c ia c ió n d e H , C 0 3 c a u s a q u e la c o n c e n t r a c i ó n

O tr a s s o lu c io n e s a m o r tig u a d o r a s ta m b ié n s o n im p o r ­ ta n te s .

El

s is te m a

a m o r ti g u a d o r

de

fo sfa to

d e H C O ; s e i n c r e m e n te e n lo s g ló b u lo s r o jo s y s e d ifu n d a

( H P 0 4-2

e n el p la s m a . P a ra m a n t e n e r e le c tr o n e u tr a lid a d (e l m is ­

- H , P 0 4“) j u e g a u n p a p e l im p o r t a n t e e n el p la s m a y lo s

m o n ú m e r o d e io n e s c a r g a d o s p o s itiv a y n e g a tiv a m e n te

g ló b u lo s r o jo s , y p a r tic ip a e n el in te r c a m b io d el io n d e

e n c a d a s itio d e la m e m b r a n a d e l g ló b u lo r o j o ) , s e d ifu n d e

s o d io e n la o rin a p o r el H + filtra d o . L a p r o te ín a d el p la s ­

c l o r u r o e n la c é lu la . A e sto s e le c o n o c e c o m o cambio de

m a , p r in c ip a lm e n te lo s g r u p o s im id a z o l d e la h is tid in a ,

cloruro. L a s p r o te ín a s y lo s a m o r tig u a d o r e s d el p la s m a se

ta m b ié n f o r m a n u n s is te m a a m o r ti g u a d o r im p o r ta n te en

c o m b in a n c o n lo s H + p a ra m a n t e n e r u n p H e sta b le .

e l p la s m a . C a s i to d a s las p ro te ín a s c ir c u la n te s tie n e n u n a c a r g a n e g a tiv a n e ta y s o n c a p a c e s d e e n la z a r s e c o n H +.

E n lo s p u l m o n e s , el p r o c e s o se in v ie rte . E l 0 2 in s p i­ r a d o s e d ifu n d e d e lo s a lv é o lo s a la s a n g r e y s e lig a a la h e m o g lo b in a p a r a f o r m a r la o x ih e m o g l o b i n a ( 0 , H b ) . E l H + q u e es t r a n s p o r ta d o p o r la h e m o g lo b in a ( r e d u c i d a ) d e n tr o d e la s a n g re v e n o s a es lib e ra d o p a r a c o m b i n a r s e c o n el H C 0 3“ p a r a f o r m a r H , C 0 3, q u e a s u v e z s e d is o ­ c i a e n H 20 y C 0 2. E l C 0 2 s e d ifu n d e e n lo s a lv é o lo s y se e lim in a a tr a v é s d e la v e n tila c ió n . E l e f e c to d e la i n t e r a c ­ c i ó n d e e s to s d o s s is te m a s d e a m o r ti g u a c ió n es u n c a m ­ b io m ín im o e n la c o n c e n t r a c i ó n d e H + e n tr e la c i r c u l a c ió n a r te r ia l y v e n o s a . C u a n d o lo s p u lm o n e s n o e lim in a n el C 0 2 e n p r o p o r c ió n a su p r o d u c c i ó n ( c o m o r e s u lta d o d e v e n t i la c i ó n d is m in u id a o e n f e r m e d a d ) , é s te s e a c u m u la e n la s a n g r e , c a u s a n d o u n a u m e n to e n la c o n c e n t r a c i ó n d e H +. P e ro si la e lim in a c ió n d e C 0 2 es m á s rá p id a q u e la p r o d u c c i ó n ( h i p e r v e n t i l a c i ó n ) , la c o n c e n t r a c i ó n d e H + d is m in u ir á . P o r t a n t o , la v e n t i la c i ó n a f e c ta el p H d e la s a n g re . U n c a m b io e n la c o n c e n t r a c i ó n d e H + e n la s a n ­ g re q u e s e d e b a a d is tu r b io s n o r e s p i r a t o r i o s , o c a s i o n a r á q u e el c e n tr o r e s p ir a to r io r e s p o n d a a lte r a n d o la p r o p o r ­ c ió n d e v e n tila ció n e n u n esfu erzo p o r re s ta u ra r el p H d e la s a n g re a la n o r m a lid a d . L o s p u l m o n e s , e n c u e s ti ó n d e seg u n d o s , ju n to c o n lo s siste m a s a m o rtig u a d o re s, p ro ­

FIGURA 14-1. Interrelación de los sistemas amortiguadores de bicarbonato y de hemoglobina.

p o r c i o n a n la p r i m e r a d e d e fe n s a c o n t r a lo s c a m b i o s e n el e s ta d o a c id o b a s e .

346

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

L o s riñ o n e s ta m b ié n p u e d e n e x c r e t a r c a n tid a d e s v a r i a ­

V a rio s f a c to r e s a fe c ta n la re a b s o rc ió n d e H C 0 3- C u a n d o

b le s d e á c id o o b a s e , p o r lo q u e tie n e n u n p a p e l im p o r ta n te

el n iv e l d e H C 0 3- e n s a n g re o e n p la s m a es m á s a lto q u e 2 6

e n la r e g u la c ió n d e l e q u ilib rio a c id o b a s e . E l p a p e l p r i n c i ­

a 3 0 m m o l/L , el H C 0 3- d e b e s e r e x c r e ta d o . E s im p ro b a b le

p a l d e l r i ñ ó n e n la e sta b ilid a d d e la h o m e o s ta s is a c id o b a ­

q u e el p la s m a e x c e d a u n v a lo r d e H C 0 3- d e 3 0 m m o l/L , a

se e s r e c u p e r a r el H C 0 3- d el filtra d o g lo m e ru la r . S in e sta

m e n o s q u e falle la c a p a c id a d e x c r e t o r i a ( c o m o c u a n d o h a y

r e c u p e r a c i ó n , la p é rd id a d e H C O ,- e n la o rin a d a ría c o m o

in s u fic ie n c ia r e n a l ). S in e m b a rg o , u n a e x c e p c i ó n f r e c u e n ­

r e s u lta d o u n a a c id e z e x c e s iv a e n la s a n g re . E l s itio p r in ­

te es la r e t e n c ió n c o m p e n s a to r ia d e H C 0 3- p o r hipercarbia

cip a l e n la r e c u p e r a c i ó n d el H C 0 3“ es el tú b u lo p r o x im a l

c r ó n i c a c o m o s e h a o b s e rv a d o c o n la e n fe rm e d a d p u l m o ­

(fig . 1 4 - 2 ) . E l filtra d o g lo m e r u la r c o n ti e n e el m is m o n iv e l

n a r cró n ic a .

d e H C 0 3“ q u e el p la s m a . E s te p r o c e s o n o es u n tr a n s p o r te

E l n iv e l d e H C 0 3- p u e d e a u m e n ta r s i u n a c a n tid a d

d ir e c to d e HCC>3- a tra v é s d e la m e m b r a n a tu b u la r e n la

e x c e s iv a d e l a c ta t o , a c e t a to , o H C 0 3- s e in t r o d u c e p o r v ía

s a n g re . E n c a m b io , s e in te rc a m b ia el s o d io ( N a +) d el filtra ­

in tr a v e n o s a . T a m b ié n p u e d e a u m e n ta r si h a y u n a p é rd id a

d o g lo m e r u la r p o r el H + en la c é lu la tu b u la r. E l H + s e c o m ­

e x c e s i v a d e c l o r u r o s in re e m p la z o ( c o m o c u a n d o s e s u d a ,

b in a c o n el H C 0 3~ e n el filtra d o p a r a f o r m a r H 2C 0 3 q u e se

v o m ita o s e p ro lo n g a u n a s u c c i ó n n a s o g á s tr ic a ) d e b id o a

c o n v ie r te e n EI20 y C 0 2 m e d ia n te la a n h id r a s a c a r b ó n ic a .

q u e el H C 0 3- s e r á r e te n id o p o r el tú b u lo p a r a c o n s e r v a r la

E l C 0 2 s e d ifu n d e fá c ilm e n te e n el tú b u lo y r e a c c io n a c o n

e le c tr o n e u tr a lid a d .

H 20

p a ra f o r m a r d e n u e v o H 2C 0 3 y lu e g o H C 0 3“, q u e es

V a rio s f a c to r e s p u e d e n o c a s io n a r la d is m in u c ió n d e lo s

r e a b s o rb id o e n la s a n g re j u n t o c o n el s o d io . E n c o n d i c io ­

n iv e le s d e H C 0 3- . C a si to d o s lo s d iu r é tic o s , sin te n e r e n

n e s a lc a lo id e s , el r i ñ ó n e x c r e ta H C 0 3- p a ra c o m p e n s a r la

c u e n t a el m e c a n is m o d e a c c i ó n , f a v o r e c e n la e x c r e c ió n d e

e le v a c ió n d e l p H s a n g u ín e o . E l in te r c a m b io e n tr e el H + y

H C 0 3- . L a re a b s o rc ió n re d u c id a d el H C 0 3- ta m b ié n o c u r r e

e l N a + s u g ie r e , e n p a r te , p o r q u é lo s m é d ic o s s o lic ita n a n á ­

en c o n d ic io n e s e n q u e h a y u n a p é rd id a e x c e s iv a d e c a t i o ­

lisis q u ím ic o s d e p H y g a se s s a n g u ín e o s j u n t o s , a d e m á s

n e s. E n t r a s to r n o s d el r i ñ ó n ( c o m o n e fritis c r ó n i c a o in f e c ­

d e l d e e l e c tr ó li t o s ( N a +, K + y C l“) , p a ra e v a lu a r al p a c ie n te .

c i o n e s ) , la r e a b s o r c ió n d e H C 0 3- p u e d e v e rs e a fe c ta d a .

(L a absorción o recuperación s e re fie re al p r o c e s o d e re in t r o d u c i r la s a n g re . L a secreción o excreción p o r p a r te d e las c é lu la s tu b u la re s c o n c e n t r a o e lim in a s u s ta n c ia s d el filtra ­ d o . E s ta s r e a c c io n e s d e te r m in a n el pEI d e la o r in a , a d e m á s d e l d e la s a n g r e .) B a jo c o n d i c io n e s n o r m a l e s , el c u e r p o p r o d u c e u n e x c e ­ so n e to (d e 5 0 a 1 0 0 m m o l/L ) d e á c id o (H *) c a d a d ía , el

VALORACIÓN DE LA HOM EOSTASIS A CIDO BASE El sistem a am ortiguador de bicarbonato y la ecuación de Henderson-Hasselbalch

c u a l d e b e s e r e x c r e ta d o p o r el r iñ ó n . D e b id o a q u e el m ín i­

A l e v a lu a r la h o m e o s ta s is a c id o b a s e , s e m id e n y c a lc u la n

m o d e p H e n la o rin a e s ca s i d e 4 . 5 , el r i ñ ó n e x c r e t a p o c o s

lo s c o m p o n e n te s d el s is te m a a m o r tig u a d o r d e b ic a r b o n a ­

H + n o r e g u la d o re s . E l re s to d e lo s H + u r in a r io s s e c o m b i ­

to . D e lo s d a to s , p u e d e n h a c e rs e in fe re n c ia s p ro c e d e n te s

n a n c o n fo sfa to d ib á s ic o ( H P 0 4=) y a m o n ia c o ( N H ) y s o n

d e o tr o s a m o r tig u a d o re s y d e lo s s is te m a s q u e re g u la n la

e x c r e ta d o s c o m o fo s fa to d ih id ró g e n o (H 2P 0 4=) y a m o n io

p r o d u c c i ó n , r e t e n c ió n y e x c r e c ió n d e á c id o s y b a se s. P a ra

(N H 4+) . L a c a n tid a d d e H P O +' d is p o n ib le p a ra c o m b in a r s e

el s is te m a a m o r tig u a d o r d e b ic a r b o n a to , el C 0 2 d is u e lto

c o n H + e s c o n s ta n te ; p o r ta n to , la e x c r e c i ó n d ia ria d e H +

( d C 0 2) e stá e n e q u ilib rio c o n el C 0 2 g a s e o s o , q u e p u e d e

e n o r in a d e p e n d e e n g r a n p a rte d e la c a n tid a d fo r m a d a d e

e x p u ls a rs e p o r v ía p u lm o n a r. P o r ta n to , el s is te m a a m o r ­

N H 4+. D e b id o a q u e la s c é lu la s tu b u la re s re n a le s p u e d e n

tig u a d o r d e b ic a r b o n a to es c o n o c id o c o m o u n s is te m a

g e n e r a r N H 3 a p a r t ir d e la g lu ta m in a y o tr o s a m in o á c id o s , la c o n c e n t r a c i ó n d e N H 3 p u e d e i n c r e m e n ta r s e c o m o r e s ­

abierto, y el d C 0 2 q u e es c o n tr o la d o p o r lo s p u lm o n e s , es el componente respiratorio. L o s p u lm o n e s p a rtic ip a n d e

p u e s ta a u n d e c r e m e n to e n el p H s a n g u ín e o .

in m e d ia to e n la r e g u la c ió n d el p H s a n g u ín e o a tra v é s d e la

ES TU D IO D E C A S O 14-1 U n h o m b r e d e 5 0 a ñ o s lle g a a u rg e n c ia s d e s p u é s d e

Preguntas

v o lv e r d e u n v ia je a l e x t r a n je r o . S u s s ín to m a s in c lu y e n d ia r re a p e r s is te n te ( p o r 3 d ía s ) y r e s p i r a c i ó n rá p id a ( ta q u i p n e a ) . L o s g a s e s e n la s a n g re tr a z a d o s s o n : pH

= 96 mmHg

H C 0 3- = 7 m m o l/L S02

2 . ¿ P o r q u é e l n iv e l d e H C 0 3- es ta n b a jo ?

= 7 .2 1

P C 0 2 = 19 m m H g P 02

1. ¿ C u á l e s el e s ta d o a c id o b a s e d e l p a c ie n te ?

= 9 6 % (c a lc u la d o ) (r a n g o d e re fe re n c ia , > 9 5 % )

3 . ¿ P o r q u é el p a c ie n te tie n e u n a r e s p ir a c ió n rá p id a ?

CAPÍTULO 14 ■ GASES EN LA SANGRE, pH, Y SISTEMAS AMORTIGUADORES

Túbulo renal proximal y distal, ducto colector, o ambos

Célula

Vaso sanguíneo

Luz

■> 0 2 + sustratos — »- C 0 2 + HzO

O, h 2o

;=

-

HgO T

...... ................ — =

H20

PCO , CO ,

CO,

CO,

PCO,2>r

C-A C 0 2 + H20 ^ = ± H 2C 03 H+ + HCO 3 -> Glutamina

Glutamina

Na+ + H CO í Na+

+ h p o 4-

Ácido glutámicoHCO3 + K+ —

t

Na+ <-----[A] Na++ H C O j <-

, Glutaminasa Ácido glutámico + NH3 ► K+

Na+

Na+ + HCOó

NaHCOg

Na+ Na+ + CU Na+ +S04

HCOg < -

Na+ + HCO,

H+ -------

H ,C O ,

co2 < [B] Na+ + HCOg

%

co2 <<-

3

co2+ h2o

NaHCOg <— HCOg <-

Na+ + HPO: Na+

Na+ + H2P 0 4 [C] Na++ HCOg

-Na+ 2NaHC0 3 <

+SO ;

2HCOg

Na++ HCO; 2H+ 2NH,

-Na+ > 2H+ -> 2NH 3 NH, + SO ; NH.

[D] Na+ + HCOg < -

NaHCOg <

HCOg < -

K+ 5Na+ + 5HCOí

Na++ CU i

K+ + CU

C 0 2 + H20 Na+ + H2P 0 4 n h 4+

+ SO 7

NH4+ K+ + CU FIGURA 14-2.

Reabsorción del bicarbonato por parte de la célula tubular proximal. CA, anhidrasa carbónica.

347

348

PARTE I I I I CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

h ip o v e n tila c ió n o h ip e rv e n tila c ió n . P o r lo g e n e r a l, lo s

CUADRO 14-1. RANGO DE REFERENCIA

r iñ o n e s , lo s c o m p o n e n te s m e ta b ó lic o s y n o r e s p ira to rio s ,

EN LA SANGRE ARTERIAL A 3 7 C

c o n tr o l a n la c o n c e n t r a c i ó n d e b ic a r b o n a to . L a ecuación de Henderson-Hasselbalch e x p r e s a la r e la ­

p H = p K '+ log

pH PC02 (mmHg))

c i ó n a c id o b a s e e n u n a fó r m u la m a te m á tic a :

HC03- (mmol/L)

cA

(Ec. 14-3)

cH A d o n d e A~ = r e c e p t o r d el p r o tó n (p . e j., H C 0 3- ) , H A =

Contenido total de C02 (mmol/L) P02 (mmol/L)

d o n a d o r d e l p r o tó n , o á c id o d éb il ( c o m o H 2C 0 3) , y el p K ’

so2 (%)

= p H e n q u e h a y c o n c e n tr a c ió n ig u al d e las esp e cie s p r o to ­

Q2Hb (%)

DE

GAS

7.35-7.45 35-45 22-26 23-27 80-110 >95 >95

n a d a y n o p ro to n a d a . C o n o c ie n d o c u a lq u ie r a d e la s tre s v a ria b le s s e c o n s ig u e c a l c u l a r la c u a r ta . E n p la s m a y a te m p e r a tu r a c o r p o r a l ( 3 7 ° C ) , el p K 'd e l s is te m a a m o r tig u a d o r d e b ic a r b o n a to es 6 .1 . E l e q u ilib rio

A l a g re g a r el lo g a r itm o d e 2 0 ( 1 . 3 ) al p K ' d el s is te m a d el

e n tr e H ,C O , y C 0 2 e n p la s m a es c a s i 1 :8 0 0 . L a c o n c e n t r a ­

b ic a r b o n a to s e p r o d u c e u n p H n o r m a l d e 7 .4 0 ( 7 . 4 0 = 6 .1

c ió n d e H 2C Q 3 e s p ro p o r c io n a l a la p re s ió n p a rc ia l e je rc id a

+ 1 .3 ) .

p o r el C 0 2 d is u e lto . E n p la sm a a lo s 3 7 ° C , el v a lo r p a ra la c o m b in a c ió n d e la c o n s ta n te d e so lu b ilid ad p a ra el P C O , y

Trastornos acidobase: acidosis y aicalosis

el fa c to r p a ra c o n v e r tir m m H g a m ilim o le s p o r el litro es d e 0 . 0 3 0 7 m m o l L _1 m m H g -1. L a te m p e ra tu ra y el so lven te

L o s tra s to rn o s a c id o b a s e d e la a c id o s is y la a ic a lo s is s o n

a fe cta n la co n sta n te . Si c u a lq u ie ra d e é s to s c a m b ia , la c o n s ­

re s u lta d o d e d iv e rs a s c o n d ic io n e s p a to ló g ic a s . C u a n d o el

ta n te d e s o lu b ilid a d ta m b ié n c a m b ia rá . T a n to el p H c o m o

p H sa n g u ín e o es m e n o r q u e el ra n g o d e re fe re n c ia , se le

el P C 0 2 se m id e n e n el a n álisis d e g a s s a n g u ín e o , y el p K es

d e n o m in a acidemia, q u e e x p re s a e x c e s o d e á c id o o c o n c e n ­

u n a c o n s ta n te ; p o r ta n to , es p o s ib le c a lc u la r H C 0 3- :

t r a c ió n d e H +. A u n p H m a y o r q u e el ra n g o d e re fe re n c ia se le d e n o m in a alcaletnía, o e x c e s o d e b a se . A u n tra s to r­

cH C C L

p H = p K '+ log

(Ec. 14-4) 0 .0 3 1 X P C O ,

n o c a u s a d o p o r la d is fu n c ió n v e n tila to ria (u n c a m b io e n el P C 0 2, el c o m p o n e n te re s p ira to rio ) se le d e n o m in a acidosis

respiratoria primaria o aicalosis. A u n tra s to rn o q u e re s u lta E n c o n d i c io n e s d e s a lu d , c u a n d o lo s r iñ o n e s y p u l­

d e u n c a m b io en el n iv e l d el b ic a r b o n a to ( u n a fu n c ió n re n a l

m o n e s e s tá n f u n c io n a n d o d e m a n e r a a p r o p ia d a , es p o s i­

o m e ta b ó lic a ) s e le d e n o m in a trastorno fio respiratorio (meta­ bólico). L a m e z c la d e tra s to rn o s re s p ira to rio s y n o r e s p ira to ­

b le m a n t e n e r u n a p r o p o r c ió n d e 2 0 :1 d e H C 0 3- a H 2C 0 3 ( p r o d u c ie n d o u n p H d e 7 . 4 0 ) . E s to s e ilu s tr a s u s titu y e n d o

rio s en o c a s io n e s s u rg e d e m á s d e u n p r o c e s o p a to ló g ic o y

v a lo r e s n o r m a le s ( c u a d r o 1 4 - 1 ) p a ra H C 0 3- y P C O , e n la

re p re s e n ta la m á s s e ria d e las c o n d ic io n e s m é d ic a s , p o rq u e

e c u a c ió n a n te r io r :

la c o m p e n s a c ió n p a ra el d e so rd e n p rim a r io e stá fallan d o . D eb id o a q u e las activ id a d e s ce lu la re s y m e ta b ó lic a s d el 2 4 m m o l/L

c u e rp o s o n d e p e n d ie n te s d el p H , el c u e rp o tra ta d e re s ta u ra r

( 0 .0 3 1 m m o l/L - m m H g ) X 4 0 m m H g

la h o m e o s ta s is a cid o b a se siem p re q u e o c u r r e u n d eseq u ili­ b rio . A esta a c c ió n d el c u e rp o se le d e n o m in a compensación:

= 24 ^ 2 0

1.2 ~

1

(Ec. 14-5)

el c u e rp o lo g ra e sto a lte ra n d o el fa c to r n o a fe c ta d o e n p rim e r té rm in o p o r el p ro c e s o p a to ló g ic o . P o r e je m p lo , si el d e s-

ES T U D IO D E C A S O 14-2 U n a m u je r d e 8 0 a ñ o s s e c a y ó e n el h ie lo y s e f r a c t u ­

Preguntas

r ó el fé m u r. D e s p u é s d e v a ria s h o r a s , c u a n d o lle g ó a u rg e n c ia s , e s ta b a a n s io s a , ja d e a b a y se q u e ja b a d e fu e rte

1. ¿ C u á l es el e s ta d o a c id o b a s e d el p a c ie n te ?

d o l o r e n el p e c h o y d e q u e n o p o d ía re s p ira r. Su p u lso

2 . ¿ P o r q u é el n iv el d e H C 0 3- es tan b a jo ?

e ra rá p id o (ta q u ic a r d ia ) al ig u al q u e su r it m o r e s p i r a t o ­ r io (ta q u i p n e a ) . Se o b tu v ie ro n lo s g a s e s en s a n g r e y se e n c o n t r a r o n lo s s ig u ie n te s r e s u lta d o s : pH

= 7 .3 1

P C 0 2 = 27 mmHg P 02

= 62 mmHg

H C 0 3- = 1 2 m m o l/L S02

= 7 8 % ( c a lc u la d o ) (ra n g o d e re fe re n c ia , > 9 5 % )

3 . ¿Q u é c a u s ó c lín ic a m e n te el d e se q u ilib rio a c id o b a s e ?

CAPÍTULO 14 ■ GASES EN LA SANGRE, pH, Y SISTEMAS AMORTIGUADORES

eq u ilib rio e s d e o rig e n n o r e s p ir a to r io , el c u e r p o lo c o m ­

349

c a u s a n d o h ip e rc a r b ia c r ó n i c a ( P C O , e le v a d o ). E n la b r o n -

p e n s a a lte r a n d o la v e n tila c ió n . E n el c a s o d e lo s d is tu r b io s

c o n e u m o n í a , el in te r c a m b io d e g a s e s s e im p id e d e b id o a

d e l c o m p o n e n t e r e s p ir a to r io , lo s riñ o n e s c o m p e n s a n al

s e c r e c i o n e s , g ló b u lo s b la n c o s , b a c te r ia s y fib rin a e n lo s

e x c r e t a r o a b s o rb e r d e f o r m a s e le c tiv a a n io n e s y c a tio n e s .

a lv é o lo s . L a h ip o v e n tila c ió n c a u s a d a p o r f á r m a c o s c o m o

L o s p u lm o n e s p u e d e n c o m p e n s a r d e in m e d ia to , p e ro la

b a r b it ú r ic o s , m o r fin a o a l c o h o l a u m e n ta r á lo s n iv e le s d e

re s p u e s ta e s a c o r t o p la z o y a m e n u d o in c o m p le ta . S in

P C 0 2 s a n g u ín e o s , a d e m á s d e la o b s tr u c c i ó n m e c á n i c a o la

e m b a rg o , lo s riñ o n e s s o n m á s l e n to s p a r a re s p o n d e r ( 2 a

a s fix ia ( e s tr a n g u la c ió n o a s p ir a c i ó n ) . L a r e d u c c ió n e n el

4 d ía s ) , p e ro la r e s p u e s ta es a la rg o p la z o y m á s c o m p le ta .

r e n d im ie n to c a r d ía c o , c o m o s e h a v is to e n la c a r d io p a tía

Compensado completamente im p lic a q u e el p H h a v u e lto al r a n g o n o r m a l (s e h a r e s ta u r a d o el c o c i e n t e 2 0 : 1 ) ; compen­ sado parcialmente im p lic a q u e el p H e s tá c e r c a n o a lo n o r ­

lo s p u lm o n e s p a r a el in te rc a m b io d e g a s e s y, p o r lo ta n to ,

m a l. L a c o m p e n s a c ió n p u e d e v o lv e r c o n é x i to al c o c i e n t e n o r m a l 2 0 : 1 , p e ro la a n o r m a lid a d p r im a r ia n o s e c o rr ig e .

c o n g e s tiv a , ta m b ié n p r o d u c i r á el e n v ío d e m e n o s s a n g re a u n P C 0 2 e le v a d o . E n la a c id o s is r e s p ir a to r ia p r im a r ia , la c o m p e n s a c ió n o c u r r e m e d ia n te p r o c e s o s n o r e s p ir a to r io s . L o s r iñ o n e s

L a a c id o s is se p u e d e d e b e r a u n a a n o r m a lid a d ( m e t a b ó ­

a u m e n ta n la e x c r e c i ó n d e H + y la r e c u p e r a c i ó n d e H C O , .

l ic a ) n o re s p ir a to r ia p r im a r ia o a u n p r o b le m a r e s p ir a to r io

A u n q u e la c o m p e n s a c ió n r e n a l c o m i e n z a d e in m e d ia to ,

p r im a r io . E n la a c id o s is n o re s p ir a to r ia p r im a r ia , h a y u n a

s e lle v a d ía s a s e m a n a s p a r a q u e la c o m p e n s a c ió n m á x i ­

d is m in u c ió n d e l b ic a r b o n a to ( < 2 4 m m o l /L ) , lo q u e lle v a a

m a o c u r r a . C u a n d o el H C O ,- e n la s a n g re a u m e n ta c o m o

u n d e c r e m e n to e n el p H c o m o re s u lta d o d e q u e la re la c ió n

re s u lta d o d e la a c c i ó n d e lo s r iñ o n e s , s e a lte r a r á el c o c i e n ­

e n tr e el c o m p o n e n t e n o r e s p ir a to r io y el r e s p ir a to r io e n la

te b a s e a á c id o y el p H v o lv e r á a la n o r m a lid a d .

e c u a c ió n d e H e n d e r s o n -H a s s e lb a lc h es m e n o r d e 2 0 :1 :

L a alcalosis no respiratoria p r im a r ia es p r o d u c t o d e u n a u m e n to e n el H C 0 3“, c a u s a n d o u n a u m e n to e n e l c o m p o ­

ic H C O ,

pH c

N ( 0 .0 3 0 7 x P C 0 2 )

20

(Ec. 14-6)

n e n t e y u n a u m e n to e n el p H :

1 ícH C O ,

p íL

d o n d e N = el v a lo r n o r m a l y < in d ic a u n n iv el d ism in u id o .

N ( 0 .0 3 0 7 x P C O , )

La acidosis no respiratoria p u e d e se r ca u sa d a p o r la a d m i­

20

(Ec. 14-8)

1

n is tra c ió n d ire cta d e u n a s u sta n cia a c id o p ro d u c to ra , c o m o

E s ta c o n d i c ió n es r e s u lta d o d e la a d m in is tr a c ió n e x c e ­

el c lo ru ro d e a m o n io o el c lo ru ro d e c a lc io , o p o r e x ce siv a

siv a d e b ic a r b o n a to d e s o d io o a tra v é s d e la in g e s ta d e

fo rm a c ió n d e á cid o s o rg á n ico s c o m o se v e c o n la ce to a cid o sis

sa le s p r o d u c t o r a s d e b ic a r b o n a to , c o m o l a c ta t o d e s o d io ,

d ia b é tica o la in a n ició n . E n la a c id o s is n o r e s p ir a to r ia ta m ­

c i tr a to , o a c e t a to . L a p é rd id a e x c e s iv a d e á c id o d e b id a a

b ié n s e h a o b s e rv a d o u n a e x c r e c i ó n re d u c id a d e á c id o s ,

v ó m i to , s u c c i ó n n a s o g á s tr ic a o u s o p r o lo n g a d o d e d iu r é ti­

c o m o e n la a c id o s is tu b u la r r e n a l, y c o n p é rd id a e x c e s i ­

c o s q u e a u m e n ta la e x c r e c ió n re n a l d e H +, p u e d e p r o d u c i r

v a d e b ic a r b o n a to p o r d ia r re a o d re n a d o c o n u n a fístu la

u n a u m e n to e v id e n te d e H C 0 3. E l c u e r p o re s p o n d e d e p r i­

b ilia r, p a n c r e á ti c a o in te s tin a l.

m ie n d o e l c e n tr o r e s p ir a to r io . L a h ip o v e n tila c ió n re s u l­

E l c u e r p o c o m p e n s a la a c id o s is n o re s p ir a to r ia m e d ia n ­

t a n te a u m e n ta la r e t e n c ió n d el C O ,.

te la hiperventilación q u e es u n a u m e n to e n el g ra d o o la

L a a lc a lo s is respiratoria prim aria d e b id a a u n a ta sa

p ro fu n d id a d d e la r e s p ira c ió n . A l “e s p ir a r” el C C ),, la p r o ­

a u m e n ta d a d e la v e n tila c ió n a lv e o la r c a u s a la e lim in a c ió n

p o r c ió n b a s e a á c id o v o lv e rá a lo n o r m a l. L a c o m p e n s a c ió n

e x c e s i v a d el C 0 2 p o r lo s p u lm o n e s :

s e c u n d a r ia o c u r r e c u a n d o el ó rg a n o “o r ig in a l” (lo s r i ñ o ­ n e s , e n e s te c a s o ) e m p ie z a a c o r r e g ir la p r o p o r c ió n r e t e ­

pl I c

n ie n d o b ic a r b o n a to s .

i ( 0 .0 3 0 7 x P C O , )

L a acidosis respiratoria p rim a ria es el re su lta d o d e u n a d is­ m in u c ió n e n la v e n tila ció n alv e o la r ( hipoventilación) , c a u s a n ­ d o u n a e lim in a ció n d ism in u id a d e C 0 2 p o r lo s p u lm o n e s: pHc

N cH C O , t ( 0 .0 3 0 7 x P C C L )

20 1

L a r e s p i r a c i ó n s e re g u la e n la m é d u la d e l c e r e b r o . L o s q u im io r r e c e p to r e s p re s e n te s e n el a rc ó d e la a o r ta y el s e n o c a r o tíd e o r e s p o n d e n a lo s n iv e le s d e H + ( p H ) , O , y C O , e n la s a n g re y líq u id o c e r e b r o e s p in a l. H a y v a ria s s i tu a c i o ­ n e s , in c lu id a s m u c h a s e n fe rm e d a d e s p u lm o n a r e s , e n q u e e l C O , n o s e e lim in a e fe c tiv a m e n te d e la s a n g re . E n c ie r to s p a c ie n te s c o n e n fe rm e d a d p u l m o n a r o b s tr u c tiv a c r ó n i c a ( E P O C ) , p o r e je m p lo , c a m b io s d e s tr u c t i v o s e n la s v ías

20

>—

(Ec. 14-9)

1

E n t r e las c a u s a s d e la a lc a lo s is re s p ir a to r ia s e in c lu y e n

hipoxemia; e s tím u lo q u ím ic o d e l c e n tr o r e s p ir a to r io p o r fá r m a c o s ,

(Ec. 14-7)

N cH C O ,

co m o

s a lic ila to s ; a u m e n to

e n la t e m p e r a t u ­

r a a m b ie n ta l; fieb re; h is te ria ( h i p e r v e n t il a c i ó n ) ; e m b o lia p u l m o n a r ; y fib ro sis p u lm o n a r. L o s r iñ o n e s c o m p e n s a n e x c r e ta n d o H C O y e n la o r in a y r e c u p e r a n d o H + p a ra la s a n g re . E l tr a ta m ie n to p o p u la r p a r a la h ip e r v e n tila c ió n h is té r ic a ( r e s p ir a c i ó n d e n tro d e u n a b o ls a d e p a p e l ), s e e x p lic a p o r sí s o lo .

INTERCAM BIO DE OXÍGENO Y GAS O xígeno y bióxido de carbono

a é re a s y la s p a re d e s a lv e o la re s in c r e m e n ta n el ta m a ñ o d e

L a f u n c ió n d el o x íg e n o e n el m e ta b o lis m o es c r u c i a l p a ra

lo s e s p a c io s a é re o s a lv e o la re s , c o n la r e d u c c ió n r e s u lta n te

to d a la v id a . E n la m ito c o n d r i a d e la c é lu la , lo s p a re s d e

d e l á re a s u p e r fic ia l p u l m o n a r d is p o n ib le p a r a el in t e r c a m ­

e le c tr o n e s d e la o x id a c i ó n d el N A D H y F A D H 2 s e tra n s fie ­

b io d e g a s. C o m o r e s u lta d o , el C O , es re te n id o e n la s a n g re ,

r e n al o x íg e n o m o le c u la r , lo q u e c a u s a la lib e r a c ió n d e la

350

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

ES T U D IO D E C A S O 14-3 Se lle v a a u n e s tu d ia n te g r a d u a d o d e 2 4 a ñ o s a u r g e n ­

Preguntas

c ia s e n e s ta d o c o m a t o s o , d e s p u é s d e q u e s e le e n c o n ­ tró i n c o n s c i e n t e e n su c u a r to . S o b re su c a m a h a b ía u n a

1. ¿ C u á l e s el e s ta d o a c id o b a s e d e l p a c ie n te ?

b o te lla d e s e c o b a rb ita l. N o re s p o n d ía a e s tím u lo s d o l o ­

2 . ¿ Q u é c a u s ó la h ip o v e n tila c ió n p ro fu n d a ?

r o s o s , su r e s p i r a c i ó n e ra a p e n a s p e rc e p tib le y su p u ls o e r a d é b il. Se o b tu v ie ro n lo s g a s e s e n s a n g re y a r r o ja r o n

3 . U n a v e z q u e el c o m p o n e n t e r e s p ir a to r io v u e lv a a la n o r m a lid a d , ¿ c u á l s e r á e l e s ta d o a c id o b a s e e s p e ra d o

lo s r e s u lta d o s s ig u ie n te s :

d e l p a c ie n te ? pH

= 7 .1 0

PCO ,

= 70 mmHg

PC ),

= 58 mmHg

H C 0 3" = 2 0 m m o l/L G 2H b

= 8 0 % (r a n g o d e r e f e re n c ia , > 9 5 % )

e n e rg ía u s a d a p a ra s in te tiz a r A T P a p a r t ir d e la fo s fo rila ­

t o n e s ta b le c e q u e la p r e s ió n a tm o s f é ric a to ta l es la s u m a d e

c ió n d e ADP. A u n q u e la m e d id a d el 0 2 in t r a c e l u la r n o es

las p re s io n e s d e lo s g a s e s in d iv id u a le s . U n a a tm ó s f e ra e je r­

fa c tib le c o n la te c n o lo g ía a c t u a l , la e v a lu a c ió n d el e s ta ­

c e 7 6 0 m m H g d e p r e s ió n y se c o m p o n e d e O , ( 2 0 .9 3 % ) ,

d o d e o x íg e n o d e l p a c ie n te es p o s ib le u s a n d o la p re s ió n

C 0 2 ( 0 ,0 3 % ) , n it r ó g e n o ( 7 8 .1 % ) , y g a s e s in e r te s (a lr e d e ­

p a rc ia l d e o x íg e n o (P O Q m e d id a c o n el p H y P C Ó 2 e n el

d o r d e 1 % ). E l p o r c e n ta je d e c a d a g a s es ig u a l e n to d a s las

a n á lis is d e g a s e n la sa n g re .

a ltitu d e s ; la p r e s ió n p a rc ia l d e c a d a g a s e n la a tm ó s f e ra

P a ra la o x ig e n a c i ó n tis u la r a d e c u a d a , s o n n e c e s a r ia s

es ig u a l a la P B a u n a a ltitu d p a r t ic u l a r m a n te n ie n d o el

la s s ig u ie n te s s ie te c o n d ic io n e s : a) o x íg e n o a tm o s f é r ic o

p o r c e n ta je a p ro p ia d o p a ra c a d a g a s. L a p r e s ió n d el v a p o r

d is p o n ib le , b ) v e n t i la c i ó n a d e c u a d a , c ) in te r c a m b io d e g a s

d e a g u a ( 4 7 m m H g a 3 7 ° C ) d eb e to m a r s e e n c u e n t a al c a l ­

e n tr e lo s p u lm o n e s y la s a n g re a r te r ia l, d) c a r g a d el 0 2 en

c u la r la p r e s ió n p a rc ia l d e lo s g a s e s in d iv id u a le s (fig . 1 4 -

la h e m o g lo b in a , e) h e m o g lo b in a a d e c u a d a , f ) tr a n s p o r te

3 ) . E n el c u e r p o , e s to s g a s e s s ie m p re e s tá n p o r c o m p le to

a d e c u a d o ( r i t m o c a r d í a c o ) y g ) lib e r a c ió n d e O , e n te jid o .

s a tu r a d o s c o n a g u a . P o r e je m p lo ,

C u a lq u ie r a l te r a c ió n d e e s ta s c o n d ic io n e s p u e d e d a r lu g a r a la m a la o x ig e n a c i ó n d e l te jid o .

P r e s ió n p a rc ia l d el O , a n iv e l d el m a r ( e n el c u e r p o ) = ( 7 6 0

L a c a n tid a d d e 0 2 d is p o n ib le e n a ire a tm o s f é r ic o d e p e n ­

m m H g - 4 7 m m H g ) X 2 0 .9 3 % - 1 4 9 m m H g (a 3 7 ° C )

d e d e la p r e s ió n b a r o m é tr ic a ( P B ). A n iv e l d el m a r , la P B es 7 6 0 m rn H g . ( E n el S is te m a I n te r n a c io n a l d e U n id a d e s , 1

P r e s ió n p a rc ia l d el C 0 2 a n iv e l d e l m a r ( e n el c u e r p o ) =

m m H g = 0 . 1 3 3 k P a , d o n d e 1 P a = 1 N / m 2.) L a le y d e D al-

( 7 6 0 m m H g - 4 7 m m H g ) X 0 .0 3 % = 0 . 2 m m H g ( a 3 7 ° C )

ES T U D IO D E C A S O 14-4 Se a c e p tó a u n h o m b r e h im a la y o d e 2 4 a ñ o s e n u n a u n i­

Preguntas

v e rs id a d e s ta d o u n id e n s e . A n te s d e s a lir d e su p a ís , s e le h iz o u n e x a m e n físico e x te n s o q u e in c lu y ó v a rio s a n á ­ lisis d e s a n g re . C u a n d o el p e rs o n a l m é d i c o d e la u n iv e r­ s id a d d e E s ta d o s U n id o s re v is ó s u e x p e d ie n te m é d i c o , s e o b s e r v ó q u e to d o s lo s r e s u lta d o s d e la p ru e b a e ra n

1 . ¿ F u e v á lid a la s u p o s ic ió n in ic ia l d e u n a a c id o s is n o re s p ira to ria ? 2 . ¿ C u á l s e r ía la m e jo r d e s c r ip c ió n d e l d is tu r b io d e a c i ­ d ob ase?

n o r m a le s e x c e p t o el H C 0 3~, q u e e ra d e 1 5 m m o l/L ( r a n ­ g o d e r e f e re n c ia , 2 2 a 2 6 m m o l/L ) . E l H C O ," s e h iz o p o r s e p a r a d o e n u n a m u e s tr a d e s u e r o . N o fu e p a r te d e u n p a n e l d e g a s e n s a n g re . P a ra d e s c a r t a r la a c id o s is n o r e s p ir a to r ia , e l m é d ic o d e la u n iv e rs id a d s o lic itó r e p e tir el H C O g - . E l v a lo r re p e tid o fu e 2 4 m m o l/L .

3 . ¿ P o r q u é , e n la r e p e tic ió n d e la p ru e b a , el H C C Q v o lv ió a s e r n o r m a l?

CAPITULO 14 ■ GASES EN LA SANGRE, pH, Y SISTEMAS AMORTIGUADORES

351

M u c h o s f a c to r e s in flu y e n e n la c a n tid a d d e 0 2 q u e p a s a d e lo s a lv é o lo s a la s a n g re y d e s p u é s al te jid o . E n t r e lo s m á s c o m u n e s e s tá n :

Aire traqueal/bronquial P02 149 mmHg P C 0 2 0.2 mm Hg

• L a d e s tr u c c ió n d e lo s a lv é o lo s . E l á re a s u p e r fic ia l n o r ­ m a l d e lo s a lv é o lo s es ta n g ra n d e c o m o u n a c a n c h a d e te n is . C u a n d o el á re a s u p e r fic ia l s e d e s tr u y e a u n v a lo r c r ít ic a m e n te b a jo d e b id o a e n fe rm e d a d e s c o m o e n fise ­ m a , 0 2 in s u fic ie n te p a s a rá a la s a n g re . •

Aire alveolar PC2 100 mm Hg P C 0 2 36 mm Hg

E d e m a p u lm o n a r. E l g a s se d ifu n d e d e lo s a lv é o lo s a lo s c a p ila re s a tra v é s d e u n e s p a c io p e q u e ñ o . C o n e l e d e ­ m a p u lm o n a r , lo s líq u id o s “se filtr a n ” e n e s te e s p a c io , a u m e n ta n d o la d is ta n c ia e n tr e lo s a lv é o lo s y las p a re d e s c a p ila re s , c a u s a n d o u n a b a r r e r a p a r a la d ifu sió n .

•

O b s t r u c c i ó n d e las v ía s re s p ira to ria s . L a s v ía s re s p ir a ­ to r ia s p u e d e n s e r o b s tr u id a s , e v ita n d o q u e el a ire d e la a tm ó s f e r a e n tr e a lo s a lv é o lo s . E l a s m a y la b ro n q u itis s o n las c a u s a s m á s c o m u n e s d e e s te p ro b le m a .

•

Circulación arterial P02 40 mm Hg P C 0 2 46 mm Hg (pH = 7,35)

circulación sistémica

n is tr o d e s a n g re al p u lm ó n es in a d e c u a d o , la c a n tid a d

Circulación venosa P02 90 mm Hg P C 0 2 40 mm Hg (pH = 7.40)

Superficie del tejido P02 20 mm Hg P C 0 2 60 mm Hg FIGURA 14-3. Contenido de gas en pulmones y circulación pulmo­ nar y sistémica.

S u m in is tr o i n a d e c u a d o d e la s a n g re . C u a n d o el s u m i­ d e O , q u e se in c o r p o r a a la s a n g re es s u f ic ie n te , p e ro n o s e e s tá lle v a n d o la s a n g re s u fic ie n te al te jid o d o n ­ d e es n e c e s a r ia . É s ta p u e d e s e r la c o n s e c u e n c i a d e u n a o b s tr u c c i ó n e n u n v a so s a n g u ín e o p u l m o n a r (e m b o lia p u l m o n a r ) , h ip e r te n s ió n p u lm o n a r , o u n a c a r d io p a tía .

•

D ifu s ió n d e C O , y 0 2. D e b id o a q u e el 0 2 s e d ifu n d e 2 0 v e c e s m á s le n to q u e el C 0 2, es m á s s e n s ib le a lo s p ro b le m a s d e d ifu sió n . L a s a lte r a c io n e s e s t r u c t u r a le s o fis io ló g ic a s d el c a u c e a lv e o la r-c a p ila r d e te r io r a n la c a p ­ tu r a d e O , c o n u n a a lte r a c ió n m ín im a d e la e x c r e c ió n d e C O ,. E s te tip o d e h ip o x e m i a s e tra ta p o r lo g e n e r a l c o n 0 2 s u p le m e n ta r io . E s p o s ib le a u m e n ta r el p o r c e n ­

E l a ire e s in tr o d u c id o a lo s p u lm o n e s m e d ia n te la e x p a n ­

ta je d e O , d e m a n e r a t e m p o r a l c u a n d o se n e c e s it e ; sin

s ió n d e la c a v id a d t o r á c i c a , q u e c r e a u n g ra d ie n te te m p o r a l

e m b a rg o , las c o n c e n t r a c i o n e s d e O , d e 6 0 % o m á s a lta s

d e p r e s ió n n e g a tiv a , c a u s a n d o q u e el a ire s e in t r o d u z c a en

d e b e n u s a r s e c o n p r e c a u c ió n p o r q u e p u e d e n s e r t ó x i ­

la s n u m e r o s a s r a m a s tra q u e a le s y lo s a lv é o lo s . A l p rin c ip io

c a s p a ra lo s p u lm o n e s .

d e la in s p ir a c ió n , e s ta s v ía s a é re a s to d a v ía e s tá n lle n a s d e a ire (g a s ) r e te n id o d é l a e s p ir a c ió n p re v ia . E s te a ire , lla m a ­ d o aire del espacio muerto, d ilu y e el a ire r e c ié n in s p ir a d o .

Transporte de oxígeno

É s t e , a d e m á s d e s e r d ilu id o e n c i e r t o s e n tid o , s e c a lie n ta

L a h e m o g lo b in a t r a n s p o r ta c a s i to d o el O , d e la s a n g re

a 3 7 ° C y s e s a tu r a p o r c o m p l e to c o n el v a p o r d e a g u a .

a r te r ia l al te jid o . C a d a m o lé c u la d e h e m o g lo b in a ( A ,) d e

E l P 0 2 e n lo s a lv é o lo s p r o m e d ia c e r c a d e 1 1 0 m m H g en

u n a d u lto p u e d e c o m b in a r s e d e m a n e r a re v e r s ib le c o n u n

v e z d e l p o te n c ia l d e 1 5 0 m m H g ( e s p e r a d o sin la d ilu c ió n

m á x i m o d e c u a tr o m o lé c u la s d e O ,. L a c a n tid a d re a l d e

d e l a ire d e l e s p a c io m u e r to y sin te n e r lo e n c u e n t a p a ra la

0 2 t r a n s p o r ta d o p o r la h e m o g lo b in a d e p e n d e d e la d is p o ­

p r e s ió n d e v a p o r d el a g u a ). T res f a c to r e s m á s in flu y e n e n

n ib ilid a d d e O ,; la c o n c e n t r a c i ó n y el tip o d e h e m o g lo ­

e l P O , d e lo s a lv é o lo s : a) el p o r c e n ta je d el O , e n el a ire in s ­

b in a p re s e n te ; la p r e s e n c ia d e s u s ta n c ia s q u e in te rf ie r e n ,

p ir a d o p u e d e a u m e n ta r r e s p ira n d o m e z c la s d el g a s h a s ta

c o m o m o n ó x id o d e c a r b o n o ( C O ) ; el p H ; la te m p e r a tu r a

el 1 0 0 % d e O ,, y c u a n t o m á s a lta se a la c o n c e n t r a c i ó n d e

d e la s a n g re ; y lo s n iv e le s d e P C 0 2 y d e 2 ,3 - D P G . C o n el

0 2 s u p le m e n ta r io in s p ir a d o , m á s a lta s e r á la f r a c c i ó n d el

a d e c u a d o O z a tm o s f é r ic o y a lv e o la r d is p o n ib le , y c o n la

o x íg e n o in s p ir a d o ( F i Q 2) ; b ) la c a n tid a d d e P C O , e n el aire

d ifu sió n n o r m a l d el O , e n la s a n g re a r te r ia l, m á s d e 9 5 %

e s p ir a d o d ilu y e el a ire in s p ir a d o d e m o d o q u e u n p a c ie n te

d e la h e m o g lo b in a “f u n c io n a l” (h e m o g lo b in a c a p a z d e

c o n m e ta b o lis m o in c r e m e n ta d o (p . e j., h ip e r te r m ia ) p u e ­

c o m b in a r s e d e m a n e r a re v e rs ib le c o n 0 2) s e c o m b in a c o n

d e p r o d u c i r m á s C O ,q u e p u e d e s e r e lim in a d o , a u m e n ta n ­

O , Si s e i n c r e m e n ta la d is p o n ib ilid a d d e l 0 2 s a tu r a a ú n

d o el P C 0 2 e n la s a n g re d el g a s e s p ir a d o ; y c ) la p r o p o r c ió n

m á s la h e m o g lo b in a . Sin e m b a rg o , u n a v e z q u e la h e m o ­

d e l v o lu m e n d e a ire in s p ir a d o e n tr e el v o lu m e n d e a ire d el

g lo b in a se h a s a tu r a d o a 1 0 0 % , u n a u m e n to e n el 0 2 e n

e s p a c io m u e r t o . E l v o lu m e n d e e s p a c io m u e r t o ( e n la s v ías

lo s a lv é o lo s s ó lo s irv e p a ra i n c r e m e n ta r la c o n c e n t r a c i ó n

a é re a s ) e s p o r lo g e n e r a l c o n s ta n te p o r q u e e stá c o n tr o la d o

d el 0 2 d is u e lto ( d O ,) en la s a n g re a rte r ia l. E s to o fr e c e u n

p o r la a n a to m ía ; la s p e r s o n a s c o n r e s p ir a c ió n p o c o p r o ­

a u m e n to m ín im o e n la lib e r a c ió n d e o x íg e n o . L a a d m in is ­

fu n d a tie n e m e n o s a ire “f r e s c o ” e n tr a n d o e n lo s p u lm o n e s

t r a c i ó n p r o lo n g a d a d e a lta s c o n c e n t r a c i o n e s d e 0 2 p u e d e

q u e q u ie n e s re s p ir a n p ro fu n d o .

c a u s a r to x ic id a d p o r o x íg e n o y, e n alg u n o s ca s o s , v e n tila c ió n

352

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALITICOS

d is m in u id a q u e lle v a a la h ip e rc a r b ia . L a c a p a c id a d d e la

Oxihemoglobina fraccional (o porcentual) ( F O ,H b ) es la

h e m o g lo b in a d e tr a n s p o r ta r 0 2 p u e d e s e r a fe c ta d a d e f o r m a

p r o p o r c ió n d e la c o n c e n t r a c i ó n d e o x ih e m o g lo b in a e n tr e

s ig n ific a tiv a p o r o tr a s m o lé c u la s . P o r lo g e n e r a l la h e m o ­

la d e la h e m o g lo b in a t o ta l (c tH b ),

g lo b in a d e la s a n g re e s tá p r e s e n te e n u n a d e e s ta s c u a tr o c o n d ic io n e s : 1. O x ih e m o g lo b in a ( 0 2H b ), e n q u e el o x íg e n o e s tá c o m ­ b in a d o d e m a n e r a re v e rs ib le c o n la h e m o g lo b in a . 2 . D e s o x ih e m o g lo b in a

(H H b ;

h e m o g lo b in a

r e d u c id a ),

_ , c O ,H b c 0 2H b F 0 2H b = — ?— ctH b c O ,H b + cH H b + d ysH b

(Ec. 14-11)

d o n d e cd y sH b re p r e s e n ta d e riv a d o s d e la h e m o g lo b in a , c o m o C O H b , q u e n o p u e d e n u n ir s e d e m a n e r a re v e rsib le

q u e e s h e m o g lo b in a n o e n la z a d a al O , p e ro c a p a z d e

c o n el O ,, p e ro a ú n s o n la p a r te fija d e la m e d id a d e la

f o r m a r u n e n la c e c u a n d o el 0 2 e s tá d isp o n ib le .

h e m o g lo b in a “t o t a l ” .

3 . C a r b o x ih e m o g lo b in a

(C O H b ),

que

es h e m o g lo b in a

u n id a al C O . E l e n la c e e n tr e el C O y H b es re v e r s ib le , p e ro es c a s i 2 0 0 v e c e s m á s fu e rte q u e el e n la c e e n tr e el

E s to s d o s t é r m in o s , S O , y F O zH b , p u e d e n s e r c o n f u ­ s o s p o r q u e , e n la m a y o r ía d e lo s in d iv id u o s s a n o s ( y a u n in d iv id u o s c o n a lg u n o s e s ta d o s d e e n f e r m e d a d ), lo s v a lo ­ re s n u m é r i c o s p a r a la S 0 2 e s tá n c e r c a a lo s d e F 0 2H b . S in

O , y la H b .

e m b a rg o , lo s v a lo r e s p a r a F O ,H b y S 0 2 s e d e s v ia r á n c u a n ­ 4 . M e ta h e m o g lo b in a (M e tH b ), es la h e m o g lo b in a in c a p a z d e e n la z a r s e a l 0 2 p o r q u e el h ie r r o ( F e ) e s tá e n u n e s ta ­ d o m á s o x id a d o q u e re d u c id o . L a e n z im a r e d u c ta s a d e la h e m o g lo b in a , q u e s e e n c u e n tr a e n lo s g ló b u lo s r o jo s , p u e d e r e d u c ir el F e 3+.

d o las d is h e m o g lo b in a s e s tá n p r e s e n te s e i n c lu s o c u a n d o el p a c ie n te es fu m a d o r, d e b id o al e n la c e p r e fe r e n te d e l C O c o n la h e m o g lo b in a y a la p é rd id a re s u lta n te d e h e m o g lo ­ b in a u n id a al O ,. L a presión parcial del oxígeno disuelto en el plasma ( P O ,)

L o s e s p e c tr o f o tó m e tr o s in d ic a d o s ( c o o x í m e t r o s ) , q u e s e d is c u te n m á s a d e la n te en e ste c a p ítu lo , s e u tiliz a n p a ra d e te r m i n a r la s c o n c e n t r a c i o n e s re la tiv a s ( e n r e l a c i ó n c o n la h e m o g lo b in a to ta l) d e c a d a u n o d e e s ta s fo r m a s d e la h e m o g lo b in a .

es r e s p o n s a b le d e p a r te d e las r e s e rv a s d e 0 2 e n el c u e r p o . U n a d u lto s a n o q u e re s p ir a a ire e n u n a h a b ita c ió n te n d rá u n P O , d e 9 0 a 9 5 m m H g . E n el c a s o d el v o lu m e n d e s a n ­ g re d e u n a d u lto d e 5 L , s ó lo 1 3 .5 m i d e O , e s t a r á n d is p o ­ n ib le s a p a r t ir d el P O , e n p la s m a , e n c o m p a r a c ió n c o n m á s d e 1 0 0 0 m i d e O , t r a n s p o r ta d o c o m o 0 , H b .

Cantidades relacionadas con la evaluación del estado de oxigenación del paciente L o s c u a tr o p a r á m e t r o s q u e s u e le n u s a r s e p a r a e v a lu a r el e s ta d o d e o x ig e n a c i ó n d el p a c ie n te s o n la s a t u r a c i ó n d e o x íg e n o ( S O ,) ; o x ih e m o g lo b in a f r a c c io n a l m e d id a (p o r ­ c e n tu a l) ( F 0 2H b ) ; te n d e n c ia s e n la s a t u r a c i ó n d e 0 2 e v a ­ lu a d o p o r v ía t r a n s c u t á n e a , v a lo r a c i ó n d e o x im e t r í a d e p u ls o ( S p 0 2) ; y la c a n tid a d d e 0 2 d is u e lto e n el p la s m a ( P O ,) . L a saturación del oxígeno ( S O ,) re p r e s e n ta el c o c i e n t e d e O , q u e e s tá u n id o a la p r o te ín a t r a n s p o r ta d o r a , la h e m o ­ g lo b in a , c o m p a r a d a c o n la c a n tid a d to ta l d e h e m o g lo b in a c a p a z d e u n ir s e al O ,.2

SO,

L a s m e d ic io n e s n o in v a s iv a s p a ra s e g u ir las “te n d e n ­ c i a s ” e n la o x ig e n a c i ó n s e lo g r a n c o n la oximetría de pulso ( S p O ,) . E s to s d is p o s itiv o s p a s a n lu z d e d o s o m á s lo n g i­ t u d e s d e o n d a a tra v é s d el te jid o d e lo s d e d o s d el p ie , o d el o íd o . E l o x ím e t r o d e p u ls o d is tin g u e e n tr e la a b s o r­ c i ó n d e la lu z c o m o r e s u lta d o d e la o x ih e m o g lo b in a y la d io x ih e m o g lo b in a e n el c a u c e c a p ila r, y c a l c u l a la s a t u r a ­ c i ó n d e la o x ih e m o g lo b in a . D eb id o a q u e S p 0 2 n o m id e la C O H b o a lg u n a s o tr a s d is h e m o g lo b in a s , s e s o b r e s tim a la o x ig e n a c i ó n c u a n d o e s tá n p re s e n te s u n a o m á s . A d e m á s , la e x a c t it u d d e la o x im e t r í a d e p u ls o s e v e c o m p r o m e tid a p o r m u c h o s f a c to r e s , in c lu id o el p u ls o d is m in u id o c o m o re s u lta d o d e u n a m a la p e rfu s ió n y d e a n e m ia g ra v e . L a c a n tid a d m á x im a d e O , q u e p u e d e s e r tra n s p o r ta d a p o r la h e m o g lo b in a e n u n a c a n tid a d d a d a d e s a n g re es la

c 0 2Hb

-x lO O (c C L H b + cH H b )

capacidad de oxigenación de la hemoglobina (combinación). (Ec. 14-10)

E l s ím b o lo c r e p re s e n ta la c o n c e n t r a c i ó n . E l s o ftw a re

E l p e s o m o le c u la r d el te tr á m e r o d e h e m o g lo b in a es 6 4 . 4 5 8 g /m o l. U n m o l d e u n g a s p e rfe c to o c u p a 2 2 . 4 1 4 m i. P o r ta n ­ to , c a d a g ra m o d e h e m o g lo b in a tra n s p o r ta 1 .3 9 m i d e O ,: 2 2 . 4 1 4 m l/m o l4 ------------------------- i = 1 .3 9 m l/g 6 4 .4 5 8 g /m o l

in c lu id o e n lo s i n s tr u m e n to s d e l g a s s a n g u ín e o p u e d e c a l ­ c u l a r e l S O , a p a r t i r d e l P O ,, p H y t e m p e r a t u r a d e la

(Ec. 14-12)

m u e s t r a . S in e m b a r g o , e s t o s r e s u l t a d o s c a l c u l a d o s p u e ­ d e n d if e r i r d e f o r m a s ig n i f i c a t iv a d e l o s d e t e r m i n a d o s

C u a n d o la h e m o g lo b in a to ta l (tH b ) es 1 5 g /d l y la

p o r la m e d i c i ó n d i r e c t a d e b id o a la s u p o s i c i ó n d e q u e

h e m o g lo b in a e s tá 1 0 0 % s a tu r a d a c o n 0 2, la c a p a c id a d d e

s ó lo la h e m o g lo b in a d e u n a d u lto e s tá p r e s e n te y la c u r v a

O , es:

d e la d is o c i a c i ó n d e la o x ih e m o g lo b in a tie n e u n a f o r m a y u n a l o c a l i z a c i ó n e s p e c íf i c a s . E s t o s a l g o r i t m o s p a r a el c á l c u l o n o e x p l i c a n la s o tr a s f o r m a s d e la h e m o g l o b i n a , c o m o C O H b y M e tH b , q u e s o n i n c a p a c e s d e u n i r s e d e

1 5 g /lO O m l X 1 .3 9 m l/g = 2 0 . 8 m i O 2/ 1 0 0 m i d e s a n g re

(Ec. 14-13)

m a n e r a r e v e r s i b l e al 0 2. D e b id o a l p o t e n c i a l p a r a g e n e ­

E l contenido de oxígeno es el O , to ta l e n s a n g re y es la

r a r la i n f o r m a c i ó n e r r ó n e a , el S 0 2 c a l c u l a d o n o s e d e b e

s u m a d el 0 2 c o m b in a d o c o n la h e m o g lo b in a ( 0 2H b ) y la

u t i l i z a r p a r a e v a lu a r e l e s t a d o d e o x i g e n a c i ó n .2’3

c a n tid a d d is u e lta e n el p la s m a ( P 0 2). (D e b id o a q u e P 0 2 y

CAPÍTULO 14 * GASES EN LA SANGRE, pH, Y SISTEMAS AMORTIGUADORES

353

P C O -, s o n s ó lo ín d ic e s d e la e fic ie n c ia d e l in te rc a m b io d e

o x íg e n o , a d e m á s d e la afin id a d d e la h e m o g lo b in a p o r el

g a s e n lo s p u lm o n e s , n o re v e la n el contenido d e c u a lq u ie r

0 2 E n el te jid o c o n m e ta b o lis m o a c tiv o , las c o n d ic io n e s

g a s e n la s a n g r e .) P a ra c a d a m m H g d e P 0 2, 0 . 0 0 3 1 4 m l d e

e n el m i c r o a m b ie n te p r o m u e v e n la lib e r a c ió n d e o x íg e n o .

O z e s ta rá n d is u e lto s e n 1 0 0 m l d e p la s m a a 3 7 ° C . P o r e je m ­

E l m e ta b o lis m o o x id a tiv o a u m e n ta la t e m p e r a tu r a , el H +,

p lo , si el P 0 2 es d e 1 0 0 m m H g , 0 .3 m l d e 0 2 e s ta rá n d isu e l­

el 0 2 y la s c o n c e n t r a c i o n e s d e 2 ,3 - D P G e n el te jid o , lo

to s e n c a d a 1 0 0 m l d e p la s m a s a n g u ín e o . P o r lo g e n e ra l,

q u e d a lu g a r a u n c a m b io a la d e r e c h a d e la c u r v a d e la

la c a n tid a d d e 0 2 d is u e lto n o es c lín ic a m e n te sig n ifica tiv a .

d is o c ia c ió n . E s ta afin id a d d is m in u id a d e la h e m o g lo b in a

S in e m b a rg o , c o n u n tH b b a jo o e n c o n d ic io n e s h ip e rb á -

p o r el O., p r o m u e v e la lib e ra c ió n d el o x íg e n o al te jid o y

r ic a s , e s u n a fu e n te s ig n ifica tiv a d e 0 2 p a ra el te jid o . P o r

p e r m ite q u e lo s p a c ie n te s , a u n lo s q u e tie n e n n iv e le s b a jo s

lo g e n e r a l, d e 9 8 a 9 9 % d e la h e m o g lo b in a d isp o n ib le e stá

d e P 0 2 y h e m o g lo b in a , se b e n e f ic ie n c o n el 0 2 lib e ra d o . E n

s a tu r a d a c o n e l 0 2. S u p o n ie n d o u n tH b d e 1 5 g /d l, el c o n te ­

l o s p u lm o n e s , la te m p e r a tu r a , el H +, el P C 0 2, y 2 ,3 - D P G

n id o d e 0 2 p o r c a d a 1 0 0 m l d e p la s m a s a n g u ín e o s e ría

d is m in u y e n e n r e la c ió n c o n lo s n iv e le s d el te jid o , d e s p la ­ z a n d o la c u r v a d e d is o c ia c ió n d e o x íg e n o d e f o r m a lig e ra a

0 . 3 m l + ( 2 0 . 8 m l X 0 . 9 7 ) = 2 0 .5 m l

(Ec. 14-14)

la iz q u ie rd a . E s to a u m e n ta el 0 2 c o m b in a d o c o n la h e m o ­ g lo b in a y m e j o r a la c a p tu r a d e 0 2. E l s u b p r o d u c to m e t a ­ b ó lic o , 2 ,3 - D P G , ta m b ié n p a r tic ip a e n d o s a d a p ta c io n e s

Disociación hem oglobina-oxígeno

s in r e la c ió n a p a re n te c o n c o n d i c io n e s e n p o t e n c ia h ip ó x i-

A d e m á s d e la v e n tila c ió n a d e c u a d a y el in te r c a m b io d e g as

s e e n la z a n c o n el 2 ,3 - D P G , la d is o c i a c i ó n d e la o x ih e m o -

c o n la c i r c u l a c ió n p u lm o n a r, el O , d e l g a s s e d e b e lib e ra r

g lo b in a c a m b ia a la d e r e c h a , c o n el a u m e n to d e la lib e ra ­

e n lo s te jid o s . L a h e m o g lo b in a t r a n s p o r ta el 0 2. E l a u m e n ­

c i ó n d e o x íg e n o . M u c h o s p a c ie n te s c o n lig e r o s s ín to m a s

to e n la c o n c e n t r a c i ó n d e H + y e n lo s n iv e le s d e P C 0 2 e n el

d e a n e m ia m u e s t r a n n iv e le s e le v a d o s d e 2 ,3 - D P G , lo q u e

te jid o d e b id o a l m e ta b o lis m o c e l u l a r c a m b ia la c o n f ig u r a ­

e x p lic a , e n p a r te , p o r q u é p u e d e n f u n c io n a r lo s p a c ie n te s

c a s . C u a n d o las c a d e n a s |3 d e la m o lé c u la d e h e m o g lo b in a

c i ó n m o l e c u la r d e O .H b , fa c ilita n d o la lib e r a c ió n d e 0 2. E l o x íg e n o se d is o c ia d e la h e m o g lo b in a d e u n a d u lto ( A j) d e u n a m a n e r a c a r a c te r ís ti c a . Si e s ta d is o c ia c ió n se

c o n v a lo r e s e n e x t r e m o b a jo s d e h e m o g lo b in a . A d e m á s , l o s n iv e le s d e 2 ,3 - D P G a u m e n ta n c o m o a d a p ta c ió n a u n a a ltitu d ele v a d a .

re p r e s e n ta g rá f ic a m e n te (fig . 1 4 - 4 ) c o n P O z e n el eje x y

L a h e m o g lo b in a es u n a m o lé c u la n o ta b le . Su e s t r u c t u r a

e l p o r c e n ta je d e S 0 2 e n el e je y , la c u r v a q u e re s u lta es

ú n i c a p e r m ite q u e a c tú e c o m o a m o r ti g u a d o r a c id o b a s e y

s ig m o id e a , o c o n u n a lig e ra f o r m a d e S. L a h e m o g lo b in a

d e 0 2. C o m o la h e m o g lo b in a r e c o r r e el c u e r p o , s u e x p o ­

“se s u je ta ” al 0 2 h a s ta q u e la te n s ió n d e l 0 2 e n el te jid o se

s ic ió n a v a r io s m ic r o a m b ie n te s p r o m u e v e la a s o c i a c i ó n y

r e d u c e a lr e d e d o r d e 6 0 m m H g . P o r d e b a jo d e e sta te n s ió n ,

la d is o c ia c ió n a p ro p ia d a s d e 0 2, C 0 2, y H +. E n te jid o , la

e l O , s e lib e ra rá p id o . L a p o s ic i ó n d e la c u r v a d e la d is o ­

e x p o s ic i ó n a C 0 2 y I L llev a a u n a lib e r a c ió n m e jo r a d a d e

c i a c i ó n d e l o x íg e n o refleja la afinidad q u e la h e m o g lo b in a

o x íg e n o (a m o r t i g u a c i ó n d e o x í g e n o ) . E s ta lib e r a c ió n d e l

tie n e p o r el O , y a fe c ta el r it m o d e e s ta d is o c ia c ió n .

o x íg e n o d e la h e m o g lo b in a a c e le r a la c a p tu r a d e C 0 2 y H +

L a a c tiv id a d d e l io n h id r ó g e n o , lo s n iv e le s d e P 0 2 y

p o r p a r te d e la h e m o g lo b in a ( a m o r t i g u a c i ó n a c id o b a s e ).

C O , la te m p e r a tu r a d el c u e r p o , y 2 ,3 - D P G p u e d e n a f e c ­

E n lo s p u lm o n e s , el m ic r o a m b ie n te p r o m u e v e la c a p tu r a

ta r la p o s ic i ó n y la fo r m a d e la c u r v a d e d is o c ia c ió n d el

d e 0 2 y la lib e r a c ió n d el C 0 2. L as

d is h e m o g lo b in a s ,

com o

la

c a r b o x ih e m o g lo b in a

( C O H b ) o m e ta h e m o g lo b in a ( M e tH b ), ta m b ié n a f e c ta n la

TPH (»H+)

d is o c ia c ió n d e la o x ih e m o g lo b in a . U n a e le v a c ió n e n el C O

100

o c a s io n a d a p o r la e x p o s ic i ó n a l h u m o d e c ig a rr illo o al m o n ó x id o d e c a r b o n o c a u s a q u e la c u r v a s e d e s p la c e a la iz q u ie rd a . C u a n d o el p o r c e n ta je d e C O H b s e in c r e m e n ta , la f o r m a d e la c u r v a p ie rd e a lg u n a s d e s u s c a r a c te r ís ti c a s s ig m o id e a s y s e d e s p la z a a la iz q u ie r d a , d ific u lta n d o a ú n

C\l O CO

m á s la lib e r a c ió n d el 0 2 u n id o a la h e m o g lo b in a . L a d is c u s ió n a n te r io r s e re fie re a la h e m o g lo b in a d e u n a d u lto n o r m a l ( A x) . E n p a c ie n te s c o n h e m o g lo b in o p a tía s

jQ X

y e n r e c ié n n a c id o s , el p a tr ó n d e la d is o c ia c ió n p u e d e d iferir. P o r e je m p lo , la h e m o g lo b in a fe ta l c a u s a u n d e s ­ p la z a m ie n to a la iz q u ie rd a , p e r o c o n p e q u e ñ o c a m b io e n la f o r m a s ig m o id e a .

MEDICIÓN 20

40

60

80

100

P O 2, mm Hg FIGURA 14-4. Curvas de disociación del oxigeno. La curva B es la curva humana normal. Las curvas A y C son de la sangre con afinidad incrementada y afinidad disminuida, respectivamente.

Determ inación espectrofotom étrica (cooxím etro) de la saturación del oxígeno E l porcentaje real de la oxihemoglobina ( O zH b ) se d e te rm i­ n a p o r e sp ectro fo to m etría u sa n d o u n co o x ím e tro d ise ñ a d o

354

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

p a ra m e d ir d e fo rm a d ire c ta las d iv e rs a s e sp e c ie s d e h e m o ­

S 0 2 s e r á n o r m a l c o n u n v a lo r d e 0 , I I b s ig n ific a tiv a m e n te

g lo b in a .

d is m in u id o .

C ada

e sp e c ie

tien e u n a c u r v a d e a b s o rb e n c ia

c a r a c te r ís tic a (fig . 1 4 - 5 ) . E l n ú m e ro d e e sp e c ie s d e h e m o ­

C o m o e n c u a lq u ie r m e d id a e s p e c tr o f o t o m é t r i c a , e x i s ­

g lo b in a m e d id a s d e p e n d e rá d el n ú m e ro y las lo n g itu d e s d e

te n fu e n te s d e e rr o r, in c lu id a s las fallas e n la c a lib r a c ió n

o n d a e sp e cífica s in c o r p o ra d o s e n la in s tru m e n ta c ió n . P o r

d e l in s t r u m e n t o y las s u s ta n c ia s q u e in te rf ie r e n e n el

e je m p lo , lo s s is te m a s d e in s tru m e n to s c o n d o s lo n g itu d e s

e s p e c tr o . L a p r e s e n c ia d e c u a lq u ie r s u s ta n c ia q u e a b s o rb e

d e o n d a só lo p u e d e n m e d ir d o s e sp e cie s d e h e m o g lo b in a

la lu z e n las lo n g itu d e s d e o n d a u s a d a s e n la m e d ic ió n

( 0 2H b y H H b ), q u e s e e x p re s a n c o m o u n a fr a c c ió n o p o r­

d e c u a lq u ie r p ig m e n to d e la h e m o g lo b in a p u e d e s e r u n a

c e n ta je d e la h e m o g lo b in a to tal.

fu e n te d e e rr o r. D e b e n c o n s u l ta r s e las e s p e c if ic a c io n e s d e

L o s i n s t r u m e n t o s , c o m o m ín im o , d e b e n te n e r c u a tr o

in s t r u m e n t o s p a r a in te rf e re n c ia s e s p e c ífic a s .

lo n g itu d e s d e o n d a p a ra las m e d ic io n e s d e H H b , O zH b y

D eb id o a q u e el p rin c ip a l o b je tiv o p a ra d e te r m in a r O zH b

la s d o s d is h e m o g lo b in a s m á s c o m u n e s , C O H b y M e tH b .

es e v a lu a r el tra n s p o r te d e o x íg e n o d e sd e lo s p u lm o n e s , es

L o s i n s t r u m e n t o s c o n m á s d e c u a tr o lo n g itu d e s d e o n d a

m e jo r e sta b iliz a r el e sta d o d e la v e n tila c ió n d el p a c ie n te

p u e d e n r e c o n o c e r tin ta s y p ig m e n to s , tu r b ie d a d , o tr a s

a n te s d e to m a r la m u e s tr a d e sa n g re . D e sp u é s d e lo s c a m b io s

e s p e c ie s d e la h e m o g lo b in a y p r o te ín a s a n o r m a le s . L o s

e n el O , s u p le m e n ta r io o la v e n tila c ió n m e c á n ic a d e b e d a rse

m i c r o p r o c e s a d o r e s c o n tr o l a n la s e c u e n c i a d e m ú ltip le s

u n p e río d o d e e sp e ra a p ro p ia d o a n te s d e v o lv e r a t o m a r la

lo n g itu d e s d e o n d a d e la lu z a tra v é s d e la m u e s tr a y a p li­

m u e s tra . T o d as las m u e s tra s d e s a n g re d e b e n to m a rs e b a jo

c a n la s e c u a c io n e s d e m a tr iz n e c e s a r ia s d e s p u é s d e q u e

c o n d ic io n e s a n a e ro b ia s y m e z c la r s e d e in m e d ia to c o n h e p a ­

s e h a n h e c h o la s le c tu r a s d e a b s o rb e n c ia p a r a c a l c u l a r el

rin a u o tr o a n tic o a g u la n te a p ro p ia d o . Si el an álisis d e gas e n la s a n g re n o s e re a liz a e n la m is m a m u e s tr a , p u e d e u s a r­

p o r c e n ta je d e la e s p e c ie d e h e m o g lo b in a :

se á c id o e tile n d ia m in o te tr a a c é tic o (E D T A ) c o m o a n tic o a ­

0 ,2H B = a1,A1, +2 a ,A , 2 + ... + a A n n

g u la n te . T o d as las m u e s tra s se d e b e n a n a liz a r rá p id o p a ra

H H b = b.A, + b2,A ,2 + ... + b nA n 1 1

e v ita r c a m b io s e n la s a tu r a c ió n c o m o re s u lta d o d el u s o d e

C O H b = c.A , + c 2,A 2, + ... + c nA n 1 1

o x íg e n o p o r p a rte d e las cé lu la s m e ta b o liz a n te s .2,4

M e tH b = d.A, + d2,A ,2 + ... + d A 1 1 n n

(Ec. 14-15) d o n d e a v a N, bN, e t c ., s o n c o e f ic ie n te s q u e s o n a n á lo g o s d e la c o n s ta n te d e a b s o r c ió n a q u e s e d e r iv a n d e m é t o d o s e s ta b le c id o s , y A 1 A „ s o n las a b s o r b e n c ia s d e la m u e s ­ t r a . L a s e c u a c io n e s d e m a tr iz c a m b i a r á n d e p e n d ie n d o d el n ú m e r o d e lo n g itu d e s d e o n d a d e la lu z (q u e es e s p e c íf ic o d e l f a b r ic a n te ) q u e p a s a n a tra v é s d e la m u e s t r a . ( E l “c á l ­ c u l o ” h e c h o c o n e s to s i n s t r u m e n t o s n o s e d e b e c o n f u n d ir c o n el S 0 2 c a l c u l a d o m e d ia n te u n a n a liz a d o r d e g a s s a n ­ g u ín e o , q u e e n r e a lid a d estima el v a lo r a p a r t ir d e u n P 0 2 m e d id o y u n a e c u a c ió n e m p ír ic a p a r a la l o c a li z a c i ó n y f o r m a d e la c u r v a d e d is o c i a c i ó n o x íg e n o -h e m o g l o b i n a .) S ó lo lo s v a lo r e s d e 0 , H b re fle ja n el e s ta d o v e r d a d e r o d el p a c ie n te , p o r q u e e l S 0 2 c a l c u l a d o y lo s v a lo r e s d e 0 ,1 1 b s e r á n m u y d if e re n te s e n la p r e s e n c ia d e d is h e m o g lo b in a s . P o r e je m p lo , e n el e n v e n e n a m ie n to c o n C O , ta l v e z el

A nalizad ores de gas en la sangre: pH, P C 0 2 y P 0 2 L o s a n a liz a d o r e s d e g a s e n la s a n g re u tiliz a n e le c tr o d o s (s e n s o r e s m a c r o e l e c tr o q u ím ic o s o m i c r o e le c t r o q u í m i c o s ) c o m o d is p o s itiv o s d e d e te c c i ó n p a r a m e d ir P 0 2, P C O , y p H . L a m e d ic ió n d e P 0 2 es a m p e r o m é tr i c a , lo q u e sig n ifica q u e la c a n tid a d d e flu jo d e c o r r ie n te es u n a i n d ic a c ió n d e la p r e s e n c ia d e o x íg e n o . L a s m e d ic io n e s d e P C 0 2y p H s o n p o t e n c io m é tr ic a s ; e n e lla s , u n c a m b io e n v o lta je in d ic a la a c tiv id a d d e c a d a a n a lito . E l cátodo s e p u e d e d e fin ir p o r lo m e n o s d e tre s m a n e ra s : a) el e le c tr o d o n e g a tiv o , b ) u n s itio p o r el c u a l lo s c a tio n e s t ie n d e n a v ia ja r o c ) u n sitio e n q u e o c u r r e la r e d u c c ió n . L a reducción es la g a n a n c ia d e e le c tr o n e s p o r u n a p a rtíc u la ( á t o m o , m o lé c u la o i o n ) . E l ánodo es el e le c tr o d o p o s i­ tiv o , el s itio al q u e e m ig r a n lo s a n io n e s o e n q u e o c u r r e la o x id a c i ó n . L a oxidación es la p é rd id a d e e le c tr o n e s p o r p a r te d e u n a p a r tíc u la . U n a celda electroquímica se fo r m a c u a n d o d o s e le c tr o d o s o p u e s to s s e s u m e r g e n e n u n líq u i­ d o q u e d e b e c o n d u c ir la c o r r ie n te . E l a n a liz a d o r d e g a s e n la s a n g re p u e d e c a l c u l a r v a rio s p a r á m e t r o s a d ic io n a le s : b ic a r b o n a to , C 0 2 to ta l, exceso de base y S 0 2.

M edición de P 0 2 L o s e le c tr o d o s d e P 0 2, lla m a d o s electrodos de Clarke, m id e n la c a n tid a d d e flu jo d e c o r r i e n t e e n u n c i r c u i to q u e e s tá r e la c io n a d o c o n la c a n tid a d d e O , q u e s e r e d u c e e n el c á to d o . U n a m e m b r a n a p e rm e a b le al g a s q u e c u b r e la

Longitud de onda (nm)

FIGURA 14-5.

A b so rció n ó p tica d e las fra c c io n e s d e h e m o g lo b in a .

(R e p ro d u cid a co n el p erm iso d e C lin C h e m N e w s 1 9 9 0 (e n e ro ).)

e x tr e m id a d d el e le c tr o d o p e r m ite s e le c tiv a m e n te q u e el O z s e d ifu n d a d e n tr o d e u n e le c tr ó lito y e n tr e e n c o n t a c t o c o n el c á t o d o . L o s e le c tr o n e s s o n a tr a íd o s d e la s u p e r fic ie d e l á n o d o a la d el c á t o d o p a ra r e d u c ir el O r U n p e q u e ñ o

CAPÍTULO 14 ■ GASES EN LA SANGRE, pH, Y SISTEMAS AMORTIGUADORES

355

E S T U D IO D E C A S O 14-5 S e a d m itió e n u r g e n c ia s a u n h o m b r e d e 3 7 a ñ o s . L e fa lta b a re s p ir a c ió n , e s ta b a m a r e a d o , s o n r o ja d o (h i p e ­

M e d ic ió n e s p e c tr o f o t o m é t r i c a ( c o o x í m e t r o ) d e las e s p e c ie s d e la h e m o g lo b in a :

r e m i a ) , s u d a b a m u c h o ( d i a f o r é ti c o ) y s e n tía n á u s e a s . P o c o d e s p u é s d e s e r a d m itid o , se o b tu v ie ro n lo s g a se s e n s a n g re :

tH b 0 2H b

= 1 3 .5 g /L = 7 3 % ( r a n g o d e r e f e re n c ia , > 9 5 % )

C O H b = 2 2 % (r a n g o d e r e f e re n c ia , < 2 % ; m á s e le v a d o pH

e n f u m a d o re s )

= 7 .4 8

PC 02 P 02

M e tH b = 1 % (r a n g o d e re f e re n c ia , < 1 . 5 % )

= 3 2 m m Hg =

96 m m Hg

H C b 3- = 2 4 m m o l/L S02 SpO ,

=

Preguntas

9 8 % ( c a lc u l a d o )

= 9 9 % ( s a tu r a c ió n d e o x íg e n o p o r o x im e t r í a d e

1. ¿ E l p a c ie n te e s ta b a h ip ó x ic o e n la p r im e r a a d m i­ s ió n ?

p u ls o )

2 . ¿ C o n s id e r a n d o lo s n u e v o s d a to s d el la b o r a to r io , D e s p u é s d e a lg u n a s h o r a s , lo s s ín to m a s d e l p a c ie n te s e a liv ia ro n y fu e d a d o d e a lta . D o s s e m a n a s d e s p u é s ,

e s te p a c ie n te e s tá h ip ó x ic o e n la s e g u n d a a d m is ió n a u rg e n c ia s ?

a d m itie r o n e n u r g e n c ia s al m is m o p a c ie n te c o n lo s m is ­ m o s s ín to m a s . E s ta v e z , s e o b tu v o s a n g re a rte ria l p a ra la s m e d ic io n e s d e g a s e s e n s a n g re y c o o x im e t r í a , lo s r e s u lta d o s fu e ro n lo s s ig u ie n te s :

3 . ¿ P o r q u é h a y u n a d is c r e p a n c ia e n tr e el S 0 2 c a l c u l a ­ d o , S p 0 2, y 0 , H b ? 4 . ¿ C u á l es u n a c a u s a p o s ib le d e la fa lta d e r e s p ir a c ió n d el p a c ie n te y d e la 0 , H b b a ja ?

pH

= 7 .4 9

PC 02

= 3 3 m m Hg

PO ,

= 9 5 m m Hg

H C O j" = 2 3 m m o l/L S02 SpÓ 2

= 9 8 % (c a lc u la d o ) (r a n g o d e re fe re n c ia , > 9 5 % ) = 9 9 % ( s a tu r a c ió n d e o x íg e n o p o r o x im e t r í a d e p u ls o ) (r a n g o d e re f e r e n c ia ,

>95% )

p o t e n c ia l d e p o la r iz a c ió n c o n s ta n te ( p o r lo g e n e r a l, - 0 . 6 5

m m H g ) p u e d e d a r lu g a r a u n e r r o r sig n ific a tiv o . I n c lu s o

V ) e s a p lic a d o e n tr e el á n o d o y el c á t o d o . U n m i c r ó m e t r o

d e s p u é s d e la t o m a d e la m u e s tr a , lo s l e u c o c i t o s s ig u e n

c o l o c a d o e n el c ir c u ito e n tr e el á n o d o y el c á t o d o m id e

m e ta b o liz a n d o el 0 2. A m e n o s q u e la m u e s t r a s e a n a lic e

e l m o v im ie n to d e lo s e le c tr o n e s ( c o r r i e n t e ) . C u a tr o e le c ­

d e in m e d ia to d e s p u é s d e o b te n e r la , p o d r ía n v e r s e v a lo r e s

tr o n e s s o n a tr a íd o s p o r c a d a m o l d e O , r e d u c id o , lo q u e

b a jo s d e P O , c o n a lta s c u e n ta s d e g ló b u lo s b la n c o s .

p e r m ite d e te r m in a r P O ,. L a m e m b r a n a s e m ip e rm e a b le

T a m b ié n es p o s ib le h a c e r m e d ic io n e s c o n ti n u a s d e P O ,

ta m b ié n p e r m itir á q u e o tr o s g a s e s p a s e n , p o r e je m p lo el

u s a n d o electrodos transcutáneos ( T C ) c o l o c a d o s d e fo r m a

C 0 2 y el N , p e ro e s to s g a s e s n o s e r e d u c ir á n e n el c á to d o

d ir e c ta e n la p iel. L a m e d id a d e p e n d e d el o x íg e n o q u e s e

si el v o lta je p o la riz a n te se c o n tr o l a d e m a n e r a firm e . L a p rin c ip a l fu e n te d e e r r o r p a ra la m e d ic ió n d e P 0 2

d ifu n d e d e lo s c a p ila re s a tra v é s d e l te jid o al e le c tr o d o . A u n q u e s u e le u tiliz a rs e e n r e c ié n n a c id o s y n iñ o s p e q u e ­

s e re la c io n a c o n la a c u m u la c ió n d e m a te r ia l p r o te ic o en

ñ o s , e s te m é to d o n o in v a siv o n o e s tá lib re d e p ro b le m a s .

la su p e rficie d e la m e m b ra n a . E s ta a c u m u la c ió n re ta r d a la

E l g ru e s o d e p ie l y la p e rfu s ió n d el te jid o c o n sa n g re

d ifu sió n y la re s p u e s ta d el e le c tr o d o . L a c o n ta m in a c ió n b a c ­

a rte r ia l a f e c ta n lo s re s u lta d o s d e m a n e r a s ig n ific a tiv a . E l

te ria n a d e n tro d e l c o m p a rtim ie n to m e d id o r, a u n q u e p o c o

c a le n ta m ie n to d e l e le c tr o d o c o l o c a d o e n la p ie l p u e d e a c e ­

fr e c u e n te , c o n s u m ir á el 0 2 y c a u s a rá v a lo re s b a jo s y v a g o s.

l e r a r la d ifu s ió n d el 0 2 al e l e c tr o d o ; sin e m b a rg o , p u e d e n

O tr o s e rr o re s se re la c io n a n p o r lo g e n e ra l c o n u n m a l fu n ­

p r o d u c ir s e q u e m a d u ra s , a m e n o s q u e lo s e le c tr o d o s se

c io n a m ie n to d e l sis te m a , c o m o la c a lib ra c ió n in c o r re c ta .

m u e v a n c o n re g u la r id a d . A u n q u e el P 0 2 m e d id o p o r e s to s

L a s c o n s id e r a c io n e s n o a n a lític a s , in c lu id a s la r e c o l e c ­

e le c tr o d o s re fle ja el P 0 2 a r te r ia l, e s to s d o s v a lo r e s n o s o n

c i ó n y el m a n e jo d e m u e s tr a s , s e t r a t a r á n m á s a d e la n te

e q u iv a le n te s . E l c o n s u m o d e o x íg e n o p o r p a r te d el te jid o

e n e s te c a p ítu lo . S in e m b a rg o , es m u y im p o r t a n t e q u e la

e n el s itio d e l e l e c tr o d o , lo s e f e c to s d e c a l o r e n el te jid o y

m u e s t r a n o s e e x p o n g a al a ire a m b ie n te c u a n d o s e r e c o ­

la p o s ib le h ip o p e r fu s ió n o c a s io n a d a p o r in e s ta b ilid a d c a r ­

le c ta , t r a n s p o r ta y s e re a liz a n m e d ic io n e s d e 0 2. L a c o n ­

d io v a s c u la r c o n tr ib u y e n , e n c o n ju n t o , a q u e el g ra d ie n te

t a m in a c ió n d e la m u e s tr a c o n a ire a m b ie n te ( P 0 2 = 1 5 0

d el O , tis u la r a rte r ia l se a im p re d e c ib le .

356

PARTE II ■ CORRELACIONES CLfNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

ES T U D IO D E C A S O 14-6 Se a d m itió e n u r g e n c ia s a u n h o m b r e d e 4 8 a ñ o s c o n

Preguntas

d ia b e te s e h is to r ia l d e a b u s o d e a lc o h o l. T en ía u n r itm o c a r d í a c o e le v a d o (ta q u ic a r d ia ) y e x p e r im e n ta b a falta

1. ¿ E s la a c id e m ia d el p a c ie n te re s u lta d o d e d is tu r b io s r e s p ir a to r io s , n o re s p ir a to r io s , o u n a c o m b in a c ió n

e x t r e m a d e la re s p ira c ió n . Se o b tu v o s a n g re p a ra g l u c o ­

de am b os?

sa y g a s e s e n s a n g re , y se r e c o l e c t ó o r i n a p a ra c e to n a s :

2 . ¿S i el p a c ie n te n o tu v ie ra p ro b le m a s r e s p ir a to r io s , G lu c o s a

5 7 0 m g /d l

C e t o n a s u r in a r ia s

G ra n c a n tid a d ( r a n g o d e

c ó m o c la s ific a ría el d is tu r b io a c id o b a s e ?

r e f e re n c ia , n e g a tiv o ) pH

7 .0 0

PCO ,

48 m m Hg

po

2

h c o

3 . ¿ C u á l es el s ig n ifica d o d e la fa lta d e re s p ir a c ió n , d e la ta q u ic a r d ia y d e l P C O , e le v a d o ? 4 . ¿ C u á l es el s ig n ifica d o d e la s c e to n a s u r in a r ia s re s u l­ ta n te s e n r e la c ió n c o n la id e n tif ic a c ió n d e l tip o d e

68 mm Hg

d ia b e te s?

1 2 m m o l/L

3-

so2

8 1 % ( c a lc u l a d o )

tH b

10 g /d l

M ediciones de pH y P C 0 2

e l e c tr o d o m e d id o r . E l m e d id o r d e p H re fle ja la d ife re n c ia d e p o t e n c ia l e n tr e lo s d o s e le c tr o d o s .

P a r a e n te n d e r las m e d ic io n e s p o t e n c io m é tr ic a s , es ú til p e n ­ s a r q u e á to m o s y io n e s tie n e n u n a e n e rg ía q u ím ic a . U n a c o n c e n t r a c i ó n o actividad i n c r e m e n ta d a d e lo s io n e s c o n ­ d u c e a u n a u m e n to e n la fu e rz a e je rc id a p o r e s o s io n e s. P a ra m e d ir c u á n ta fu e rz a (e n e rg ía o p o te n c ia l) p o s e e u n io n e s p e cífico , se re q u ie re n c ie rto s e le m e n to s e n el a p a ­ ra to d e m e d ic ió n ; es d e cir, d o s e le c tr o d o s (e l e le c tr o d o d e m e d ic ió n q u e re s p o n d e al io n q u e s e e stu d ió y el e le c tr o ­ d o d e re f e re n c ia ) y u n v o ltím e tro , q u e m id e la d ife re n cia d e p o te n c ia l (A E ) e n tre lo s d o s e le c tr o d o s . L a d ife re n cia d e p o te n c ia l e stá re la c io n a d a c o n la c o n c e n t r a c i ó n d el io n b ajo e s tu d io m e d ia n te la e c u a c ió n d e N e rn s t:

.

0 .0 5 9 1 6 ,

A E = A E H----------------lo g a¡

n

E n el c a s o d e la c e ld a d e s c rita , la e c u a c ió n d e N e rn s t p r e d ic e q u e u n c a m b io d e + 5 9 . 1 6 m \( a 2 5 ° C , es el re s u l­ ta d o d e u n a u m e n to d e d ie z v e c e s e n la a c tiv id a d d e lo s H + o u n a d is m in u c ió n d e u n a u n id a d d e p H e n te r a (p . e j., p H 7 .0

a 6 . 0 ) . E l c a m b io e n la t e m p e r a tu r a a fe c ta la re s p u e s ta .

A 3 7 ° C , u n c a m b io d e 1 u n id a d d e p H p r o v o c a u n c a m b io a 6 1 . 5 m V L a m e m b r a n a d e c r is ta l d el e le c tr o d o m e d id o r d e b e m a n te n e r s e lib re d e a c u m u la c i ó n d e p r o te ín a p o r q u e el r e c u b r im ie n to d e la m e m b r a n a c a u s a re s p u e s ta s i n a c t i ­ v a s o e r r á tic a s . E l P C O , s e d e te r m in a c o n u n e le c tr o d o d e p H m o d i ­ fic a d o , a l q u e s e le lla m a electrodo de Severinghaus. U n a m e m b r a n a s e m ip e rm e a b le e x t e r n a q u e p e r m ite q u e el C O ,

a 25 C

s e d ifu n d a e n u n a c a p a d el e l e c tr ó li t o , p o r lo g e n e r a l u n a m o r ti g u a d o r d e l b ic a r b o n a to , c u b r e a l e le c tr o d o d e p H

(Ec. 14-16)

d e c r is ta l. E l C 0 2 q u e s e d ifu n d e a tra v é s d e la m e m b r a n a

d o n d e A E ° = p o te n c ia l e s tá n d a r d e la c e ld a e le c tr o q u ím ic a ,

r e a c c io n a c o n e l a m o r tig u a d o r, f o r m a n d o el ácido carbóni­

n = c a r g a d e l io n a n a lito i, y a ] = a c tiv id a d d el io n a n a lito i.

co, q u e lu e g o s e d is o c ia e n b ic a r b o n a to m á s H +. E l c a m b io

P a ra m e d ir el p H , u n a m e m b r a n a d e c r is ta l se n sib le a lo s H + s e c o l o c a a l r e d e d o r d e u n e l e c tr o d o i n t e r n o d e A G A g C l p a r a f o r m a r u n e l e c tr o d o m e d id o r. E l p o t e n c i a l q u e

e n la a c tiv id a d d e lo s H + s e m id e c o n el e le c tr o d o d e p H y s e r e la c io n a c o n el P C O ,. Com o

c o n lo s o tr o s e le c tr o d o s , la a c u m u la c i ó n

de

se d e s a r r o lla e n la m e m b r a n a d e c r is t a l c o m o r e s u lta d o

m a te r ia l d e p ro te ín a e n la m e m b r a n a a f e c ta r á la d ifu s ió n y

d e l o s H + p r o v e n i e n t e s d e la d is o l u c i ó n d e s c o n o c i d a q u e

c a u s a r á e r r o re s . L o s e le c tr o d o s d e P C 0 2 s o n lo s m á s le n ­

se d ifu n d e n e n la su p erficie d e la m e m b ra n a es p r o p o r c io n a l

to s p a ra re s p o n d e r , d e b id o a la r e a c c ió n q u ím ic a q u e d e b e

a la d if e r e n c ia e n c H + e n tr e la m u e s t r a d e s c o n o c i d a y la

te rm in a rs e . O tr a s fu e n te s d e e r r o r in c lu y e n la c a lib r a c ió n

d is o l u c i ó n r e g u la d o r a d e n tr o d e l e l e c tr o d o . P a r a q u e el

e r r ó n e a c a u s a d a p o r m a te r ia le s d e c a lib r a c ió n in c o r r e c t o s

p o t e n c i a l d e s a r r o l l a d o e n la m e m b r a n a d e c r is t a l p u e d a

o c o n ta m in a d o s .

s e r m e d i d o , d e b e i n t r o d u c i r s e u n e l e c tr o d o d e la r e f e r e n ­ c ia e n la d is o l u c i ó n y a m b o s e l e c t r o d o s d e b e n c o n e c t a r s e

Tipos de sensores electroquím icos

a u n m e d id o r d e p H ( v o lt). E l e le c tr o d o d e re fe re n cia ( p o r

L o s sensores de macroelectrodos s e h a n u tiliz a d o e n i n s t r u ­

lo g e n e r a l u n c a l o m e l [ H g - H g C l ] o u n a m e d ia c e ld a d e

m e n t o s p a r a g a s s a n g u ín e o d e sd e lo s in ic io s d e la m e d ic ió n

A g - A g C l ) m a n t ie n e u n v o lta je d e r e f e r e n c i a c o n s t a n ­

c lín ic a d e e ste g a s. Se h a n m o d if ic a d o c o n el tie m p o e n u n

te c o n t r a e l q u e s e c o m p a r a n lo s c a m b i o s d e v o lt a j e d e l

e s fu e rz o p o r s im p lific a r s u u s o y r e d u c ir el v o lu m e n d e la

CAPÍTULO 14 ■ GASES EN LA SANGRE, pH, Y SISTEMAS AMORTIGUADORES

357

E S T U D IO D E C A S O 14-7 U n a m u j e r d e 6 4 d e a ñ o s c o n e n fe rm e d a d p u lm o n a r

Se le t r a t ó c o n u n b o lo d e L a s ix i n tr a v e n o s o y d o s

o b s tr u c tiv a c r ó n ic a ( E P O C ) fu e a d m itid a e n u rg e n c ia s

tr a ta m ie n to s r e s p ir a to r io s c o n a lb u te r o l (b r o n c o d il a ta -

c o n fa lla r e s p ir a to r ia e x tr e m a . T en ía u n c o l o r a z u la d o

d o r ) . S u s s ig n o s v ita le s m e jo r a r o n : r i t m o c a r d í a c o , 1 2 4 ;

q u e e ra m u y p r o n u n c ia d o e n s u s la b io s y e n la b a s e d e

p r e s ió n a r te r ia l, 1 2 0 / 8 0 ; y r i t m o r e s p ir a to r io , 2 2 . L o s

la s u ñ a s , y e x h ib ía u n a to s d éb il y p e r s is te n te c o n s o n i­

g a s e s e n la s a n g re fu e ro n re p e tid o s c o n el p a c ie n te r e s ­

d o s r e s p ir a to r io s d is m in u id o s p e r o g o lp e a n te s . L a a u to -

p ir a n d o O , al 2 8 % ( F i O , = 0 . 2 8 ) :

m e d i c a c i ó n in c lu ía b r o n c o d ila ta d o r e s , e s te ro id e s , L a s ix ( u n d iu r é t ic o q u e n o c o n s e r v a el p o ta s io d el p la s m a ),

pH

y d ig ita l. S ig n o s v ita le s: r i t m o c a r d í a c o , 1 4 8 ; p re s ió n a r te r ia l, 1 0 0 / 8 8 ; te m p e r a tu r a , 3 7 ; y r it m o r e s p ir a to r io ,

P C 0 2 = 75 m m Hg P 02

3 8 . L o s r e s u lta d o s in ic ia le s d e g a s e n s a n g re re a liz a d o s

H C 0 3~ = 3 6 m m o l/L

= 7 .3 0 6 = 78 m m Hg

e n p r e s e n c ia d e aire a m b ie n te fu e ro n :

Preguntas pH

= 7 .2 8 9

PCO,

= 91 m m Hg

PO, '

= 5 3 m m Hg

H C O j- = 4 3 m m o l/L

Preguntas

1. ¿S e d e b e a d m in is tr a r m á s o x íg e n o a e s te p a c ie n te ? 2 . ¿ C ó m o b e n e f ic ia ro n al p a c ie n te la a d m i n i s t r a c i ó n d e L a s ix y el tra ta m ie n to r e s p ir a to r io ? 3 . ¿ Q u é e l e c tr ó li t o c r ít ic o s e d e b e s u p e r v is a r d e c e r c a e n el m a n e jo d e e s te c a s o ?

1. ¿ C u á l e s el e s ta d o a c id o b a s e d el p a c ie n te ? 2 . ¿ E l p H s e r ía n o r m a l si el p a c ie n te p u d ie r a r e d u c ir su P C O z a 5 0 m m H g? 3 . ¿ A d e m á s d e la E P O C , q u é c o n d i c ió n c o n tr ib u y ó p r o b a b le m e n te a su p o b re in te r c a m b io d e g a s (h ip e r c a r b ia e h ip o x e m i a )?

m u e s t r a y el m a n te n im ie n to r e q u e rid o s . L o s microelectro-

p o r u n a m e m b r a n a , c o m o e n el c a s o d e lo s e l e c tr o d o s , y el

dos s o n , e n e s e n c ia , m a c r o e l e c tr o d o s m in ia tu r iz a d o s . L a

a n a lito se d ifu n d e e n la tin ta , lo q u e c a u s a u n a u m e n to o

m in ia tu r iz a c ió n lle g ó a s e r p o s ib le c o n la s m e jo r e s p o s ib i­

u n a a t e n u a c ió n d e la f lu o r e s c e n c ia p r o p o r c io n a l a la c a n ­

lid a d e s d e fa b ric a c ió n y c o n el d e s a rr o llo d e la e l e c tr ó n i c a

tid a d d e a n a lito . L a c a lib r a c ió n s e u tiliz a p a ra e s ta b le c e r la

s o fis tic a d a re q u e rid a p a ra m a n e j a r c a m b io s m in ú s c u l o s en

r e la c ió n e n tr e la c o n c e n t r a c i ó n y la flu o r e s c e n c ia . P o r lo

se ñ a le s .

g e n e r a l, u n a s o la c a lib r a c ió n s e r á s u fic ie n te p o r p e río d o s

L a tecnología de película gruesa y fina es o tr a m o d if ic a ­ c i ó n d e lo s s e n s o r e s e le c tr o q u ím ic o s . A u n q u e el p rin c ip io

l a rg o s p o r q u e e s ta te c n o lo g ía n o e s tá s u je ta a las d e s v ia ­ c io n e s v is ta s e n la te c n o lo g ía e le c tr o q u ím ic a .

d e m e d i c ió n e s id é n tic o , lo s s e n s o r e s s e r e d u c e n a a la m b re s

L a t e c n o lo g ía ó p tic a s e h a a p lic a d o a lo s s is te m a s d e

m in ú s c u l o s e n s a m b la d o s e n u n a ta r je ta d e c i r c u i to im p r e ­

g a s e n la s a n g re in te r n a d o s e n u n ó rg a n o . L o s p a q u e te s

s o . L a ta r je ta e s p e c ia l tie n e s u r c o s g ra b a d o s p a ra s e p a ra r

f ib ro ó p tic o s lle v a n la lu z a s e n s o r e s c o l o c a d o s e n la p u n ta

lo s c o m p o n e n t e s . U n m a te r ia l d e g o m a e s p e c ia l q u e c o n ­

d e c a t é te r e s y o tr o s p a q u e te s re g r e s a n la lu z , p e r m itie n d o

tie n e lo s c o m p o n e n te s re q u e r id o s (d e f u n c ió n s im ila r a lo s

q u e lo s c a m b io s e n la flu o r e s c e n c ia s e m id a n e n u n c a t é ­

e l e c tr ó li t o s d e lo s m a c r o e l e c tr o d o s ) e s tá e x te n d id a s o b re

t e r d e n tr o d el s is te m a a rte r ia l d el p a c ie n te . E l d e s a rr o llo

lo s s e n s o r e s . P a ra r e d u c ir el v o lu m e n d e m u e s t r a re q u e ri­

c o m e r c i a l d e s is te m a s in te r n o s h a e s ta d o lim ita d o p o r la

d o , s e c o l o c a n v a rio s s e n s o re s e n u n a s o la ta rje ta p e q u e ñ a .

p ro b a b ilid a d c r e c ie n t e d e tro m b o g é n e s is y a c u m u la c i ó n

E s to s s e n s o r e s s o n d e s e c h a b le s y su f a b r ic a c ió n re s u lta

d e p r o te ín a e n la m e m b r a n a , al s e p a r a r la m u e s t r a d e lo s

m e n o s c o s t o s a , lo q u e r e d u c e el m a n te n im ie n to .

t in te s f lu o r e s c e n te s . E s ta a c u m u la c i ó n im p id e la d ifu sió n lib re d e la m u e s t r a e n el c o m p a r t i m i e n t o m e d id o r.

Sensores ópticos O tr a t e c n o lo g ía p a ra las m e d ic io n e s d e g a s e n la s a n g re se

Calibración

b a sa e n el h e c h o d e q u e c ie r to s tin te s flu o r e s c e n te s r e a c c i o ­

L a t e m p e r a tu r a es u n f a c to r im p o r t a n t e e n la m e d i c ió n d e

n a n p r e d e c ib le m e n te c o n p r o d u c t o s q u ím ic o s e s p e c íf ic o s ,

p H y g a s e s e n s a n g re . L a e c u a c ió n d e N e r n s t e s p e c if ic a la

c o m o 0 2, C O z y H +. E l tin te e s tá s e p a ra d o d e la m u e s tr a

sa lid a d e l v o lta je e s p e ra d a d e u n a c e ld a e le c tr o q u ím ic a a

358

PARTE II ■ CORRELACIONES CLINICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALITICOS

u n a t e m p e r a t u r a d a d a . Si la t e m p e r a tu r a d el s is te m a d e

m ilim o le s p o r litro d e H 2C 0 2 es 0 . 0 3 0 7 . Si la t e m p e r a tu r a

m e d i c ió n c a m b ia , la s a lid a (v o lta je ) c a m b ia r á . L a s o lu b ili­

o la c o m p o s i c ió n d el p la s m a c a m b ia (p . e j., u n a u m e n to

d a d d e g a s e s e n u n m e d io líq u id o ta m b ié n d e p e n d e d e la

e n líp id o s , e n q u e lo s g a s e s s o n m á s s o lu b le s ), la c o n s ta n te

te m p e r a tu r a : a m e d id a q u e b a ja la t e m p e r a tu r a , la s o lu b i­

d e b e c a m b ia r.

lid a d d e l g a s a u m e n ta . D e b id o a q u e las m e d ic io n e s d e p H

E l contenido total de bióxido de carbono ( c t C 0 2) es el

y d e g a s e n la s a n g re s o n d e m a s ia d o s e n sib le s a la te m p e r a ­

b ic a r b o n a to m á s el C 0 2 d is u e lto (á c id o c a r b ó n ic o ) m á s

tu r a , e s f u n d a m e n ta l q u e el e le c tr o d o d el c o m p a r t i m i e n t o

el C 0 2 r e la c io n a d o c o n p ro te ín a s ( c a r b a m a t o s ). U n a n a ­

d e la m u e s t r a s e m a n te n g a a u n a t e m p e r a tu r a c o n s ta n te

liz a d o r d e g a s e n s a n g re se a p r o x im a a c t C 0 2 s u m a n d o

p a r a to d a s la s m e d ic io n e s . T o d o s lo s a n a liz a d o r e s d e g as

lo s v a lo r e s d el b ic a r b o n a to y el á c id o c a r b ó n ic o ( c t C 0 2 =

e n la s a n g re tie n e n c o m p a r t i m i e n t o s d el e le c tr o d o c o n t r o ­

c H C 0 3- + [ 0 . 0 3 0 7 X P C 0 2] ).

la d o s p o r te r m o s ta t o a 3 7 ° C ± 0 .1 ° .

A lg u n o s c lín ic o s u s a n exceso de base p a ra d e te r m in a r el

E l e le c tr o d o d e p H su e le c a lib ra r s e c o n d o s d is o lu c io n e s

c o m p o n e n t e (m e t a b ó l ic o ) n o re s p ira to rio d e u n d e s o rd e n

a m o r tig u a d o r a s tr a z a b le a lo s e s tá n d a re s p re p a r a d o s p o r el

a c id o b a s e d el p a c ie n te . E l e x c e s o d e b a se se c a lc u la c o n u n

National Institute ojStandards and Technology (N IST). Tra­ zable sig n ifica p o r lo g e n e r a l q u e el v a lo r re a l d el c a lib r a ­

p a c ie n te . U n v a lo r p o s itiv o (e x c e s o d e b a s e ) in d ic a u n e x c e ­

a lg o r itm o q u e u tiliz a el p H , el P C O , y la h e m o g lo b in a d el

d o r s e h a d e te r m in a d o u s a n d o u n e s tá n d a r d el N IS T c o m o

s o d e b ic a r b o n a to o u n d é ficit re la tiv o d e á c id o n o c a r b ó n i­

re f e re n c ia . P o r lo c o m ú n , u n c a lib r a d o r e stá c e r c a d e 6 . 8 y

c o y s u g ie re aicalosis (metabólica ) no respiratoria. U n v a lo r

el o tr o d e 7 . 3 8 p o r q u e la m a y o r p a r te d e lo s e le c tr o d o s d el

n e g a tiv o (d é f ic it d e b a s e ) in d ica u n d é fic it d e b ic a r b o n a to

p H p r o d u c e n u n v o lta je d e “0 ” e n e s te p u n to . L o s c a lib r a ­

o e x c e s o re la tiv o d e á c id o s n o c a r b ó n ic o s y s u g ie re acidosis

d o r e s s e d e b e n a lm a c e n a r a la t e m p e r a tu r a in d ic a d a y n o

(metabólica ) no respiratoria. S in e m b a rg o , la a ic a lo s is o la

e x p o n e r al a ire a m b ie n te d e b id o a lo s c a m b io s d e l p H c o n

a c id o s is n o r e s p ira to ria in d ic a d a s p u e d e n s e r re s u lta d o d e

la a b s o r c ió n d e l C O r

a lte r a c io n e s p rim a r ia s o d e m e c a n is m o s c o m p e n s a to r io s .

L a c a lib r a c ió n d e c u a lq u ie r a n a liz a d o r d e g a s e n la s a n ­ g re p u e d e v a r ia r d e p e n d ie n d o d e l fa b ric a n te . P o r lo g e n e ­

P o r lo ta n to , n o d e b e n u s a rs e v a lo r e s d e e x c e s o d e b a s e e n la e v a lu a c ió n d el e s ta d o a c id o b a s e d el p a c ie n te .

ra l, d o s m e z c la s d e g a s se u tiliz a n p a r a P C 0 2 y P 0 2. U n g a s n o tie n e 0 2 p a ra fijar el p u n to c e r o d el e le c tr o d o d e 0 2

Corrección de la tem peratura

(q u e s u e le s e r u n p u n to e s ta b le ). E l m is m o g a s d e b e te n e r c a s i 5 % d e C 0 2 p o r q u e é ste es ( p o te n c ia l c e r o y e s ta b le ) el

L o s v a lo r e s d e p H , P C 0 2 y P 0 2 s o n d e p e n d ie n te s d e

p u n to n u lo p a r a el e le c tr o d o d e C 0 2. E l o tr o g a s e s ta b le c e

la te m p e r a tu r a . P o r c o n v e n ie n c ia , to d a s e s ta s m e d ic io n e s

la g a n a n c ia (e s d e c ir , la v a r ia c ió n e n la s e ñ a l d el e le c tr o d o

s e re a liz a n a 3 7 ° C . L a p re g u n ta se ría : “C u a n d o la te m p e ­

re la c io n a d a c o n el c a m b io d e l a n a li to ) . E l g a s p u e d e te n e r

r a t u r a c o r p o r a l d el p a c ie n te d ifiere d e 3 7 ° C , ¿ lo s v a lo re s

c u a lq u ie r v a lo r.

d e g a s e n la s a n g re d e b e n ‘c o r r e g ir s e ’ a la t e m p e r a tu r a re a l

C a s i to d o s lo s i n s tr u m e n to s s e c a lib r a n p o r sí s o lo s

d el p a c i e n t e ? ” . A u n q u e el s o ftw a re d el i n s t r u m e n t o d e g a s

( c a li b r a c i ó n a u to m á t i c a a in te r v a lo s e s p e c if ic a d o s ) y e s tá n

e n la s a n g re p u e d e r e a liz a r d e m a n e r a fá c il la c o r r e c c i ó n ,

p r o g r a m a d o s p a r a in d ic a r u n e r r o r e n la c a lib r a c ió n si

lo s d a to s p u e d e n s e r c o n fu s o s p o r q u e s e d e b e n u tiliz a r lo s

la s e ñ a l e l e c tr ó n i c a d e l e le c tr o d o es in c o n s is te n te c o n el v a lo r p r e v ia m e n te p r o g r a m a d o . P o r e je m p lo , si el v a lo r

r a n g o s d e re f e re n c ia a p ro p ia d o s para la temperatura del paciente p a ra la in te r p r e t a c i ó n a d e c u a d a . C o m o re f e re n c ia ,

o lo s v a lo r e s o b te n id o s d u r a n te la c a l ib r a c ió n e x c e d e n

lo s r e s u lta d o s s u e le n in f o r m a r s e a 3 7 ° C c u a n d o lo s v a lo re s

u n lím ite d e to le r a n c ia p r o g r a m a d o , s e m a r c a r á u n e r r o r

ta m b ié n s e d a n a la t e m p e r a tu r a re a l d el p a c ie n te .

d e desplazamiento a la fio ra d e la c a lib r a c ió n , y d e b e rá n to m a r s e a c c i o n e s c o r r e c t iv a s a n te s d e q u e s e a n a lic e n las m u e s tr a s d e l p a c ie n te .

Parám etros calculados

ASEGU RAM IEN TO DE LA CALIDAD Consideraciones preanalíticas L a s m e d ic io n e s d e g a s e n s a n g re , c o m o to d a s las m e d i­ c io n e s d el la b o r a t o r i o , e s tá n s u je ta s a e r r o r e s p r e a n a líti-

E s p o s ib le c a l c u l a r v a rio s p a r á m e t r o s a c id o b a s e a p a r tir

c o s , a n a lític o s , y p o s a n a lític o s . S in e m b a rg o , u n a s c u a n ta s

d e la s m e d ic io n e s d e pEI y P C 0 2. L o s f a b ric a n te s d e lo s

m e d ic io n e s

i n s t r u m e n t o s d e g a s e n la s a n g re in c lu y e n a lg o r itm o s p a ra

p re a n a lític o s : las in tr o d u c id a s d u r a n te la r e c o l e c c i ó n y el

re a liz a r lo s c á lc u lo s . N in g ú n p a r á m e tr o c a lc u la d o tie n e

t r a n s p o r te d e la s m u e s tr a s a n te s d el a n á lis is .2,4

u s o u n iv e rs a l; m u c h o s m é d ic o s tie n e n p a r á m e tr o s “p re fe ­ r i d o s ” p a r a la id e n tific a c ió n d e v a ria s p a to lo g ía s .

a d ic io n a le s

que son

a fe c ta d a s p o r

e rr o re s

E n la fig u ra 1 4 - 6 se d e s c rib e el c i c l o d e l a s e g u r a m ie n to d e la c a lid a d . L o s p a s o s in c lu id o s e n el á re a a n a lític a e s tá n

E l c á l c u l o d e H C Cfi- se b a s a e n la e c u a c ió n d e H e n d e r-

b a jo c o n tr o l d ir e c to d el la b o r a to r io . D e b id o a q u e g ra n

s o n -H a s s e lb a lc h . P u e d e c a lc u la r s e c u a n d o el pEI y el P C 0 2

p a r te d el c i c l o d el a s e g u r a m ie n to d e la c a lid a d se e n c u e n ­

s o n c o n o c id o s . U n a s u p o s ic ió n b á s ic a es q u e el p K' d el

tra fu e ra d el l a b o r a to r io , el l a b o r a to r is ta d e b e te n e r u n

s is te m a a m o r tig u a d o r d e b ic a r b o n a to e n p la s m a a 3 7 ° C

p a p e l a c tiv o e n la e d u c a c i ó n d e toda la g e n te i n v o lu c r a d a

e s 6 .1 . L a c o n c e n t r a c i ó n d e ácido carbónico s e p u e d e c a l c u l a r

e n el d e s a rr o llo d e p o lític a s y p r o c e d im ie n to s p a r a c o n t r o ­ l a r to d o s lo s p r o c e s o s d e l c ic lo p a ra a s e g u r a r la c a lid a d .

u s a n d o el c o e f ic ie n te d e s o lu b ilid a d d el C 0 2 e n p la s m a

S ó lo el p e r s o n a l q u e tie n e e x p e r i e n c i a c o n el e q u ip o y

a 3 7 ° C . L a s o lu b ilid a d c o n s ta n te p a ra c o n v e r ti r P C O , a

la té c n i c a d e o b t e n c ió n , y q u e c u e n t a c o n c o n o c im ie n to s

CAPITULO 14 ■ GASES EN LA SANGRE, pH, Y SISTEMAS AMORTIGUADORES

359

ES T U D IO D E C A S O 14-8 U n a m u j e r d e 2 3 a ñ o s c o n u n h is to r ia l d e a s m a es lle ­

Preguntas

v a d a a u rg e n c ia s e n u n a a m b u la n c ia . Su r e s p ir a c ió n e ra e n e x t r e m o c o r t a . Su n iv e l d e c o n c ie n c i a e s ta b a g r a v e ­ m e n te d is m in u id o , y s ó lo p o d ía r e s p o n d e r a las p re ­ g u n ta s a s in tie n d o c o n u n a s o la p a la b ra . T en ía u n a to s

1 . ¿ C u á l e s e l e s ta d o a c id o b a s e y d e o x i g e n a c i ó n d e l p a c ie n te ? 2 . ¿ C u á l es la c a u s a d el d istu rb io a cid o b a se ?

d é b il, c o n s o n id o s re s p ir a to r io s ca s i n u lo s . D e s p u é s d e o b te n e r lo s g a s e s d e s a n g re , le p r o p o r c io n a r o n o x íg e n o s u p le m e n ta r io . S ig n o s v ita le s : r it m o c a r d í a c o , 1 6 0 ; p r e ­ s ió n a r te r ia l, 1 2 0 / 8 4 ; t e m p e r a t u r a , 3 7 ; y r i t m o r e s p ir a ­

3 . ¿ P o d ría el p H s e r n o rm a l si el P C 0 2 d el p a c ie n te a u m e n tó a 4 0 m m H g? 4 . ¿ E l a sm a su ele p re se n ta rse d e e ste m o d o ?

to r i o , 3 6 . S u s re s u lta d o s d e g a s e n la s a n g re in ic ia l y d e h e m o g lo b in a t o ta l fu e ro n :

5 . ¿Q u é re s u lta d o s c lín ico s s o n lo s m á s in d ica tiv o s de este d e te r io r o in m in e n te d el p a c ie n te ?

pH

= 7 .3 3 0

PCO,

= 25 m m Hg

P 02

= 5 8 m m Hg

H C O j~ = 1 3 m m o l/L tH b

= 1 2 .4 g /L

d e la s p o s ib le s fu e n te s d e e r r o r p u e d e m a n e ja r las m u e s ­ tr a s p a r a el a n á lis is d el p H y d e g a s e n la s a n g re . D e b id o

Ciclo de aseguramiento de la calidad del análisis de gas en sangre

a q u e la t o m a d e m u e s tr a p u e d e s e r d o lo ro s a y o c a s i o n a r la h ip e r v e n tila c ió n e n el p a c ie n te , lo q u e b a ja el P C 0 2 y

Preanalítico

Posanalítico

a u m e n ta el p H , la c a p a c id a d d e tr a n q u iliz a r al p a c ie n te es e s e n c ia l. L a e le c c ió n d el lu g a r (a r t e r i a r a d ia l, b ra q u ia l, fe m o ra l o te m p o r a l ) su e le s e r u n a c o s tu m b r e d e n tr o d e

Evaluación: plan de acción e interpretación

^

Diagnóstico y acción

u n a in s t i tu c ió n , d e p e n d ie n d o d e la p o b la c ió n d e p a c ie n ­ te s p r e d o m in a n te s (p . e j., p a c ie n te s p e d iá tr ic o s , c o n q u e ­ m a d u r a , e x t e r n o s , e t c .) . L a p u b lic a c ió n Procedures fo r the

Collection o f Arterial Blood Specimens d e l N a tio n a l C o m ­ m itte e fo r C lin ic a l L a b o r a t o r y S ta n d a rd s (N C C L S ) es u n a r e f e re n c ia e x c e l e n t e .4 Se r e c o m i e n d a el u s o d e m u e s tr a s a rte r ia le s p a ra lo s e s tu d io s d e p H y g a s e n la s a n g re . S in e m b a rg o , p u e d e n u s a r s e m u e s tr a s d e v e n a s p e rifé r ic a s s i n o s e e s tá n e v a ­ lu a n d o la f u n c ió n p u l m o n a r o el t r a n s p o r te d e O ,. E n el c a s o d e la s m u e s tr a s v e n o s a s , la fu e n te d e b e id e n tific a r s e d e m a n e r a c la r a y d e b e n in c lu ir s e lo s r a n g o s d e re f e re n ­ c ia ( v e n o s o s ) a p ro p ia d o s p a ra la i n t e r p r e t a c i ó n d e d a to s c o n lo s r e s u lta d o s . D e p e n d ie n d o d e l p a c ie n te , tal v e z d eb a u s a r s e la s a n g re c a p ila r e n la m e d i c ió n d e p H y P C O ,. A u n q u e la c o r r e l a c ió n c o n la s a n g re a r te r ia l es b u e n a p a r a el p H y P C 0 2, lo s v a lo r e s d e P 0 2 c a p ila r, a u n c o n c a le n ta m ie n to d e la p iel a n te s d e o b te n e r la m u e s t r a , n o se

© Robert F. Moran

c o r r e l a c io n a n b ie n c o n lo s v a lo r e s a rte r ia le s d e P 0 2 c o m o re s u lta d o d e la e x p o s ic i ó n d e la m u e s t r a al a ire a m b ie n te . Se d e b e n o b te n e r m u e s tr a s d e s a n g re v e n o s a c e n tr a l ( a r t e ­

FIGURA 14-6. Ciclo de aseguramiento de la calidad del análisis de gas en la sangre. (Reproducido con permiso de Robert F. Moran.)

r ia p u l m o n a r ) p a r a d e te r m in a r el c o n s u m o d e O ,, q u e se c a lc u la d e la d if e re n c ia e n tr e el c o n te n id o d e O , d e la s a n ­ g re a r te r ia l y la s a n g re a rte r ia l p u l m o n a r m u ltip lic a d a p o r

r a r la d is o lu c ió n y la d is tr ib u c ió n d el a n tic o a g u la n te d e la

el r e n d im ie n to c a r d ía c o .

h e p a r in a , y e l t r a n s p o r te y el tie m p o d e a lm a c e n a m ie n to

E n t r a la s fu e n te s d e e r r o r e n la r e c o l e c c i ó n y el m a n e jo

a n te s d el a n á lis is . P a r a la i n t e r p r e t a c i ó n a p ro p ia d a d e lo s

d e m u e s tr a s d e g a s e n la s a n g r e s e in c lu y e n el d is p o s iti­

r e s u lta d o s d e l g a s e n la s a n g re , s e d e b e d o c u m e n t a r el e s ta ­

v o r e c o l e c t o r , la f o r m a y c o n c e n t r a c i ó n d e la h e p a r in a , la

d o d e l p a c ie n te c u a n d o se t o m a la m u e s t r a e n té r m in o s d e

v e lo c id a d d e l lle n a d o d e la j e r i n g a , el m a n te n im ie n to d el

la v e n tila c ió n ( e n el a ire a m b ie n te o el O , s u p l e m e n ta r i o ) ,

a m b ie n te a n a e r ó b ic o , la m e z c la d e la m u e s t r a p a r a a s e g u -

la te m p e r a t u r a y la p o s tu ra .

360

PARTE II ■ CORRELACIONES CLINICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

E l d isp o sitiv o re c o m e n d a d o p a ra la to m a d e m u e s tra s d e

g e n e r a l, s e v e n d e n e n a m p o lle ta s d e c r is ta l se lla d a s q u e

sa n g re a rte ria l es u n a je rin g a p lá stica p re h e p a rin iz a d a . L o s

c o n ti e n e n s o lu c io n e s e q u ilib ra d a s c o n g a s e s . E l a n a lis ta

tu b o s d e re c o le c c ió n e v a cu a d o s n o s o n ap ro p ia d o s p a ra g ases

p u e d e e s tu d ia r la s , o p u e d e n c o l o c a r s e e n u n d is p o s itiv o

e n la sa n g re . L a s fo rm a s s e c a y líq u id a d e la h e p a rin a so n

p a r a q u e el i n s t r u m e n t o re a lic e el a n á lisis a u to m á t i c o e n

a n tic o a g u la n te s a ce p ta b les. S in e m b a rg o , d eb id o al p o te n c ia l

lo s in te r v a lo s p r o g r a m a d o s . A lg u n o s f a b ric a n te s a h o r a

p a ra la d ilu ció n d e la m u e s tra c u a n d o se u s a n c a n tid a d e s

a l m a c e n a n lo s m is m o s n iv e le s d e m a te r ia l d e c o n tr o l líq u i­

e x c e s iv a s y p o s ib le c o n ta m in a c ió n d e la h e p a rin a c o n aire

d o e n u n a b o ls a s e lla d a q u e s e c o l o c a e n el a n a liz a d o r p a ra

a m b ie n te , n o se re c o m ie n d a la h e p a rin a líq u id a .24 L a sa n g re

el a n á lis is a u to m á t i c o . L o id e a l s e r ía q u e ta le s m a te r ia le s

e n la je rin g a d e b e m e z c la rs e c o n la h e p a rin a s e c a p a ra ev i­

r e s u lta r a n e sta b le s y tu v ie ra n u n a v a r i a c i ó n m ín im a .

ta r q u e se fo rm e n co á g u lo s. O tra v e z es im p o r ta n te re a liz a r

H a y c o n tr o l e s líq u id o s d is p o n ib le s e n p o r lo m e n o s tre s

la m e z c la a d e c u a d a d e in m e d ia to a n te s d e q u e se in y e c te o

n iv e le s , c o r r e s p o n d ie n te s a lo s v a lo r e s b a jo , e s p e ra d o o

a sp ire la m u e s tra d e n tro d el a n a liz a d o r d e g as e n la san g re.

“n o r m a l ” y e le v a d o p a r a c a d a u n o d e lo s a n a lito s m e d id o s ,

A u n q u e se re c o m ie n d a n las sales d el so d io y d e litio d e la

q u e p u e d e n i n c lu ir a n a lito s a d ic io n a le s , c o m o s o d io , p o t a ­

h e p a rin a p a ra el an álisis d el p H y g a s e n la sa n g re , e x is te n

sio , c l o r u r o , l a c ta t o , c a lc io io n iz a d o y m a g n e s io , y g lu c o ­

o tr a s fo rm a s: a m o n io , c in c , e le c tró lito b a la n c e a d o y c a lcio

sa. L a e sta b ilid a d d e lo s m a te r ia le s es v a ria b le , y é s to s s o n

titu la d o . L a s e le c c ió n d el tip o a p ro p ia d o d e h e p a rin a re su lta

s u s c e p tib le s a la v a r i a c i ó n d e la t e m p e r a tu r a e n el a lm a ­

e n e sp e cia l im p o r ta n te c o n lo s in s tru m e n to s q u e co m b in a n

c e n a m ie n to y la m a n ip u la c ió n . C a d a u n o s e d e b e u s a r d e

an álisis d e g as e n la sa n g re y e le c tró lito . E s im p o r ta n te c o n ­

la m a n e r a d e s c r ita p o r el f a b ric a n te p a ra e lim in a r e rr o re s

s u lta r la in f o r m a c ió n d e l p ro d u c to p o r p a rte d el fab rica n te .

d e p r e c is ió n c a u s a d o s p o r el m a n e jo i n c o r r e c t o d e l m a t e ­

E l lle n a d o le n to d e la je r i n g a p u e d e s e r c a u s a d o p o r

ria l. D e b id o a q u e lo s m a te r ia le s d e c o n tr o l líq u id o tie n e n

u n d e fe c to e n la u n i ó n d e la j e r i n g a c o n la a g u ja . A u n q u e

m a t r ic e s s ig n ific a tiv a m e n te d ife re n te s a la s a n g re fr e s c a , el

u n a a g u ja d e m a s ia d o p e q u e ñ a r e d u c e el d o lo r y, p o r lo

la b o r a to r is ta d e b e e s ta r c o n s c ie n t e d e q u e ta l v e z n o d e te c ­

t a n t o , la p ro b a b ilid a d d e a r te r io s p a s m o y h e m a t o m a , p u e ­

te lo s p ro b le m a s q u e a fe c ta n la s m u e s tr a s d e lo s p a c ie n te s ,

d e p r o d u c i r b u r b u ja s q u e a f e c ta n lo s v a lo r e s d e P C 0 2 y

o q u e p o d r ía d e te c t a r e rr o re s o rig in a d o s p o r el m a n e jo

P 0 2, a d e m á s d e la h e m o lis is , q u e es im p o r t a n t e c u a n d o el

in c o r r e c t o

p o ta s io s e m id e j u n t o c o n el p H y lo s g a s e s e n la s a n g re . E l

a c u o s o s , lo s m a te r ia le s d e c o n tr o l d e c a lid a d m á s u s a d o s ,

d e lo s c o n tr o le s c o m e r c ia le s .

L o s c o n tr o le s

m a n te n im ie n to d e u n e n to r n o a n a e r ó b ic o es c r ít ic o p a ra

tie n e n u n a s o lu b ilid a d b a ja d e 0 2, lo q u e lo s h a c e s e n s i­

o b te n e r r e s u lta d o s c o r r e c t o s .

b le s a lo s f a c to r e s q u e a fe c ta n la d e te r m i n a c i ó n d e P 0 2.

E l tie m p o d e tr a n s p o r te d e la m u e s t r a d e b e s e r m í n i ­

L o s c o n tr o l e s a c u o s o s d e b e n e s ta r a te m p e r a tu r a a m b ie n te

m o . D e b id o a q u e el e n fria m ie n to e n a g u a h e la d a d e las

p a ra el a n á lis is . L a s r e c o m e n d a c io n e s d el fa b ric a n te d e b e n

m u e s t r a s c o n te n id a s e n las je r i n g a s d e p lá s tic o p u e d e c a u ­

s e g u ir s e d e c e r c a o ta l v e z lo s v a lo r e s d e P 0 2 n o s e r á n c o n ­

s a r c a m b io s s ig n ific a tiv o s e n lo s v a lo r e s d e P 0 2, las p a u ta s

fiab les. L o s c o n tr o l e s c o n c o n te n id o d e h e m o g lo b in a y lo s

d e la N C C L S r e c o m i e n d a n q u e las m u e s tr a s s e g u a r d e n a

b a s a d o s e n e m u ls ió n tie n e n u n a s o lu b ilid a d d e 0 2 i n c r e ­

t e m p e r a tu r a a m b ie n te y se a n a lic e n e n m e n o s d e 3 0 m i n .2

m e n ta d a y r e s is te n m e jo r lo s c a m b io s e n el O ,

D e b id o a la p o s ib ilid a d d e e r r o r p r e a n a lític o , la m e jo r p r á c ­

L a tonometría es el e q u ilib rio d e u n líq u id o c o n lo s g a se s

tic a c o n s is te e n a n a liz a r la m u e s t r a lo m á s rá p id o p o s ib le .

d e c o n c e n t r a c i ó n c o n o c id a y b a jo c o n d i c io n e s c o n tr o l a ­

D e b id o a q u e la o b te n c ió n y el m a n e jo d e la m u e s tr a

d a s, c o m o te m p e r a t u r a c o n s ta n te , p r e s ió n b a r o m é t r i c a ,

s o n fu e n te d e m u c h o s p o s ib le s e rr o re s e n el a n á lisis d e

h u m id if ic a c ió n .2 E s u n a m a n e ra re la tiv a m e n te e c o n ó m ic a

g a s e s e n la s a n g re , e s n e c e s a r io q u e se e la b o re n c o n c u i ­

d e c o m p r o b a r la p r e c is ió n y la e x a c t it u d d e las m e d ic io n e s

d a d o lo s p r o c e d im ie n to s y las p o lític a s , y q u e s e v ig ile n

d e P C 0 2 y P O , c u a n d o la sa n g re e n te r a o m a te r ia le s a c u o ­

p a r a a s e g u r a r la c a lid a d . N in g ú n p r o d u c t o d e c o n tr o l d e

s o s se m id e n p o r to n o s . C u a n d o s e u tiliz a s a n g re e n te r a ,

c a lid a d p u e d e s u p e r v is a r lo s a s p e c to s p r e a n a lític o s d el

a é sta s e le c o n s id e r a la re f e re n c ia d el p r o c e d im ie n to p a ra

a n á lis is d e g a s e s e n la sa n g re .

e s ta b le c e r la e x a c t it u d p a r a el P C O , y el P 0 2; sin e m b a r­ g o , s e h a n d o c u m e n t a d o m u c h o s p ro b le m a s , q u e o c a s io n a q u e lo s l a b o r a to r io s c o n s id e r e n a la m e d i c ió n p o r to n o s

Evaluaciones analíticas: control de calidad y prueba de eficiencia

d e m a s ia d o i n c ó m o d a y ta rd a d a .

E l c o n tr o l d e c a lid a d p a ra lo s s is te m a s d e s a n g re s ó lo e v a ­

o m á s i n s t r u m e n t o s p a ra el a n á lisis s im u ltá n e o d e u n a

lú a la fa se a n a lític a d el p r o c e s o d e p ru e b a . A u n q u e u n

m u e s t r a d el p a c ie n te . L a s comprobaciones delta, o la d ife ­

l a b o r a t o r i o tra te d e e le g ir u n m a t e r ia l d e c o n tr o l q u e im i­

re n c ia e n lo s v a lo r e s o b te n id o s e n lo s d o s in s t r u m e n t o s ,

O tr o m é t o d o s o n lo s ensayos duplicados q u e u s a n d o s

te lo m á s p o s ib le a la s m u e s tr a s d e p a c ie n te s r e a le s , e sto

a m e n u d o d e te c ta n lo s p ro b le m a s q u e p o d r ía n p a s a rs e

e s im p o s ib le p a r a lo s g a se s d e la s a n g re . P o r t r a d ic i ó n , el

p o r a lto c o n la r u tin a d e l c o n tr o l d e c a lid a d . S in e m b a r­

c o n tr o l d e c a lid a d p a ra lo s g a s e s d e la s a n g re h a in c lu id o el

g o , d e b e a p lic a rs e u n c u id a d o e x t r e m o p a ra e x p e le r el a ire

a n á lis is d e c o n tr o l e s líq u id o s c o m e r c ia le s , m u e s tr a s p a ra

d u r a n te la r é p lic a d el a n á lisis p a r a a s e g u r a r v a lo r e s c o n ­

m e d ir p o r t o n o , y d u p lic a d o d e m u e s tr a s d e p a c ie n te s .2

fiab les d e P O ,. L a d ife re n c ia p e rm is ib le e n la r e a liz a c ió n

T o d o s e s to s m é t o d o s tie n e n l im ita c io n e s . E l m é t o d o id e a l

d u p lic a d a e n m u e s tr a s d e p a c ie n te s d iv id id a s d e b e ría se r

in c lu ir ía c i e r t a c o m b i n a c i ó n d e la s tre s.

m á s e s t r e c h a q u e la o b s e rv a d a c o n c o n tr o l e s d e líq u id o s

Los materiales comerciales de control liquido s o n la b a se

c o m e r c ia le s . L a s d is c r e p a n c ia s e n tr e lo s r e s u lta d o s n o p r o ­

d e c a s i to d a s la s p r á c t ic a s d el c o n tr o l d e c a lid a d .5 P o r lo

p o r c i o n a n in d ic io s s o b re c u á l p u n to d e d a to s es i n c o r r e c t o

CAPÍTULO 14 ■ GASES EN LA SANGRE, pH, Y SISTEMAS AMORTIGUADORES

361

o c u á l in s t r u m e n t o e stá f u n c io n a n d o d e m a n e r a i n c o r r e c ­

c a lid a d a s e g u ra la c o n s is te n c ia in te r n a . E l b u e n fu n c io n a ­

ta . A u n q u e e s im p ro b a b le q u e d o s i n s t r u m e n t o s te n g a n

m ie n to d e u n p r o g r a m a d e p ru e b a s d e e fic ie n c ia a s e g u ra la

d e f o r m a s im u ltá n e a el m is m o e rr o r, e s to n o s ie m p re es

a u s e n c ia d e s e s g o s ig n ific a tiv o e n r e la c ió n c o n o tr o s la b o ­

v e rd a d . P o r lo t a n t o , el m é t o d o d e lo s e n s a y o s d u p lic a d o s

r a t o r i o s , y c o n firm a la v a lid e z d e lo s r e s u lta d o s d e la b o r a ­

n o p u e d e u s a r s e c o m o ú n i c o m é to d o d e c o n tr o l d e c a li­

to r io d e l p a c ie n te . Si u n a n a liz a d o r in d iv id u a l n o p r o d u c e

d a d . U tiliz a d o j u n t o c o n c o n tr o l e s líq u id o s o t o n o m e tr ía ,

lo s r e s u lta d o s d e p ru e b a d e e fic ie n c ia c o n s is te n te s c o n lo s

p u e d e s e r u n a té c n i c a ú til p a r a d e te c t a r e r r o r e s , y ta m b ié n

d e o tr o s la b o r a to r io s s im ila re s (q u e u s a n el m is m o m é to d o

p a ra d e te c t a r y s o l u c i o n a r fallas e n lo s i n s tr u m e n to s . O tr o m é t o d o , e n e s p e c ia l p a ra d is p o s itiv o s d e p ru e b a p e q u e ñ o s u s a d o s e n el p u n to d e in t e r é s , es el c o n tr o l d e

e in s t r u m e n t o s ) o si las d ife re n c ia s e n tr e lo s v a lo r e s c a m ­ b ia n c o n el tie m p o , la s o s p e c h a d e l f u n c io n a m ie n to d e l in s t r u m e n t o e stá g a ra n tiz a d a .

c a lid a d e l e c tr ó n i c o , q u e i n c lu y e la s u s ti t u c i ó n d e u n a re v i­ s ió n e l e c tr ó n i c a p a ra e v a lu a r la l e c tu r a d el in s t r u m e n t o , su e l e c tr ó n i c a , o a m b a s , en lu g a r d el a n á lis is d e u n a m u e s tr a d e c o n tr o l . A u n q u e la c o m p r o b a c i ó n d e la e l e c tr ó n i c a d el

Interpretación de los resultados L o s l a b o r a to r is ta s p ro fe s io n a le s n e c e s ita s c ie r to s c o n o ­

in s t r u m e n t o e s e s e n c ia l, é sta n o es s u fic ie n te p a ra a s e g u ra r

c i m ie n to s , a c titu d e s y h a b ilid a d e s p a r a o b te n e r y a n a ­

q u e to d o e l p r o c e s o a n a lític o e stá f u n c io n a n d o d e fo r m a

liz a r las m u e s tr a s p a ra p H y g a s e s e n la s a n g re . A u n q u e

c o r r e c t a . E s n e c e s a r io u s a r el c o n tr o l d e c a lid a d e l e c tr ó ­

el m é d ic o d e l p a c ie n te a s im ila to d o s lo s re s u lta d o s (d e

n ic o j u n t o c o n o tr o s p r o c e d im ie n to s p a ra m o n it o r e a r la

la b o r a to r io , r a d io lo g ía , m e d ic in a n u c le a r, r e s u lta d o s q u i­

c a lid a d d e l p r o c e s o d e p ru e b a to ta l.

rú r g i c o s d e la p a to lo g ía , e t c ., j u n t o c o n la h is to r ia c lín ic a

U n e s q u e m a e fica z d e c o n tr o l d e c a lid a d ta m b ié n in c lu y e

d el p a c ie n te ) el p e r s o n a l d el la b o r a to r io d e b e e v a lu a r d e

la re v isió n p o r p a rte d e co le g a s y el an álisis d u p lic a d o d e la

in m e d ia to lo s r e s u lta d o s d e lo s p a c ie n te s y h a c e r j u i c i o s

m u e s tra (e n e l m is m o in s tr u m e n to ) p a ra re d u c ir al m ín im o

p re lim in a re s s o b re su p e r tin e n c ia (e s d e c ir , ¿ lo s re s u lta d o s

las in su ficie n cia s d e los c o n tr o le s c o m e r c ia le s q u e n o s o n

tie n e n s e n ti d o ? ) L a e v a lu a c ió n s im p le d e lo s d a to s p u e d e

id é n tic a s a la sa n g re . L a re v isió n d e co le g a s la p ro p o r c io n a

re v e la r u n p r o b le m a d el i n s tr u m e n to (p o s ib le b u r b u ja e n

el fa b ric a n te d e lo s c o n tr o le s . L a e x a c titu d se e stim a al c o m ­

el c o m p a r tim ie n to d e la m u e s tr a o el e n c h u f e d e fib rin a )

p a r a r el v a lo r m e d io d el la b o ra to rio o b te n id o e n u n lo te d e

o u n p o s ib le p ro b le m a en el m a n e jo d e la m u e s t r a ( P O ,

c o n tr o le s a l v a lo r p ro m e d io (la m e d ia d e las m e d ia s ) o b te ­

i n c o n s is te n te c o n re s u lta d o s a n te r io r e s y lo s n iv e le s in s ­

n id o p o r m u c h o s la b o ra to rio s e n el m is m o lo te . L a in fo r­

p ir a d o s a c tu a le s d e F i 0 2). E l u s o d el c o n o c im ie n to a h o r r a

m a c ió n es s im ila r a la p ru e b a d e e ficie n c ia p e ro s e h a c e d e

tie m p o . L a c a p a c id a d d e c o r r e l a c io n a r d a to s r e d u c e rá p id o

m a n e ra c o n tin u a . A d e m á s d e la d e s v ia c ió n e s tá n d a r y d el

la p é rd id a d e tie m p o y p re v ie n e e rr o re s .

co e fic ie n te d e v a ria c ió n c a lc u la d o s d e d a to s a c u m u la d o s d e c o n tr o l d e ca lid a d , la im p re c is ió n s e p u e d e e s tim a r p o r el an á lisis d u p lic a d o d e las m u e s tra s d el p a c ie n te e la b o ra d a s

RESUM EN

a tra v é s d e lo s d ía s la b o ra b le s. L o s c a m b io s e n el fu n c io n a ­

L a s m e d ic io n e s a rte r ia le s d e p H y g a s e n la s a n g re s e o rd e ­

m ie n to d e l in s tru m e n to q u e p u e d a n a fe c ta r la a te n c ió n d el

n a n p a ra fa c ilita r el c u id a d o y el t r a ta m ie n to d e p a c ie n te s

p a c ie n te se d e te c ta n rá p id o u s a n d o e ste e sq u e m a .

e n e s ta d o c r ít ic o . E l c u e r p o m a n tie n e el b a la n c e a c id o b a s e

S in i m p o r t a r el m é to d o q u e s e u s e , las n e c e s id a d e s d el

a tra v é s d e v a r io s s is te m a s a m o r tig u a d o r e s . E n el la b o r a t o ­

c o n tr o l d e c a lid a d d e l l a b o r a to r io d e g a s e n la s a n g re c o n ­

r i o , el s is te m a a m o r tig u a d o r b ic a r b o n a to - á c i d o c a r b ó n ic o ,

t r a s ta n d e f o r m a fu e rte c o n las d e u n l a b o r a to r io g e n e r a l,

q u e tra b a ja e n c o n ju n t o c o n lo s o tr o s s is te m a s a m o r tig u a ­

q u e a n a liz a m u c h a s m u e s tr a s d e p a c ie n te s c o m o u n g ru p o

d o r e s d el c u e r p o y q u e refleja el e s ta d o d e é s to s , s e u tiliz a

e i n c lu y e m u e s tr a s d e c o n tr o l m ú ltip le e n c a d a c o r r id a .

p a ra e v a lu a r el e s ta d o a c id o b a s e . L a s m e d ic io n e s d e p H y

E n el la b o r a to r io d e g as e n la s a n g re , la n a tu r a le z a c r ític a

P C O , e v a lú a n el e s ta d o a c id o b a s e d el p a c ie n te . P a r a d ife ­

d e la s m e d ic io n e s o el v o lu m e n d e la m u e s t r a d e l p a c ie n ­

r e n c i a r la s c o n d ic io n e s m e ta b ó lic a s ( n o r e s p ir a to r ia s ) d e

te n o p e r m ite n s ie m p re la r e p e tic ió n d el a n á lis is , si e x i s ­

las r e s p ir a to r ia s , a m e n u d o es ú til e v a lu a r p a r á m e t r o s c a l­

te n p ro b le m a s . P o r lo t a n t o , el la b o r a to r io d e g a s e s e n la

c u la d o s , c o m o H C 0 3“ y e x c e s o d e b a se .

s a n g r e d e b e re a liz a r c o n tr o l d e c a lid a d prospectivo p o r q u e

L a m e d i c ió n d e P O , ta m b ié n es im p o r ta n te . E n

lo s i n s t r u m e n t o s d e b e n e s ta r precalificados p a ra a s e g u r a r

s a n g re a r te r ia l, e v a lú a d e m a n e r a d ir e c ta la c a p a c id a d d e

s u fu n c io n a m ie n to a d e c u a d o , a n te s d e q u e la m u e s t r a d el

l o s p u lm o n e s d e o x ig e n a r la s a n g re . S e u tiliz a c o m o u n a

p a c ie n te lle g u e p a ra su a n á lisis.

m e d i c ió n in d ir e c ta d el e s ta d o d e la o x ig e n a c i ó n d e l te ji­

L a p a r t ic i p a c ió n e n e n c u e s ta s e x t e r n a s , e n tr e la b o r a t o ­

d o d el c u e r p o . S in e m b a rg o , e s ta s o la m e d i c ió n p u e d e s e r

r io s o lo s p r o g r a m a s d e p ru e b a d e e fic ie n c ia a y u d a n e n la

e n g a ñ o s a . P o r e je m p lo , u n p a c ie n te a n é m ic o te n d r á c o n ­

id e n tif ic a c ió n y e l m o n ito r e o d e p ro b le m a s d e e x a c t i t u d .6

te n id o y c a p a c id a d d e O , d is m in u id o s y u n P O , n o r m a l,

C o m p a r a c io n e s c o n tin u a s d e r e s u lta d o s p o r m e d io d e e x á ­

s ie m p re y c u a n d o lo s s is te m a s c a r d io v a s c u la r e s y p u l m o ­

m e n e s d e c o m p e t e n c i a a s e g u r a n q u e lo s e rr o re s s is te m á ­

n a re s e s té n i n ta c to s . P o r lo t a n t o , s e u tiliz a n o tr o s p a r á ­

tic o s ( e x a c t i t u d ) n o a u m e n te n p o c o a p o c o y n o p a s e n

m e t r o s e n c o n ju n t o c o n P 0 2. É s to s i n c lu y e n F O ,E lb , la

d e s a p e r c ib id o s p o r p r o c e d im ie n to s in t e r n o s d e c o n tr o l

id e n tif ic a c ió n d e d is h e m o g lo b in a s y lo s p a r á m e t r o s c a l c u ­

d e c a lid a d . U n rig u r o s o p r o g r a m a i n te r n o d e c o n tr o l d e

la d o s d e c o n te n id o y c a p a c id a d d e 0 2.

362

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

P R E G U N T A S 1. L a p r e s e n c ia d e d is h e m o g lo b in a s h a r á q u e u n p o r c e n ­

DE

R E P A S O

8 . L o s r e s u lta d o s d e g a s en la s a n g re d e u n p a c ie n te s o n :

ta je c a lc u la d o d e S 0 2 e s té fa ls a m e n te (e le v a d o , d is m i­

p H , 7 .4 8 ; P C O ,, 5 4 m m H g ; H C 0 3~, 3 8 m m o l/L . E s to s

n u id o ) y u n v a lo r d e p o r c e n ta je d e S p O , p o r o x ím e t r o

v a lo r e s s o n c o n s ta n te s c o n :

d e p u ls o e s té fa ls a m e n te ( e le v a d o , d is m in u id o ):

a ) E le v a d o , e le v a d o .

a) A ic a lo s is re s p ira to ria c o m p e n s a d a . b) A ic a lo s is n o r e s p ir a to r ia c o m p e n s a d a .

b ) D is m in u id o , d is m in u id o .

c) A ic a lo s is re s p ira to ria n o c o m p e n s a d a .

c ) E le v a d o , d is m in u id o .

d) A ic a lo s is n o r e s p ir a to r ia n o c o m p e n s a d a .

d ) D is m in u id o , e le v a d o . 2 . E l a n tic o a g u la n te d e e l e c c i ó n p a ra la s m e d ic io n e s d e g a s e n la s a n g re a rte r ia l e s _________ e n e s t a d o ________ . a ) ED T A ; seco .

9 . E n el s is te m a c i r c u la to r io , el b ic a r b o n a to d e ja lo s g ló ­ b u lo s r o jo s y e n tr a al p la s m a a tra v é s d e u n m e c a n i s ­ m o d e in te r c a m b io c o n ____________ p a r a m a n t e n e r la e le c tr o n e u tr a lid a d .

b ) O x a la to d e p o ta s io ; líq u id o .

a) Á c id o c a r b ó n ic o .

c ) C i tr a to d e s o d io ; s e c o .

b) L a c ta t o .

d) L itio h e p a r in a ; s e c o .

c ) C lo ru ro .

3 . A u n p H d e 7 . 1 0 , la c o n c e n t r a c i ó n d e H + es ig u a l a:

a) 2 0 n m o l/L . b ) 4 0 n m o l/L .

d) S o d io . 1 0 . L a h ip o v e n tila c ió n p u e d e c o m p e n s a r s e p o r :

a) A ic a lo s is m e z c la d a .

c ) 6 0 n m o l/L .

b ) A c id o s is m e z c la d a .

d) 8 0 n m o l/L .

c ) A c id o s is n o r e s p ira to ria .

4 . L o s riñ o n e s c o m p e n s a n la a ic a lo s is re s p ir a to r ia p o r ( e x c r e c i ó n , r e t e n c ió n ) d e b ic a r b o n a to y e x c r e c i ó n d e N a H 2P 0 4 ( in c r e m e n ta d a , d is m in u id a ).

a) E x c r e c i ó n , in c r e m e n ta d a .

d) A ic a lo s is n o re s p ira to ria . 1 1 . L a c a p a c id a d d e l e n la c e o x íg e n o h e m o g lo b in a p a ra u n a m u e s t r a q u e e s tá 1 0 0 % s a tu r a d a c o n 0 2 tie n e u n v a lo r to ta l d e h e m o g lo b in a d e 1 2 g /d l es ca si:

b) R e te n c ió n , in c r e m e n ta d a .

a)

c ) E je c u c i ó n , d ism in u id a .

b ) 8 m i d e O ,/d i.

d) R e te n c ió n , d is m in u id a .

c ) 1 7 m i d e O ,/d i.

5 . L a r e la c ió n n o r m a l d e á c id o c a r b ó n ic o a b ic a r b o n a to e n s a n g re a r te r ia l es:

a) 7 . 4 : 6 . 1 . b) 1 :2 0 . c) 0 .0 0 3 :1 .3 9 .

d) 2 0 : 1 . 6 . C u a n d o la s a n g re a rte r ia l d e u n p a c ie n te n o r m a l se e x p o n e al a ire a m b ie n te :

a) P C O , d e c r e c e ; P 0 2 a u m e n ta . b) P C 0 2 a u m e n ta ; P Ó 2 d e c r e c e . c ) P C 0 2 d e cre ce ; P 0 2 d e cre ce .

d) P C 0 2 a u m e n ta ; P O , a u m e n ta . 7 . L o s r e s u lta d o s d e g as e n la s a n g re d e u n p a c ie n te s o n : p H , 7 . 3 7 ; P C 0 2, 7 5 m m H g ; H C 0 3“, 3 7 m m o l/L . E s to s v a lo r e s s o n c o n s is te n te s c o n : a ) A c id o s is re s p ir a to r ia c o m p e n s a d a . b) A c id o s is n o re s p ir a to r ia c o m p e n s a d a . c ) A ic a lo s is re s p ira to ria n o c o m p e n s a d a .

d) A ic a lo s is n o re s p ira to ria n o c o m p e n s a d a .

4 m i de 0 ,/d l .

d) 3 4 m i d e 0 2/d l. 1 2 . L a c o n c e n t r a c i ó n d el á c id o c a r b ó n ic o e n p la s m a s a n ­ g u ín e o es ig u a l a:

a) E l p K a p a re n te d el á c id o c a r b ó n ic o , 6 . 1 , m á s el v a lo r d e la P C O z en m m H g . b ) 0 . 0 3 0 7 m m o l-1 v e c e s el v a lo r d e P C 0 2 e n m m H g . c) E l v a lo r d e P C 0 2 en m m H g m á s el v a lo r d e H C 0 3“ en m m H g. d ) L a c o n c e n t r a c i ó n d el b ic a r b o n a to d iv id id a p o r el v a lo r d e P C 0 2 e n m m H g . 1 3 . E l c o n te n id o d e o x íg e n o e n s a n g re refleja:

a) 0 2H b s o la m e n te . b ) 0 2 d is u e lto e n p la s m a s a n g u ín e o . c ) E l v a lo r d e P O ,. d ) E l v a lo r d e h e m o g lo b in a to ta l d e l p a c ie n te . e) T o d a s las a n te r io r e s .

CAPÍTULO 14 ■ GASES EN LA SANGRE, pH, Y SISTEMAS AMORTIGUADORES

REFERENCIAS 1. 2.

3.

Weisberg HE Water, Electrolyte, and Acid-Base Balance, 2nd ed. Bal­ timore: Williams & Wilkins, 1962. Burnett RW, Ehrmeyer SS, Moran, RF, VanKessel AL. Blood Gas and pH Analysis and Related Measurements (C46A). Wayne, PA: Natio­ nal Committee for Clinical Laboratory Standards, 2001. Ehrmeyer S, Ancy J , Laessig R. Oxygenation: measure the right thing. Respir Ther 1 9 9 8 ;ll(3 ):2 5 -2 8 .

4.

5.

6.

363

Blonshine S, Alberti R, Olesinski RL. Procedures for the Collection of Arterial Blood Specimens (H11A3). Wayne, PA: National Com­ mittee for Clinical Laboratory Standards, 1999. Westgard JO , et al. Statistical Quality Control for Quantitative Mea­ surements: Principies and Definitions (C24A2). Wayne, PA: Natio­ nal Committee for Clinical Laboratory Standards, 1999. Laessig RH, Ehrmeyer SS. Lab 2000: fundamental features— proficiency testing— then, now and the future. Clin Chem News 1999;25:18-20.

•

CAPÍTULO

Oligoelementos John G. Toffaletti 1 C O N T E N I D O

D E L

■ CONSIDERACIONES GENERALES DE LA RECOLEC­ CIÓN, EL PROCESAMIENTO Y LA DETERMINACIÓN EN LABORATORIO DE LOS OLIGOELEMENTOS ■ HIERRO Distribución del hierro Requisitos dietéticos de hierro Absorción del hierro Transporte del hierro Excreción del hierro Funciones bioquímicas del hierro Trastornos clínicos de la deficiencia de hierro Trastornos clínicos del exceso de hierro Papel del hierro en el daño tisular Evaluación en laboratorio del estado de hierro Contenido de hierro total (hierro sérico) Capacidad total de fijación del hierro Saturación porcentual Transferrina y ferritina ■ COBRE Requerimientos dietéticos de cobre Absorción, transporte y excreción de cobre

■

■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■

5

1

C A P Í T U L O Funciones bioquímicas del cobre Deficiencia de cobre Exceso de cobre Evaluación en laboratorio del estado de cobre CINC Requisitos dietéticos de cinc Absorción, transporte y excreción del cinc Funciones bioquímicas del cinc Deficiencia y toxicidad del cinc Evaluación en laboratorio del estado de cinc COBALTO CROMO FLÚOR MANGANESO MOLIBDENO SELENIO RESUMEN PREGUNTAS DE REPASO REFERENCIAS

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Definir los conceptos de m etaloproteína, metaloenzim a, cofactor, estado de oxidación, oligoelemento esencial y ultraoligoelementos. • Describir la absorción, el transporte y la excreción de los oligoelem entos esenciales.

•

Indicar las funciones biológicas de los oligoele­ m entos esenciales. • A nalizar la importancia clínica de los oligoelem en­ tos y las consecuencias de los estados de deficien­ cia. • Exam inar consideraciones de la recolección de muestras y determinación en laboratorio.

T É R M I N O S Capacidad total de fijación del hierro (CTFH) Cofactor

364

M etaloenzim a M etaloproteína Oligoelem entos

C L A V E

Oligoelem entos esenciales Prooxidante Queiato

Transferrina Ultraoligoelem entos

CAPITULO 15 ■ OLIGOELEMENTOS

L o s o lig o e le m e n to s q u e s e a n a liz a n e n e ste c a p ítu lo p o s e e n

365

n e s b io q u ím ic a s y s u i m p o r ta n c ia c lín ic a e n lo s e s ta d o s

c i e r t a i m p o r t a n c i a b io q u ím ic a , se a m e n o r o m a y o r. P o r lo

d e e n fe rm e d a d o la to x ic id a d . P o r ú ltim o , se a n a liz a n el

g e n e r a l, s e re la c io n a n a c o n u n a e n z im a ( metaloenzima ) u

u s o y las té c n ic a s p a ra la d e te r m in a c ió n e n la b o r a to r io . E n

o tr a p r o te ín a ( metaloproteína ) c o m o c o m p o n e n t e e s e n c ia l

el c u a d r o 1 5 - 2 s e re s u m e u n a p a r te d e e s ta in f o r m a c ió n

o cofactor. A m e n u d o las d e fic ie n c ia s d e te r io r a n u n a o m á s

s o b re oligoelementos esenciales.

f u n c io n e s b io q u ím ic a s y las c o n c e n t r a c i o n e s e x c e s iv a s se v in c u la n c u a n d o m e n o s c o n c i e r t o g ra d o d e t o x i c i d a d ( c u a d r o 1 5 - 1 ) . L o s oligoelementos, c o m o el h ie r r o , c o b re y c i n c , s e e n c u e n tr a n e n c o n c e n t r a c i o n e s d e m g /L . P o r su

CUADRO 15-1. OLIGOELEMENTOS ESENCIALES EN QUÍMICA CLÍNICA_____________________

p a r te , lo s u ltr a o lig o e le m e n to s , c o m o el s e le n io , c r o m o y

ESENCIALES

ESENCIALES

N O ESENCIALES

m a n g a n e so , a p are ce n en c o n ce n tra cio n e s m e n o re s a p g/

COMPROBADOS

PROBABLES

H A S T A LA F E C H A

L . A u n e le m e n to s e le c o n s id e r a e s e n c ia l si la d e fic ie n ­ c i a d e l m is m o a lte r a u n p r o c e s o b io q u ím ic o o fu n c io n a l y su re e m p la z o c o r r ig e d ic h a a lte r a c ió n . L a in g e s ta b a ja ,

Oligoelemento

la a b s o r c ió n d e fe c tu o s a , el a u m e n to d e la e x c r e c i ó n y las a n o r m a lid a d e s g e n é tic a s s o n e je m p lo s d e a f e c c io n e s q u e ta l v e z c o n d u z c a n a la d e fic ie n c ia d e o lig o e le m e n to s . L a O r g a n iz a c ió n M u n d ia l d e la S a lu d e s ta b le c ió lo s r e q u e ­

Ultraoligoelemento

r im ie n to s d ie té tic o s d e lo s n u tr ie n te s c o m o la c a n tid a d m ín im a d e n u t r i e n t e re q u e rid a p a r a c o n s e r v a r el f u n c io ­ n a m ie n to y la s a lu d ó p tim o s . E n e ste c a p ítu lo s e m u e s tr a in f o r m a c ió n s o b re lo s o li­

Hierro Cinc Cobre Manganeso Cobalto Selenio Molibdeno Cromo Yodo

Níquel Vanadio Estaño

g o e le m e n to s e n r e la c ió n c o n la a b s o r c ió n , el tr a n s p o r te , la d is tr ib u c ió n y la e lim in a c ió n . Se d e s c rib ir á n la s f u n c io ­

Aluminio Arsénico Cadmio Flúor Oro Plomo Mercurio Silicio

CUADRO 15-2. FUNCIONES DE LOS OLIGOELEM ENTOS ¥ ANORM ALIDADES CARACTERÍSTICAS DE

CARACTERÍSTICAS

MET A L E S

V A L O R E S D E REFERENCIA

FUNCIONES BIOQUÍMICAS

LA DEFICIENCIA

DE TOXICIDAD

Hierro

Suero 50 a 160 pg/dl, hombres 45 a 150 pg/dl, mujeres

Transporte de oxígeno Respiración (citocromos) Procesos oxidativos

Anemia

Falla hepática Cardiomiopatía Neuropatía periférica

Cinc

Suero

Síntesis de la hemoglobina

Ataxia

66 a 110 pg/dl

Metabolismo del colágeno Desarrollo del hueso Crecimiento y reproducción

Alteración de la cicatrización de heridas Retraso del crecimiento Anormalidades esqueléticas Impotencia masculina

Pancreatitis Anem ia, fiebre Náusea, vómito

Cobre

Suero 70 a 150 pg/dl, hombres 80 a 155 pg/dl, mujeres

Trastornos de pigmentación Desarrollo del hueso Transporte de oxígeno Síntesis de ácido nucleico Síntesis de proteína

Náusea, vómito Retraso del crecimiento Anemia en niños Enfermedad de Wilson Síndrome de Menkes

Necrosis hepática Anemia hemolítica Disfunción renal Disfunción neurológica

M anga­ neso

Suero 0.4 a 0.8 pg/L

Reproducción y desarrollo Fosforilación oxidativa

Trastornos en la espermatogénesis Anorm alidades del hueso Trastornos hemorrágicos

Alteraciones neurológicas Psicosis Trastornos del habla

Cobalto

Suero 0.11 a 0.45 pg/L

Función de la vitamina B12 Anemia megaloblástica Metabolismo de la metionina i

Función gastrointestinal Cardiomiopatía

Selenio

Sangre completa

Metabolismo del oxígeno

Neurotoxicidad

46 a 143 pg/L

Protección de radical libre

Enfermedad cardiovascular Degeneración muscular Carcinogénesis

Molib­ deno

Suero 0.1 a 3.0 pg/L

Metabolismo de la xantina

Alteraciones mentales Cáncer esofágico

Hiperuricemia

Cromo

Suero

Captación de insulina

Falla renal

0.05 a 0.15 pg/L

Metabolismo de la glucosa

Reducción de la tolerancia a la glucosa

Metabolismo del colesterol

Hepatotoxicidad

Cáncer pulmonar

366

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

CONSID ERACION ES GEN ERA LES DE LA RECOLECCIÓN , EL PROCESAM IENTO Y LA DETERM INACIÓN EN LABORATORIO DE LOS O LIG O ELEM EN TO S

lo s s u p le m e n to s d ie té tic o s c o n tr ib u y e n al e x c e s o d e h ie r ro

L a s m u e s tr a s p a ra el a n á lisis d e o lig o e le m e n to s d e b e n

Absorción del hierro

r a l a b a rc a ta n to in d iv id u o s c o n d e fic ie n c ia d e h ie r r o c o m o a q u e llo s c o n e s ta d o a d e c u a d o , e x i s te d e b a te e n to r n o a si e n p e r s o n a s c o n c o n c e n t r a c i o n e s a d e c u a d a s .4'3

r e c o l e c t a r s e c o n a te n c ió n e s c r u p u lo s a e n d e ta lle s c o m o el a n tic o a g u la n te , lo s a p a ra to s p a ra la r e c o l e c c i ó n y el tip o d e m u e s t r a ( s u e r o , p la s m a o s a n g r e ). D e b id o a la b a ja c o n ­ c e n tr a c i ó n d e la s m u e s tr a s b io ló g ic a s y la p r e s e n c ia u b ic u a e n el m e d io a m b ie n te , se re q u ie r e n m e d id a s e x t r a o r d i n a ­ ria s p a r a p r e v e n ir la c o n ta m in a c i ó n d e la m u e s tr a . E s to i n c lu y e el u s o d e d is p o s itiv o s e s p e c ia le s d e m u e s tr e o y r e c o l e c c i ó n , c r is ta le r ía lim p ia d a p a r a la o c a s i ó n , y a g u a y r e a c tiv o s d e e le v a d a p u r e z a . E s n e c e s a r io e v a lu a r c o n g ra n c u id a d o la s e l e c c i ó n d e a g u ja s , tu b o s d e r e c o l e c c i ó n d e s a n g r e e v a c u a d a , a n tic o a g u la n te s y o tr o s a d itiv o s , a g u a y o tr o s r e a c ti v o s , p ip e ta s y ta z a s d e m u e s t r a p a r a su u s o en a n á lis is d e o lig o e le m e n to s y u ltr a o lig o e le m e n to s . L a m e to d o lo g ía e in s t r u m e n t a c ió n d e b e n c o n t a r c o n s e n s ib ilid a d y e s p e c ific id a d a n a lític a s i m p o r ta n te s d e b id o a la s c o n c e n t r a c i o n e s e x t r e m a d a m e n t e b a ja s d e lo s o lig o ­ e le m e n to s e n c o n t r a d o s e n líq u id o s c o r p o r a l e s y la s e m e ­ j a n z a f is ic o q u ím ic a d e a lg u n o s d e e llo s. D u r a n te m u c h o s a ñ o s , el in s t r u m e n t o u tiliz a d o c o n m a y o r fr e c u e n c ia e n lo s a n á lis is d e o lig o e le m e n to s h a s id o el e s p e c tr ó m e t r o d e a b s o r c ió n a t ó m i c a , a m e n u d o c o n a t o m i z a c ió n s in flam a. E n e l c u a d r o 1 5 - 2 s e e n u m e r a n lo s r a n g o s d e re f e re n c ia d e o lig o e le m e n to s y u ltr a o lig o e le m e n to s .

L a a b s o r c ió n d e h ie r r o d el in te s tin o es el m e d io p rin c ip a l p a ra re g u la r la c a n tid a d q u e s e e n c u e n tr a d e n tr o d e l c u e r ­ p o . D e h e c h o , s u e le a b s o rb e rs e s ó lo c e r c a d e 1 0 % d e 1 g / d ía d e h ie r r o d ie té tic o . L a a b s o rc ió n d el h ie r r o se c o n tr o l a e n v a r io s s itio s . P a ra q u e las c é lu la s in te s tin a le s lo a b s o r­ b a n , es n e c e s a r io q u e s e e n c u e n tr e e n e s ta d o d e o x id a c i ó n +2 (f e r r o s o ) y u n id o a la p ro te ín a . E l F e +3 c o n s ti t u y e la fo r­ m a p r e d o m in a n te d e h ie r ro e n lo s a lim e n to s . P o r t a n to , e n p r i m e r lu g a r d e b e r e d u c is e a F e +2 a tra v é s d e a g e n te s c o m o la v ita m in a C p a ra a b s o rb e rlo . E n la c é lu la m u c o s a l in te s tin a l, el F e +2 es e n la z a d o p o r la a p o f e rr itin a , y lu e g o s e o x id a p o r la c e r u lo p la s m in a p a r a q u e el F e +3 s e u n a a la fe rritin a . D e allí, el h ie r r o s e a b s o rb e e n la s a n g re p o r la a p o tr a n s f e r r in a , q u e s e c o n v ie r te e n tr a n s fe r rin a m ie n tr a s s e e n c u e n tr a u n id a a d o s io n e s F e +3. E n p la s m a , la tra n s fe ­ r r i n a t r a n s p o r ta y lib e ra el F e a la m é d u la , d o n d e s e i n c o r ­ p o r a a la h e m o g lo b in a d e lo s g ló b u lo s r o jo s . D e s p u é s d e a lre d e d o r d e c u a tr o m e s e s en la c i r c u l a c ió n , lo s g ló b u lo s r o jo s s e d e g r a d a n p o r el b a z o , el h íg a d o y lo s m a c r ó f a g o s , q u e d e v u e lv e n el F e a la c ir c u la c ió n , d o n d e se u n e y t r a n s ­ p o r ta p o r la tra n s fe r rin a p a ra la r e u tiliz a c ió n (fig . 1 5 - 1 ) . E s p o s ib le a ju s ta r la a b s o rc ió n d el h ie r r o p a ra c u m p lir c o n la s n e c e s id a d e s a c tu a le s . L a a b s o r c ió n y la c a p a c id a d

HIERRO

d e t r a n s p o r te d el h ie r r o tal v e z a u m e n te e n a f e c c io n e s

Distribución del hierro

m u c o s a l d e u n in d iv id u o c o n c o n c e n t r a c i ó n a d e c u a d a d e

c o m o d e fic ie n c ia d e h ie r r o , a n e m ia o h ip o x ia . E n la c é lu la

D e lo s 3 a 5 g d e h ie rro q u e s e o b s e rv a n e n el c u e r p o , e n tr e 2

h ie r r o e n p la s m a , el h ie r r o se a ísla p o r la fe rritin a . E l b re v e

y 2 .5 se e n c u e n tr a n e n la h e m o g lo b in a , c o n te n id a so b re to d o

p e r ío d o d e v id a d e u n a c é lu la m u c o s a l in te s tin a l d a c o m o

e n lo s g ló b u lo s ro jo s ta n to d e la s a n g re c o m o d e p re c u rs o r e s

re s u lta d o p é rd id a d e fe rritin a c u a n d o la c é lu la se lib e ra .3

d e la m é d u la . U n a c a n tid a d m o d e ra d a d e h ie r ro (a lr e d e d o r d e 1 3 0 m g ) e stá e n la m io g lo b in a , la p ro te ín a tra n s p o r ta d o ra

Transporte del hierro

d e o x íg e n o d el m ú s c u lo . U n a c a n tid a d p e q u e ñ a ( 8 m g ) p e ro

C u a n d o la c o n c e n tra c ió n d e h ie rro in tra ce lu la r es b aja, u n a

m u y im p o r ta n te se e n c u e n tr a e n el te jid o , d o n d e el h ie rro

p ro te ín a re g u la to ria in h ib e la sín tesis d e a p o ferritin a y p ro ­

s e c o m b in a c o n v a ria s e n z im a s q u e re q u ie re n el h ie r ro p a ra

m u e v e la sín tesis d el re c e p to r d e tra n sfe rrin a .6,7 E l h ie rro

re a liz a r s u a c tiv id a d c o m p le ta . E s ta s in c lu y e n p e ro x id a s a s ,

r e c ié n ab so rb id o , o h ie rro lib erad o d e la ferritin a, p asa d e F e +2

c ito c r o m o s y m u c h a s e n z im a s d el c ic lo d e K reb s. E l h ie rro

a F e +3p o r la ce ru p la sm in a , tran sferid o a la a p o tra n sfe rrin a e n

s e a lm a c e n a , ta m b ié n , c o m o fe rritin a y h e m o s id e r in a , en

la cé lu la , y lu e g o se lib era a la c irc u la c ió n c o m o tra n sfe rrin a .3

e sp e cia l e n la m é d u la , el b azo y el h íg a d o . E s ta c o n c e n t r a ­

E n c o n d icio n e s n o rm a le s, tan to la ferritin a in tra c e lu la r c o m o

c ió n c r ític a d e h ie r ro ta l v e z se a la p rim e r a q u e c o m e n z a rá

la tra n sfe rrin a circu la to ria se sa tu ra n só lo d e m a n e ra p arcial.

a d is m in u ir e n e s ta d o s d e d e ficie n cia d e h ie r r o .1 S ólo 3 a 5

L a ca n tid a d p e q u e ñ a d e ferritin a circu la to ria c o n s ta , e n su

m g d e h ie r ro se e n c u e n tr a n e n el p la sm a re la c io n a d o c o n

m a y o r p a rte , d e ap o ferritin a q u e c o n tie n e p o c o h ie rro .9 L a

tra n s fe rrin a , a lb ú m in a y h e m o g lo b in a lib re .2

tra n sfe rrin a lib era h ie rro a tejid o , c o m o la m é d u la , p a ra la sín tesis d e h e m o p o r eritro cito s. E n la u b ic a c ió n tisu lar, los

Requisitos dietéticos de hierro

re c e p to re s d e tra n sfe rrin a p ro p o rc io n a n sitio s d e re c o n o c i­

E n u n h o m b r e a d u lto , la p é rd id a m e d ia d e 1 m g d e h ie ­

m ie n to p a ra la u n ió n y el tra n sp o rte d e n tro d e la célu la.

r r o p o r d ía s e r e e m p la z a r á c o n las fu e n te s d e la d ie ta .3 L a s m u je r e s e m b a ra z a d a s o p r e m e n o p á u s ic a s y lo s n iñ o s tie ­

Excreción del hierro

n e n m a y o r e s re q u e r im ie n to s d e h ie r r o , q u e a m e n u d o se

L a m a y o r p a r te d e la p e q u e ñ a c a n tid a d d e h ie r r o q u e se

o b tie n e n a tra v é s d e lo s s u p le m e n to s d ie té tic o s . E n e ste

s u e le p e rd e r c a d a d ía e s tá c o n te n id a e n la s c é lu la s e p ite lia ­

s e n tid o , la A d m in is tr a c ió n d e F á r m a c o s y A lim e n to s d e

les y ro ja s e x c r e ta d a s e n la o rin a o lib e ra d a s e n la s h e c e s .

E s ta d o s U n id o s e m itió s u s e s tá n d a r e s p a ra lo s s u p le m e n ­

C o n c a d a c i c l o m e n s tr u a l, las m u je re s p ie r d e n a lre d e d o r

t o s a lim e n tic io s . S in e m b a rg o , y a q u e la p o b la c ió n e n g e n e ­

d e 2 0 a 4 0 m g d e h ie r ro .

CAPÍTULO 15 ■ OLIGOELEMENTOS

Hierro dietético (Fe*3' en su mayor parte).

Intestino

367

Sangre

Célula intestinal

Apotransferrina

Apoferritina

— Ceruloplasmina

Transferrina (Fe+3)2 Ferritina (Fe+3)

Médula

Células rojas'

Hemoglobina (Fe

Hígado, vaso, macrófagos Hemo -•----------

/

Bilirrubina, etc.

\

• ' ' (Ferritina) Fe +3 -

Funciones bioquím icas del hierro

FIGURA 15-1. Rutas para ei transporte y uso del hierro en tejidos, células y sangre. Nótese que (1) los agentes reductores promueven la conversión de Fe+3 a Fe*2, y los promotores de la ceruloplasmina la oxidación de Fe+2 a Fe+3 y (2) las células rojas se degradan luego de alrededor de cuatro meses en la circulación sanguínea y se metabolizan por los macrófagos, el bazo y el hígado.

c i ó n d e e n e rg ía c o m o ATP.3 L a p e r o x id a s a y la c a ta la s a s o n e n z im a s q u e c o n ti e n e n h ie r ro . É s ta s c o n v i e r t e n a l p o t e n ­

E l F e +2 e s u n c o m p o n e n t e e s e n c ia l d e la h e m o g lo b in a . P e r­

c ia lm e n te p e lig ro s o p e r ó x id o d e h id r ó g e n o e n a g u a . L a

m ite q u e é s ta s e u n a d e m a n e r a re v e rs ib le c o n el o x íg e n o

t ir o p e r o x id a s a i n c o r p o r a el y o d u r o d e n tr o d e p r e c u r s o r e s

e n el p u l m ó n y q u e lo lib e re al te jid o . A m e d id a q u e el

d e h o r m o n a e n la g lá n d u la tiro id e s .

o x íg e n o s e lib e ra e n el te jid o , la h e m o g lo b in a s e e n la z a a l b ió x id o d e c a r b o n o y lu e g o lo lib e ra al p u lm ó n , d o n d e

Trastornos clínicos de la deficiencia de hierro

s e e x p u ls a p o r v e n tila c ió n . E l h ie r r o d e b e p e r m a n e c e r e n e s ta d o F e +2 p a r a q u e la h e m o g lo b in a tr a n s p o r te el o x íg e ­

L a d e fic ie n c ia d e h ie r r o r e p re s e n ta u n o d e lo s t r a s to r n o s

n o . Si el h ie r r o s e o x id a a F e *3, la h e m o g lo b in a s e v u e l­

m á s fr e c u e n te s q u e s e c o n o c e n : 1 5 % d e la p o b la c ió n m u n ­

v e m e ta h e m o g lo b in a n o fu n c io n a l. E s p o s ib le q u e el F e * 3

d ia l la p a d e c e . E n t r e lo s in d iv id u o s c o n m a y o r r ie s g o q u e

p a s e d e n u e v o a F e +2 p o r la r e d u c ta s a d e la m e t a h e m o ­

el p r o m e d io d e a n e m ia p o r d e fic ie n c ia d e h ie r r o se in c l u ­

g lo b in a . L a m io g lo b in a p r o p o r c io n a m a y o r a c id e z (io n e s

y e n e m b a ra z a d a s , n iñ o s y a d o le s c e n te s , y m u je r e s e n e d a d

d e H +) y P C O z e n el e n to r n o tis u la r p a ra m e j o r a r la lib e ­

r e p r o d u c ti v a .310 E l a u m e n to d e la p é rd id a d e s a n g re , la d is­

r a c ió n d e o x íg e n o d e la h e m o g lo b in a . A d e m á s , fa c ilita la

m i n u c i ó n d e l c o n s u m o d e h ie r r o e n la d ie ta o el d e s c e n s o

d ifu s ió n d e l o x íg e n o en el te jid o p o r q u e s e u n e al o x íg e n o

e n la lib e r a c ió n d e fe rritin a tal v e z c o n d u z c a a d e fic ie n c ia

c o n m a y o r a fin id a d q u e la h e m o g lo b in a . L a d is m in u c ió n

d e h ie r r o . P o r lo g e n e r a l, la r e d u c c ió n d e las r e s e r v a s d e

d e m io g lo b in a c a u s a d a p o r d e fic ie n c ia d e h ie r r o tal v e z

h ie r r o p r e c e d e ta n to a la r e d u c c ió n e n el h ie r r o c ir c u la n te

r e d u z c a la d if u s ió n d el o x íg e n o d e n tr o d el t e jid o .5

c o m o a la a n e m ia , s e g ú n se d e m u e s tr a p o r u n a m e n o r cifra

L o s c i to c r o m o s s o n e s e n c ia le s p a r a el t r a n s p o r te d e

d e g ló b u lo s r o jo s , c o n c e n t r a c i ó n m e d ia d e h e m o g lo b in a

e le c tr o n e s e n la c a d e n a re s p ir a to r ia , c o n el c i c l o re v e rs ib le

c o r p u s c u l a r y g ló b u lo s ro jo s m i c r o c ít i c o s ( c u a d r o 1 5 - 3 ) . 3

d e F e * 3 a F e * 2, lo q u e al fin al d a c o m o re s u lta d o la p r o d u c ­

CUADRO 15-3. M ARCADORES DE LABORATORIO DE ESTADO DE HIERRO EN PRESENCIA DE VARIOS TRASTORNOS HIERRO SÉRICO TRASTORNO

(50 A 160

jaG/DL)

TRANSFERRINA (200 A 400 MG/DL)

% DE SATURACIÓN (20 A 55)

FERRITINA (20 A 250 |jlG/DL)

Deficiencia de hierro

Reducido

Elevada

Reducido

Reducida

Envenenamiento/ sobredosis de hierro

Elevado

Reducida

Elevado

Elevada

Hematocromatosís

Elevado

Reducida

Elevado

Elevada

Desnutrición

Reducido

Reducida

Variable

Reducida

Malignidad

Reducido

Reducida

Reducido

Elevada

Infección crónica

Reducido

Reducida

Reducido

Elevada

Hepatitis viral

Elevado

Elevada

Normal/elevado

Elevada

Anem ia de enfermedad crónica

Reducido

Normal/reducida

Reducido

Normal/elevada

Anem ia sideroblástica

Elevado

Normal/reducida

Elevado

Elevada

368

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

ES T U D IO D E C A S O 15-1 U n p a c ie n te c o n ta la s e m ia e s tu v o b a jo tr a ta m ie n to c o n d e f e r o x a m in a . A l n o s e g u ir d e m a n e r a a d e c u a d a la s in s ­ t r u c c i o n e s c o n re s p e c to a l u s o c o n c u r r e n te d e v ita m in a C , d e s a rr o lló c a r d io p a tía y m u r ió c u a tr o h o r a s d e s p u é s

Preguntas 1. ¿ C u á l es el p ap el d e la d e fe ro x a m in a e n el tra ta m ie n to ? 2 . ¿ C ó m o in t e r a c t ú a la v ita m in a C c o n el h ie r ro ?

d e in g e r ir u n a g r a n c a n tid a d d e á c id o a s c ó r b i c o .

L a d is m in u c ió n d e l h ie r ro s é r ic o y el a u m e n to d e tr a n s -

s i s ,13,14 d a ñ o al á c id o d e s o x ir r ib o n u c le ic o ( D N A ) ,1215 c a r -

fe r r i n a /C T F H s o n in d ic io s c l á s ic o s d e d e fic ie n c ia d e h ie ­

c in o g é n e s is 16,17 y e n fe rm e d a d e s n e u r o d e g e n e r a ti v a s .18,19 E l

r r o . S in e m b a rg o , la c o n c e n t r a c i ó n d e fe r ritin a s é r ic a s e h a

F e +3, lib e ra d o d e las p ro te ín a s d e u n ió n , ta l v e z a u m e n te la

v u e lto la p r u e b a m á s s e n s ib le y c o n fia b le p a ra c o n f ir m a r

p r o d u c c i ó n d e ra d ic a le s lib re s p a r a o c a s i o n a r d a ñ o o x id a tiv o . E n in d iv id u o s c o n e x c e s o d e h ie r r o y ta la s e m ia q u e

e s ta a fe c c ió n .

s e t r a ta n c o n q u e la to s p a r a u n i r y m o v iliz a r el h ie r r o , el c o n s u m o d e á c id o a s c ó r b ic o q u iz á p r o m u e v a e n re a lid a d

Trastornos clínicos del exceso de hierro

la g e n e r a c i ó n d e ra d ic a le s l i b r e s .20 P o r lo g e n e ra l, la so b re ca rg a d e h ie rro se o rig in a p o r u n a a b s o rc ió n e x c e s iv a a n o rm a l p ro v e n ie n te d e u n a d ie ta n o r­ m a l. E n c o n ju n to , a lo s e sta d o s d e s o b re c a rg a d e h ie rro se

Evaluación en laboratorio del estado de hierro

les a g ru p a c o m o h e m o c ro m a to s is , c o n o sin d a ñ o tisu lar. L a

E s p o s ib le e v a lu a r lo s t r a s to r n o s d e l m e ta b o lis m o d e l h ie ­

h e m o s id e ro s is s e u tiliz a p a ra d e sig n a r d e m a n e ra esp e cífica

r r o a tra v é s d e las s ig u ie n te s m e d ic io n e s : v o lu m e n c e lu la r

u n p ro b le m a d e e x c e s o de h ie rro , se g ú n se d e m u e s tra p o r

e m p a c a d o , h e m o g lo b in a , c o n c e n t r a c i ó n e ín d ic e s d e g ló ­

el a u m e n to d e h ie rro s é r ic o y C T F H o tra n s fe rrin a , p e ro sin

b u lo s r o jo s , h ie r r o to ta l y C T F H , s a t u r a c i ó n p o r c e n tu a l,

d a ñ o tisu la r co m p ro b a b le . L a h e m o c ro m a to s is h e re d ita ria

tra n s fe r rin a y fe rritin a . L o s r e s u lta d o s e s p e ra d o s s e e s b o ­

se d e b e a u n d e fe cto g e n é tic o q u e c a u s a a c u m u la c ió n d e h ie ­

z a n e n lo s c u a d r o s 1 5 - 3 y 1 5 - 4 .

rr o e n e l te jid o , a fe c ta la fu n c ió n h e p á tic a y a m e n u d o c o n ­

U n a p ru e b a d e la b o ra to rio r e c ie n te p a ra e v a lu a r el e s ta ­

d u c e a h ip e rp ig m e n ta c ió n d e la p iel. A u n q u e la e le v a c ió n

d o d e h ie r r o es la m e d ic ió n d e lo s r e c e p t o r e s d e t r a n s f e ­

d el h ie r ro s é r ic o y la tra n sfe rrin a es c a r a c te r ís tic a d e las e ta ­

r r i n a s é r ic o s (T rfR c i c u l a t o r i o s ) . E n c a s o d e d e fic ie n c ia d e

p a s in icia le s d e h e m o c ro m a to s is , la fe rritin a s é r ic a a u m e n ta

h ie r r o , la c a n tid a d d e e s to s r e c e p to r e s a u m e n ta ; e n c a s o

d e m a n e ra c o n s ta n te c o n la p ro g re s ió n d e la e n fe rm e d a d ,

d e e x c e s o , d is m in u y e .21 A u n q u e a lg u n o s m a n ifie s ta n la

a m e n u d o a n iv e le s ta n ele v a d o s q u e el tra s to rn o se v u e lv e

e le v a d a co n fia b ilid a d d e e sta p ru e b a e n la d e te c c i ó n d e

g ra v e . A lg u n a s a fe c c io n e s re la cio n a d a s c o n h e m o c ro m a to s is

la d e fic ie n c ia d e h ie r r o , o tr o s e n c u e n tr a n q u e es m e n o s

g ra v e in c lu y e n d ia b e te s m e llitu s , a rtritis , a rr itm ia c a r d ía c a o

s e n s ib le q u e la fe rritin a s é r i c a .1

c a rd io p a tía , c irr o s is , h ip o tiro id is m o , im p o te n c ia y c á n c e r d e h íg a d o . E l tra ta m ie n to a b a rca fle b o to m ía te ra p é u tic a o a d m i­

Contenido de hierro total (hierro sérico)

n is tra c ió n d e quelatos, c o m o la d e fe ro x a m in a . E n el c a s o d e a tra n s fe rrin e m ia , e s p o sib le a d m in is tra r tra n s fe r rin a .11

L a m e d ic ió n d e la c o n c e n tr a c ió n d e h ie rro s é r ic o se refiere d e m a n e ra esp e cífica al F e +3 u n id o a la tra n sfe rrin a , n o al h ie rro q u e c ircu la c o m o h e m o g lo b in a lib re e n el su e ro . L a m u e s tra

Papel del hierro en el daño tisular

se p u e d e r e c o le c ta r c o m o su e ro sin a n tic o a g u la n te o c o m o

E l h ie r r o lle g a a d e s e m p e ñ a r u n p a p e l d e prooxidante al

p la sm a c o n h e p a rin a . O x a la to , c itr a to o á c id o e tile n o d ia m i-

c o n tr ib u i r a la p e r o x id a c i ó n d e líp id o s ,1213 a t e r o s c le r o -

n o te tra a c é tic o s s e u n e n a io n e s d e F e y s o n a n tic o a g u la n te s

CUADRO 15-4. RANGOS DE REFERENCIA DE PARÁMETROS USADOS PARA EVALUAR EL ESTADO DEL HIERRO121 ______________________________________ POBLACIÓN DE PACIENTES

HIERRO SÉRICO (i¿g/dl)

TRANSFERRINA (ng/dl)

FERRITINA (ng/dl)

% DE SATURACIÓN

CTFH (pug/dl)

Adultos, hombres

50 a 160

200 a 380

20 a 250

20 a 55

250 a 425

Mujeres, 16 a 40 años

45 a 150

200 a 380

10 a 120

15 a 50

250 a 425 10 a 250

Mujeres, >40 años 100 a 250

130 a 275

25 a 200

12 a 50

100 a 400

Lactantes

40 a 100

200 a 360

200 a 600

12 a 50

100 a 400

Niños

50 a 120

200 a 360

7 a 140

12 a 50

100 a 400

Recién nacidos

CAPÍTULO 15 ■ OLIGOELEMENTOS

369

in a ce p ta b le s. Se p refiere el m u e s tre o te m p ra n o m a tu tin o

L a f e r ritin a se m id e en s u e r o a tra v é s d e m é t o d o s i n m u -

d e b id o a la v a ria c ió n d iu rn a en la c o n c e n tr a c ió n d e h ie rro .

n o q u í m ic o s , c o m o IR M A , E L IS A y té c n i c a s q u im io lu m i-

Se d e b e n r e c h a z a r las m u e s tra s c o n h e m o lisis visib le.

n is c e n te s . V a rio s fa b ric a n te s p r o p o r c io n a n e q u ip o s p a ra

A la s d e te r m in a c io n e s e s p e c tr o f o t o m é t r i c a s s e les a d a p ­

m e d ir la fe rritin a s é r ic a , s e a p o r m e d io s m a n u a le s o a u t o ­

tó el a n á lisis a u to m a tiz a d o . P o r lo g e n e r a l, e s to s p r o c e d i ­

m a tiz a d o s . E n c a s o d e a n e m ia p o r d e fic ie n c ia d e h ie r r o , la

m ie n to s s ig u e n lo s s ig u ie n te s p a s o s : e l F e +3 s e lib e ra d e las

fe rritin a d is m in u y e ; e n c a s o d e e x c e s o y h e m o c r o m a to s i s ,

p r o te ín a s d e u n ió n p o r a c id if ic a c ió n , s e r e d u c e a F e +2 p o r

a u m e n ta . C o n fr e c u e n c ia la fe r ritin a s e e le v a e n m u c h o s

a s c o r b a t o o u n a g e n te r e d u c t o r s im ila r y s e c o m p le m e n ta

o tr o s t r a s t o r n o s , c o m o in f e c c io n e s c r ó n i c a s , m a lig n id a d y

c o n u n r e a c ti v o d e c o lo r , c o m o fe r r o c in a , fe re n o o b a to fe -

h e p a titis v ira l.

n a n tro lin a .

COBRE Capacidad total de fijación del hierro

Requerim ientos dietéticos de cobre

L a capacidad total de fijación del hierro ( C T F H ) s e re fie re a la c a n tid a d d e h ie r r o q u e s e u n e p o r tra n s fe r rin a s a tu r a d a

L a s fu e n te s i m p o r ta n te s d e c o b r e in c lu y e n m a r i s c o s , h íg a ­

y o tr a s p r o te ín a s m e n o r e s d e e n la c e d e h ie r r o p re s e n te s

d o , n u e c e s y le g u m b r e s .22 A l p a r e c e r la in g e s ta a d e c u a d a

e n la m u e s t r a d e s u e ro o d e p la s m a . P o r lo g e n e r a l, c e r c a

d e c o b re se e n c u e n tr a e n el r a n g o d e 1 .5 a 3 . 0 m g /d l e n

d e u n a t e r c e r a p a r te d e lo s s itio s d e u n ió n d e h ie r ro e n

a d u lto s , a u n q u e la m a y o r p a r te d e las d ie ta s c o n ti e n e u n a

tra n s fe r rin a e s tá n s a tu r a d o s . L a C T F F 1 s e c a l c u l a a p a r tir

m e n o r c a n ti d a d .23

d e la m e d i c ió n d ir e c ta d e la tra n s fe r rin a s é r ic a m e d ia n te la

A bsorción, transporte y excreción de cobre

s ig u ie n te e c u a c ió n : C T F H (p g /d l) = tr a n s fe r rin a s é r ic a (m g /d l ) X 1 . 2 5 21

(Ec. 15-1)

L o s in te s tin o s d e s e m p e ñ a n u n p a p e l im p o r t a n t e e n la r e g u la c ió n d el c o b r e , c o n a b s o r c ió n m o d u la d a p o r la n e c e ­ s id a d , lo q u e d a c o m o re s u lta d o u n ín d ic e d e a b s o r c ió n d e

U n a p e q u e ñ a p r o p o r c ió n d e h ie r r o s é r ic o s e e n la z a p o r

5 5 a 7 5 % . T a n to el c i n c c o m o el h ie r r o c o m p i te n c o n el

o tr a s p r o te ín a s . P o r ta n to , e n e s ta e c u a c ió n s e tie n d e a

c o b r e e n la a b s o r c ió n in te s tin a l.22'24 E l c o b r e a b s o rb id o se

s u b e s tim a r u n p o c o la C T F H . E s ta d if e re n c ia es d e p o c a o

u n e c o n la a lb ú m in a o fo r m a c o m p le jo c o n lo s re s id u o s d e

n u la i m p o r t a n c i a c lín ic a .

h is tid in a a m e d id a q u e se t r a n s p o r ta a l h íg a d o , d o n d e se

L a C T F H s e d e te r m in a a l a g re g a r s u fic ie n te F e +3 p a ra

a lm a c e n a e n f o r m a d e c u p r o p r o te ín a s . A u n q u e u n a c a n ­

s a t u r a r lo s s itio s d e u n ió n e n la tr a n s f e r r in a , c o n el e x c e ­

tid a d p e q u e ñ a d e c o b r e c ir c u la n te s e u n e a la a lb ú m in a

so d e h ie r r o e lim in a d o al a ñ a d ir M g C O a, p a ra p r e c ip ita r

y tr a n s c u p r e ín a s , la m a y o r p a r te s e i n c o r p o r a d e n tr o d e

c u a lq u ie r F e +3 r e m a n e n te e n la s o lu c ió n . D e s p u é s d e la

c e r u lo p la s m in a . É s ta s e s in te tiz a e n el h íg a d o y tie n e a c t i ­

c e n tr if u g a c i ó n p a r a s e p a r a r el F e +3 p r e c ip ita d o , s e a n a liz a

v id a d fe r r o x id a s a , q u e c o n v ie r te F e +2 a F e +3 a m e d id a q u e

la s o lu c ió n flo ta n te q u e c o n ti e n e el h ie r r o s o lu b le lig a d o a

s e i n c o r p o r a a la t r a n s f e r r in a .25,26 A d e m á s , la c e r u lo p la s ­

las p r o te ín a s p a ra d e te r m in a r el c o n te n id o d e h ie r r o to ta l.

m in a e s u n r e a c tiv o d e fase a g u d a , p o r lo q u e las c o n c e n ­

É s te e s la C T F H , q u e v a d e a lr e d e d o r d e 2 5 0 a 4 2 5 p g /d l.

tr a c io n e s e le v a d a s re s c a ta n ra d ic a le s d e o x íg e n o .27

Saturación porcentual

c o b r e d ie té tic o s in a b s o rb e r y c o b r e c o n te n id o e n s e c r e ­

L a s a t u r a c i ó n p o r c e n tu a l, a la q u e ta m b ié n s e le d e n o m in a

d ie ta s e p ie r d e e n o r in a y s u d o r .25

E l c o b r e s e e lim in a s o b re to d o p o r e x c r e c i ó n fe c a l c o m o c io n e s b ilia re s e in te s tin a le s . M e n o s d e 3 % d el c o b r e d e la

s a t u r a c i ó n d e tr a n s fe r rin a , es la p r o p o r c ió n d e h ie r r o s é r i­ c o e n la C T F H , q u e se c a lc u la d e la s ig u ie n te m a n e ra : % d e s a tu ra ció n = h ierro total (p g /d l)/C T F H ( p g /d l ) X 1 0 0 %

(Ec. 15-2) Su r a n g o n o r m a l es d e a lr e d e d o r d e 2 0 a 5 0 % , p e ro v a ría c o n la e d a d y el s e x o ( c u a d r o 1 5 - 4 ) .

Transferrina y ferritina L a tra n s fe r rin a se m id e a tra v é s d e m é t o d o s i n m u n o q u í-

Funciones bioquím icas del cobre U n a f u n c ió n im p o r ta n te d el c o b r e es c o m o c o m p o n e n t e d e las e n z im a s im p lic a d a s e n r e a c c io n e s r e d o x , c o n v a ria s r e a c c io n e s q u e im p lic a n o x íg e n o . E s ta s m e ta lo e n z im a s c o n s ta n d e c e r u lo p la s m in a , o x id a s a d e l c i t o c r o m o c , s u p e ró x id o

d is m u ta s a , d o p a m in o -(3 -h id ro x ila s a ,

tro s in a s a y

o x id a s a d e a s c o r b a to . L a c e r u lo p la s m in a , c o m o y a s e m e n ­ c i o n ó , tie n e a c tiv id a d d e f e r r o x id a s a (fig . 1 5 - 1 ) . L a o x id a ­ s a d e c i to c r o m o c c o n ti e n e d o s g r u p o s h e m o y d o s á t o m o s

m i c o s , c o m o la n e fe lo m e tría . E n c a s o d e d e fic ie n c ia d e

d e c o b r e y c a ta liz a la r e d u c c ió n d el o x íg e n o a a g u a e n el

h ie r r o , la tra n s fe r rin a o C T F H a u m e n ta ; e n c a s o d e e x c e ­

ú ltim o e s la b ó n d e la c a d e n a d e tr a n s p o r te d e e le c tr o n e s . E l

s o y h e m o c r o m a to s i s , d is m in u y e . A d e m á s , la tr a n s fe r rin a

s u p e r ó x id o d is m u ta s a (S O D ), q u e c o n tie n e c o b r e y c i n c ,

( C T F H ) d is m in u y e e n p r e s e n c ia d e i n f e c c io n e s c r ó n i c a s y

ju e g a u n a f u n c ió n c la v e d e d e fe n s a a n ti o x id a n t e a l c o n ­

m a lig n id a d e s ( c u a d r o 1 5 - 3 ) . A la tr a n s f e r r in a s e le v a lo r a

v e r t i r lo s ra d ic a le s O , ' a lta m e n te r e a c tiv o s a 0 2, y H , 0 2.

s o b re to d o c o m o i n d ic a d o r d e l e s ta d o n u tr ic io n a l. A l ig u a l

L a tir o s in a s a p a r tic ip a en la p r o d u c c i ó n d e m e la n in a . L a

q u e u n a p r o te ín a e n fase a g u d a n e g a tiv a , su c o n c e n t r a c i ó n

d o p a m in o -(3 -h id ro x ila s a es im p o r t a n t e e n el m e ta b o lis m o

d is m in u y e e n a f e c c io n e s in fla m a to r ia s .

d e la c a t e c o la m in a .22

370

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

Deficiencia de cobre

n a y B A L tie n e e fe c to s a d v e rs o s n o c iv o s , el te tr a m o lib d a to d e a m o n io b lo q u e a la a b s o rc ió n d e c o b r e e n ta n to p re s e r­

L a d e ficie n cia d e c o b re es p o c o fre cu e n te . S in e m b a rg o , cier­ tas circu n s ta n cia s p ro m u e v e n su o c u rre n c ia , c o m o la d e sn u ­ tric ió n y la m a la b so rció n . E l c in c c o m p ite c o n el c o b re p o r la a b so rció n e n el in te stin o . P o r ta n to , el a u m e n to en la in g esta d el c in c ca u sa ría d e ficie n cia d e co b re . L a d e ficien cia d e co b re p ro d u c e a n e m ia m ic ro c ític a e h ip o c ró m ic a v in cu la d a c o n

v a la fu n c ió n n e u r o ló g ic a .34 E l d ia g n ó s tic o te m p r a n o d e la e n fe rm e d a d d e W ils o n es im p o r ta n te p o r q u e la te ra p ia d e q u e la c ió n es efica z e n la p re v e n c ió n d e c o m p lic a c io n e s .

Evaluación en laboratorio del estado de cobre

c o n c e n tra c io n e s b ajas d e ce ru lo p la sm in a . U n a c a ra c te rís tic a

A u n q u e p o r lo g e n e r a l la m e d ic ió n d e l c o b r e e n s u e ro o

te m p ra n a d e la d eficie n cia d e c o b re es la n e u tro p e n ia , q u e

p la s m a e stá d is p o n ib le c o m o p ru e b a d e l a b o r a to r io r u t in a ­

se re la cio n a c o n la d ism in u c ió n d e la activ id a d d e la e n zim a

r ia , las c o n c e n t r a c i o n e s d e c o b re c ir c u la n te r e p r e s e n ta n u n

a n tio x id a n te SO D co n te n ie n d o co b re . E s to a c o rta la v id a de

ín d ic e in s e n s ib le d e l e s ta d o d e c o b r e to ta l. E n c o n d ic io n e s

lo s e ritro cito s y d e los n e u tró filo s.28,29 L a d e ficie n cia g ra v e d e c o b re s e v in c u la c o n s ín to m a s

n o r m a le s , la d is m in u c ió n d el c o b r e d el p la s m a in d ic a e s c a ­ s e z g ra v e d e c o b re . A d e m á s , las c o n c e n t r a c i o n e s d e c o b re

n e u r o ló g ic o s , d is m in u c ió n d e la p ig m e n ta c ió n y o tr o s tra s ­

c ir c u la n te m u e s tr a n u n a v a r ia c ió n d iu r n a , d o n d e las m á s

to r n o s (v é a s e el c u a d r o 1 5 - 2 ) .22 A d e m á s, ta n to la c a r d io p a ­

e le v a d a s s e o b s e rv a n e n la s m a ñ a n a s ; a u m e n ta n d e b id o a

tía c o ro n a ria c a u s a d a p o r a rritm ia e h ip e rlip id e m ia c o m o los

in f la m a c ió n y e m b a r a z o ; y d is m in u y e n p o r las h o r m o n a s

a n e u r is m a s p ro d u c id o s p o r d e fe c to s d el v a s o s a n g u ín e o s o n

e s te ro id e s . E l m é to d o h a b itu a l p a r a la m e d ic ió n d e l c o b re

m á s p ro b a b le s e n p re s e n c ia d e d e ficie n cia d e c o b re g ra v e .22

e n s u e ro u o r in a es m e d ia n te e s p e c tr o s c o p ia d e a b s o r c ió n

E l s ín d ro m e d e M e n k es se o rig in a p o r u n d e fe cto g e n é ­ tic o X re c e siv o e n el tra n s p o rte y a lm a c e n a m ie n to d e co b re .

a t ó m i c a , a u n q u e ta m b ié n se u tiliz a n lo s m é t o d o s b a s a d o s e n e s p e c tr o s c o p ia d e e m is ió n d e p la s m a .

A u n q u e el c o b re se a b so rb e d e m a n e ra n o r m a l p o r las cé lu ­

A d e m á s , la c e r u lo p la s m in a , re la c io n a d a c o n a lre d e d o r

las m u c o s a le s in te stin a le s, se a c u m u la d eb id o al tra n s p o r­

d el 9 5 % d e c o b r e s é r ic o , ta m b ié n c o n s ti t u y e u n ín d ic e d el

te d e fe c tu o s o d e la s cé lu la s m u c o s a le s y d a c o m o re su lta d o

e s ta d o d e c o b r e . E s p o s ib le m e d ir la c e r u lo p la s m in a s é r i ­

s ín d ro m e d e d e ficie n cia d e co b re . E n tr e las c a r a c te r ís tic a s d e

c a p o r m é t o d o s in m u n o q u ím ic o s o p o r m e d ic io n e s d e la

e sta e n fe rm e d a d se e n c u e n tr a n d e te rio ro m e n ta l, falla p a ra

a c tiv id a d d e la e n z im a o x id a s a . A lg u n o s s u g ie r e n q u e el

p ro sp e ra r, d is m in u c ió n d e las a c tiv id a d e s d e e n z im a s q u e

a n á lisis e n z im á tic o es p re fe rib le p a ra d e te r m i n a r e l e s ta d o

c o n tie n e n c o b re , a n o rm a lid a d e s d el tejid o c o n e c tiv o , cab ello

d e c o b re . S in e m b a rg o , e n u n e s tu d io r e c ie n te s e s u g ie re

riz a d o y m u e rte te m p ra n a .22 Si se c o m ie n z a d e m a n e ra o p o r­

q u e la p r o p o r c ió n c e r u lo p la s m in a e n z im á tic a /c e r u lo p la s m in a i n m u n o q u ím ic a ta l v e z s e a u n ín d ic e m á s se n sib le

tu n a , es p o sib le tra ta r la a fe c c ió n c o n c o b re -h is tid in a .30

d e l e s ta d o d e c o b r e q u e c u a lq u ie r p r u e b a .23

Exceso de cobre E l e x c e s o d e c o b r e se p r e s e n ta s o b re to d o p o r la in g e s ­ tió n a c c i d e n t a l d e s o lu c io n e s d e e s te m e ta l, u s o d e d is p o ­ s itiv o s i n t r a u te r in o s q u e c o n ti e n e n c o b r e o e x p o s ic i ó n a lo s fu n g ic id a s q u e e n tr e su s in g re d ie n te s lle v a n c o b re . L a

CINC Requisitos dietéticos de cinc E n t r e las fu e n te s r i c a s e n c i n c s e i n c lu y e n la c a r n e , el

t o x i c i d a d a g u d a s e re la c io n a c o n n á u s e a , v ó m ito y d o lo r

p e s c a d o y lo s p r o d u c t o s l á c te o s .24 E n las d ie ta s típ ic a s se

e p ig á s tr ic o .31 E l e x c e s o d e c o b r e , al ig u a l q u e el d e h ie r r o ,

p r o p o r c io n a n d e 1 0 a 1 5 m g d e c i n c p o r d ía , lo q u e e stá

lle g a a c a u s a r p r o d u c c i ó n y d a ñ o d e ra d ic a le s lib re s .32

c e r c a d e l r e q u e r im ie n to d ie té tic o r e c o m e n d a d o (R D R ) d e

L a e n fe rm e d a d d e W ils o n , o d e g e n e r a c ió n h e p a to le n tic u la r, se v in c u la c o n la a c u m u la c ió n d e c o b re e n h íg a d o ,

1 5 m g /d ía . Se d e b e a s e g u r a r u n a d ie ta a d e c u a d a d e c i n c s o b re to d o e n m u je r e s e m b a ra z a d a s y n iñ o s .

c e r e b r o , r i ñ ó n y c ó r n e a . E n e s ta e n fe rm e d a d , el c o b re se tr a n s p o r ta d e m a n e ra n o r m a l d el in te s tin o al h íg a d o , p e ro n o d e l h íg a d o a la b ilis .22 L o s p a c ie n te s d e s a rr o lla n s o b re ­ c a r g a d e c o b re e n el c e r e b r o e h íg a d o ,22 lo q u e d a c o m o r e s u lta d o c irr o s is d e l h íg a d o y le s io n e s c e r e b r a le s . D e b id o a q u e el h íg a d o s in te tiz a m e n o s c e r u lo p la s m in a , u n a m e n o r c a n tid a d d e c o b re s é r ic o s e tr a n s p o r ta p o r la c e r u lo p la s ­ m in a , lo q u e p o r lo g e n e ra l o rig in a c o n c e n t r a c i ó n b a ja d e c o b r e s é r ic o . E n t r e las c a r a c te r ís tic a s d e la e n fe rm e d a d d e W i ls o n se e n c u e n tr a n c o n c e n t r a c i ó n b a ja d e c o b re s é r ic o ( < 2 0 p g /d l), d is m in u c ió n d e la c e r u lo p la s m in a y a u m e n to e n la e x c r e c ió n u r in a r ia d e c o b r e .22 A d e m á s , e n o c a s io n e s se o b s e rv a n d e p ó s ito s d e c o b re d e la c ó r n e a (a n illo s d e

Absorción, transporte y excreción del cinc L a a b s o r c ió n d e l c i n c s e re a liz a d e m a n e r a p rim o rd ia l e n el in te s tin o d e lg a d o . Se t r a ta d e u n p r o c e s o a c tiv o y d e p e n ­ d ie n te d e la e n e rg ía , q u e d e s e m p e ñ a u n p a p e l im p o r t a n ­ te e n la r e g u la c ió n d e l c i n c . A lr e d e d o r d el 6 5 % d e c i n c se t r a n s p o r ta h a c ia la c ir c u l a c ió n p o r la a lb ú m in a y c e r c a d e l 3 5 % p o r a 2- m a c r o g lo b u lin a .24,25 L a p rin c ip a l r u t a d e e x c r e c i ó n es p o r las h e c e s ; a lre d e d o r d e 2 5 % , p o r s e c r e ­ c io n e s p a n c r e á ti c a s .36 L a o rin a y el s u d o r c o n s titu y e n d o s fu e n te s re la tiv a m e n te p e q u e ñ a s d e p é rd id a d e c in c .

K a y s e r -F le is c h e r ). E l tr a ta m ie n to in c lu y e a d m in is tra c ió n

Funciones bioquím icas del cinc

d e c i n c p a ra r e d u c ir la a b s o rc ió n d e c o b r e 22 o la a d m in is ­

E l c i n c es, j u n t o c o n el h ie r r o , el o lig o e le m e n to m á s a b u n ­

t r a c i ó n d e d im e rc a p ro l (B A L ), p e n ic ila m in a o te tr a tio m o -

d a n te , c o n a lr e d e d o r d e 2 g e n el c u e r p o d e u n a d u lto .

lib d a to d e a m o n io p a ra q u e la r el c o b r e e i n c r e m e n ta r la

A d e m á s d el m a g n e s io , el c i n c es el c o f a c t o r m e ta l q u e

e x c r e c ió n u r in a r ia . A u n q u e el tra ta m ie n to c o n p e n ic ila m i­

se e n c u e n tr a c o n m a y o r fr e c u e n c ia e n la a c tiv id a d e n z i-

CAPITULO 15 ■ OLIGOELEMENTOS

371

m á t i c a , s ie n d o e s e n c ia l p a ra m á s d e 3 0 0 e n z im a s . P o r lo

las e n z im a s fo sfa ta sa a lc a lin a y a n h id r a s a c a r b ó n ic a ta m ­

g e n e r a l, e s u n c o m p o n e n t e in te g ra l d e l s itio a c tiv o d e la

b ié n s o n in d ic a d o r e s ú tile s d e l e s ta d o d e l c in c .

e n z im a . L a fo sfa ta sa a lc a lin a , la d e s h id r o g e n a s a d el a l c o ­ h o l y la a n h id r a s a c a r b ó n ic a re q u ie r e n c i n c . D e b id o a q u e

COBALTO

la a c tiv id a d d e la a n h id r a s a c a r b ó n ic a es a lta e n e r itr o c ito s , e l a g o ta m ie n to d e l c i n c c o n d u c e a m e n u d o a la d is m in u ­

L a ú n ic a fu n ció n esen cial c o n o c id a d el c o b a lto es c o m o

c i ó n t a n to d e la a c tiv id a d d e e s ta e n z im a c o m o d e lo s n iv e ­

co n s titu y e n te d e la v ita m in a B 12, q u e e stá im p lica d a e n el

le s d e c i n c e n lo s e r itr o c ito s . L a s p o lim e r a s a s d e l D N A y

m e ta b o lis m o d el fo lato y la e ritro p o y e sis. A u n q u e es p o sib le

d e l R N A q u e re q u ie r e n c i n c y s u s io n e s s o n e s e n c ia le s p a ra

a b so rb e r las sales d el c o b a lto p o r el m is m o m e c a n is m o q u e

m a n t e n e r la c o n f o r m a c i ó n e s t r u c t u r a l a p ro p ia d a d el D N A .

el h ie rro , a ú n e x is te n m u c h a s p re g u n ta s so b re su m e ta b o ­

E n t r e las o tr a s fu n c io n e s im p o r ta n te s , la s e n z im a s d e l c i n c

lism o y u tiliz a ció n . A l igu al q u e c o n m u c h o s o tr o s o lig o e le ­

s o n e s e n c ia le s p a ra el c r e c im ie n t o , la c u r a c i ó n d e h e rid a s ,

m e n to s , el c o b a lto tie n e e fe cto s t ó x ic o s a d o sis e le v a d a s.24 E l

la in te g rid a d d e l te jid o c o n e c ti v o , la f u n c ió n re p r o d u c tiv a ,

m é to d o m á s fre cu e n te d e m e d ic ió n es la a b s o rc ió n a tó m ica .

e l s is te m a in m u n ita r io y la p r o te c c ió n c o n tr a lo s d a ñ o s p o r ra d ic a le s lib re s .24’37

Deficiencia y toxicidad del cinc A l p a re c e r la d ieta e scasa d e c in c c o n s titu y e la c a u s a p rin cip a l

CROM O D eb id o a s u a m p lio u s o in d u s tria l e n a le a c io n e s m e tá lic a s , g a lv a n o p la stia m e tá lic a , tin ta s y c u rtid o d e c u e r o , el c r o ­ m o es h a b itu a l e n el m e d io a m b ie n te . S e p re s e n ta ta n to d e

d e d e ficie n cia d e c in c e n to d o el m u n d o , a u n q u e las d ietas

m a n e ra n a tu ra l c o m o en d e sp e rd icio s in d u stria le s. A u n q u e

a lta s e n fib ra o fo sfa to ta m b ié n e s tá n re la c io n a d a s c o n d ic h a

lleg a a e x is tir e n u n a c a n tid a d g ra n d e p o c o h a b itu a l d e e sta ­

d e ficie n cia .24 E s p osib le q u e la a d m in istra ció n d e estero id es o

d o s d e o x id a c ió n , só lo los io n e s +3 y +6 e stá n p re s e n te s e n

a g e n te s q u e la n te s d e m e ta l c o n d u z c a a d e ficie n cia d e c in c .

s is te m a s v iv ie n te s. E l io n +6 es m u c h o m á s t ó x i c o q u e e l +3.

O tr a s c a u sa s p ro b a b le s s o n lo s s ín d ro m e s d e m a la b s o rc ió n

L a s c a r n e s y lo s g ra n o s s o n fu e n te s re la tiv a m e n te ric a s

G l y la p é rd id a u rin a ria p o r v a rio s tra s to rn o s . A m e n u d o las

e n c r o m o . S in e m b a rg o , la d ie ta típ ic a es b a ja e n c r o m o .40

c o n c e n tr a c io n e s d e c in c e n p la s m a n o c a m b i a n d e m a n e r a

A l p a re c e r , a p a r tir d e 5 0 a 2 0 0 p g /d ía c o n s titu y e u n a in g e s ­

i m p o r t a n t e h a s ta q u e la d e f ic ie n c ia d e c in c es p ro n u n c ia ­

ta a d e c u a d a . E l c r o m o d e b e p r e s e n ta r s e e n c o n c e n t r a c i o ­

d a .36 E n tre lo s sín to m as d e d eficien cia d el c i n c se in c lu y e n

n e s m u c h o m á s e le v a d a s p a ra te n e r e f e c to s t ó x i c o s .41 U n a

re tra s o e n el c r e c im ie n to , le sio n e s d e la p iel, c u r a c ió n len ta

v e z q u e s e a b s o rb e el c r o m o , s e t r a n s p o r ta al te jid o p o r la

d e h e rid a s , d ia rre a , im p o te n c ia , e n a n is m o , a lte r a c io n e s s e n ­

tra n s fe r rin a , q u e tie n e u n a a fin id a d e q u iv a le n te a p r o x im a ­

so ria le s y su sce p tib ilid a d a la in f e c c ió n p o r d e s c e n s o d e la

d a p a ra el io n C r +3 y p a ra el F e +3.42

fu n c ió n in m u n e d e cé lu la s T .24-36 L o s e fe c to s c lín ic o s se

E l c r o m o es im p o r ta n te e n el m e ta b o lis m o d e la g lu ­

r e v ie r te n c o n f r e c u e n c ia al a u m e n ta r la in g e s ta d ie té tic a

c o s a c o m o a c t iv a d o r e s e n c ia l d e la in s u lin a . A l p a r e c e r

d e l c i n c a 3 0 - 4 0 m g /d ía . E l c i n c es re la tiv a m e n te n o t ó x i c o

u n c o m p le jo d e p e s o m o l e c u la r b a jo d e C r +3 c o n á c id o

y el e x c e s o d el m is m o es ra ro .

n ic o t ín i c o y o tr o s c o m p u e s to s o r g á n ic o s es el f a c to r q u e a c tiv a la in s u lin a . L a d e fic ie n c ia d e c r o m o e stá r e la c io n a ­

Evaluación en laboratorio del estado de cinc

d a c o n r e s is te n c ia a la in s u lin a .23 E s tá d e m o s tr a d o q u e lo s

Se d e b e n v a lo r a r ta n to las v a r ia c io n e s d iu rn a s c o m o las

r e d u c e n las c o n c e n t r a c i o n e s d e in s u lin a y d is m in u y e n el

p o s p r a n d ia le s , c o n lo s v a lo r e s m á s e le v a d o s p o r la m a ñ a n a

c o le s te r o l to ta l e n la d ia b e te s tip o 2 .41

a l a y u n a r.39 A d e m á s , lo s v a lo r e s d e l s u e r o s o n a lre d e d o r d e 1 0 % m a y o r e s q u e lo s d e p la s m a c o m o re s u lta d o d e lo s

s u p le m e n to s d e c r o m o m e jo r a n la to le r a n c ia a la g lu c o s a ,

L o s m é to d o s m á s f r e c u e n te s p a ra la m e d ic ió n d e l c r o ­ m o se b a s a n e n la a b s o rc ió n a tó m i c a sin fla m a .23

c a m b io s o s m ó t i c o s c a u s a d o s p o r lo s a n ti c o a g u l a n t e s .23 R e s u lta n o ta b le el h e c h o d e q u e la c o n c e n t r a c i ó n d e c i n c e n e r i t r o c i to s e s c e r c a d e 1 0 v e c e s m a y o r q u e e n p la s m a .

FLÚOR

L a d is m in u c ió n en el n iv e l d e c i n c e n p la s m a o s u e ­

L a im p o r t a n c i a d e l flú o r es b ie n c o n o c id a p o r su p a p e l en

ro q u iz á in d iq u e d e fic ie n c ia d e é s te . S in e m b a rg o , ta m ­

la p r e v e n c ió n d e c a r ie s d e n ta le s . A u n q u e la in g e s ta e x c e ­

b ié n lle g a a r e la c io n a r s e c o n d is m in u c ió n d e a lb ú m in a .

s iv a se r e la c io n a c o n m a n c h a s e n lo s d ie n te s y c a lc if ic a ­

A d e m á s , e l c i n c e n p la s m a tie n e u n a v a r ia c ió n d iu r n a y

c io n e s e n te jid o b la n d o ,24 el flú o r ta m b ié n lle g a a r e d u c ir

e n o c a s io n e s s e r e d u c e c o n la in fla m a c ió n . A l p a r e c e r la

al m á x i m o la p é rd id a d el h u e s o o i n c lu s o e s tim u la la fo r­

m e d ic ió n d e l c i n c e n c é lu la s r o ja s y las a c tiv id a d e s f u n c io ­

m a c ió n ó s e a .23 E l flú o r se i n c o r p o r a d e n tr o d e l c r is ta l d el

n a le s d e e n z im a s q u e lo c o n ti e n e n se c o r r e l a c io n a c o n su

h u e s o , c o n lo q u e a u m e n ta la m a s a ó s e a e n la s v é rte b r a s .

d e fic ie n c ia y ta l v e z p r o p o r c io n e n in f o r m a c ió n ú til e n la

L a a d m in is tr a c ió n d e v ita m in a D , j u n t o c o n a d m in is tr a ­

e v a lu a c ió n d e su e s ta d o to ta l. P o r lo g e n e r a l, el c i n c u r i n a ­

c ió n p e r ió d ic a d e flú o r, ta l v e z m e jo r e la f o r m a c i ó n d el

r io ta m b ié n s e v in c u la c o n d e fic ie n c ia d e é s t e .23

h u e s o , c o r r ija d e fic ie n c ia d e c a lc io y d is m in u y a la o c u ­

E l m é to d o m á s c o n fia b le p a r a la m e d i c ió n d e l c i n c e n

r r e n c ia d e f r a c t u r a s .43,44

p la s m a , s u e r o u o r in a q u e es a p ro p ia d o p a r a u s o ru tin a rio

E l flú o r s e a b s o rb e c o n fa c ilid a d p o r el in te s tin o y se

e n el l a b o r a to r io c lín ic o es la e s p e c tr o s c o p ia d e a b s o rc ió n

d is trib u y e c a si p o r c o m p le to al h u e s o y a lo s d ie n te s . L a

a t ó m i c a . O tr o s m é to d o s d is p o n ib le s s o n la e s p e c tr o f o t o ­

e x c r e c i ó n r e n a l c o n s titu y e la r u t a p r in c ip a l p a ra e lim in a r

m e tr ía y la e s p e c tr o s c o p ia d e e m is ió n . L a s a c tiv id a d e s d e

flú o r d e l c u e r p o .

372

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

ES T U D IO D E C A S O 15-241 U n a m u j e r d e 4 5 a ñ o s d e e d a d , q u e re c ib ió tra ta m ie n to

Preguntas

p a ra d ia b e te s tip o 2 d u r a n te d o s a ñ o s , c o m u n ic a a su m é d ic o u n in c u m p lim ie n to c o n ti n u o d e las r e s t r i c c i o ­ n e s d ie té tic a s y e l r é g im e n s u g e rid o d e e je rc ic io . D e s ­ p u é s d e o b t e n e r u n in f o r m e d e l a b o r a t o r i o (g l u c o s a e n s a n g r e e n a y u n o , 1 3 8 m g /d l; c o le s te r o l to ta l, 2 8 9 m g /

1. ¿ C u á l es el e fe c to q u e tie n e e l c r o m o e n el m e ta b o ­ l is m o d e c a r b o h id r a t o s y líp id o s ? 2 . ¿ E s tá n re la c io n a d a s la fo r m a y la d o s is d el c r o m o a d m in is tra d o c o n su a c tiv id a d b io ló g ic a ?

d i ) , e l m é d ic o p re s c r ib e u n s u p le m e n to d e p ic o lin a to d e c r o m o ( 5 0 0 p g , d o s v e c e s al d ía ). D e s p u é s d e c u a tr o m e s e s , su g lu c o s a e n sa n g re e n a y u n o d is m in u y e a 1 0 2

3 . ¿ E s t ó x i c o e l C r +3? ¿ E s m á s t ó x i c o q u e el C r +6 o m en o s?

m g /d l y su c o le s te r o l to ta l d e s c ie n d e a 2 4 3 m g /d l.

L a c o n c e n t r a c i ó n d e flú o r es d e a lr e d e d o r d e 1 0 a

d e d e fic ie n c ia d el m a n g a n e s o s o n r a r o s . E n n iñ o s , d ic h a

2 0 0 p g / L e n s u e r o , 4 5 0 p g /L e n e r i t r o c i to s y 0 . 2 a 3 . 2 p g /

d e fic ie n c ia s e r e la c io n a c o n c o n v u ls io n e s y q u iz á e p ile p ­

L e n o r i n a .23 Se h a n d e s a rr o lla d o e le c tr o d o s s e le c tiv o s d e

sia . L a s d o s is e le v a d a s , e x c e p to p o r in h a la c ió n , n o s o n

i o n e s p a ra la m e d i c ió n d e flú o r.43

t ó x i c a s .24 E n in f o r m e s re c ie n te s , la d e p o s ic ió n d el m a n g a ­ n e s o e n el c e r e b r o s e v in c u la c o n s ín to m a s n e u r o ló g ic o s e n p e r s o n a s c o n e x p o s ic i ó n a lo s a g e n te s d e m a n g a n e s o y

M AN GAN ESO

p a c ie n te s c o n e n fe rm e d a d h e p á tic a c o l e s tá t i c a .46-47 L o s i o n e s d e m a n g a n e s o + 2 y + 3 e s tá n p re s e n te s e n lo s s is ­

L a c o n c e n t r a c i ó n d e m a n g a n e s o e n la s a n g re e n te r a , lo s

te m a s b io ló g ic o s , e n g ra n p a r te c o m o io n e s u n id o s a p r o ­

g ló b u lo s r o jo s o lo s lin fo c ito s ta l v e z s e a m á s c o n fia b le

te ín a s . E l m a n g a n e s o e s u n a c t iv a d o r d e v a ria s e n z im a s ,

q u e la c o n c e n t r a c i ó n e n s u e ro o p la s m a p a r a e v a lu a r las

c o m o la a rg in a s a , la c a r b o x ila s a d e p ir u v a to y la s u p e r ó x i-

r e s e rv a s d e m a n g a n e s o e n el te jid o . A u n q u e las c o n c e n t r a ­

d o d is m u ta s a . R e s u lta n o to r io q u e m u c h o s o tr o s io n e s

c io n e s in f o r m a d a s v a r ía n en g ra n m e d id a d e b id o a las d ife ­

d e m e ta l ( c o m o m a g n e s io , c o b r e o h ie r r o ) s u s titu y e n al

r e n c ia s e n la r e c o l e c c i ó n d e la m u e s t r a , el p r o c e s a m ie n to y

m a g n e s io c o m o a c tiv a d o r d e e s ta s e n z im a s , lo q u e lle g a a

la m e to d o lo g ía , al p a r e c e r lo s r a n g o s d e re f e re n c ia s o n d e

o c u lt a r u n a d e fic ie n c ia d e m a n g a n e s o .

0 . 4 a 0 . 8 p g /L e n p la s m a y 7 .7 a 1 2 p g /L e n s a n g r e e n te ­

L a in g e s ta d e m a n g a n e s o d e b e s e r d e 2 a 5 m g /d la e n

r a .23 E l m é to d o d e l a b o r a to r io c l ín i c o m a s p r á c t i c o p a r a la

a d u l to s .23 E l ín d ic e d e a b s o rc ió n d e l m a n g a n e s o es b a jo y

m e d i c ió n d e m a n g a n e s o es la a b s o r c ió n a t ó m i c a s in flam a

d is m in u y e p o r fo s fa to , fita to , c a lc io y h ie r ro . E l m a n g a ­

c o n q u e la c ió n y e x t r a c c i ó n s e le c tiv a s .48

n e s o s e t r a n s p o r ta e n p la s m a p o r la a lb ú m in a , a , - m a c r o g lo b u lin a y tr a n s f e r r in a 46, y s e e x c r e t a e n la b ilis y e n las s e c r e c i o n e s p a n c r e á tic a s .

MOLIBDENO

M u c h a s e n z im a s re q u ie r e n m a n g a n e s o p a ra su a c tiv i­

E l m o lib d e n o es im p o r ta n te c o m o c o f a c t o r e s e n c ia l d e

d a d , c o m o la c a r b o x i la s a d e p ir u v a to , s u p e r ó x id o d is m u ­

v a ria s e n z im a s o x id a s a s : d e s h id r o g e n a s a d e x a n t i n a /o x i -

ta s a m i t o c o n d r i a l, a rg in a s a y g lu c o c in a s a . E l e fe c to d e la

d a sa d e x a n ti n a , a ld e h id o o x id a s a y o x id a s a d e s u lfito . L a

d e fic ie n c ia d e m a n g a n e s o s e r e d u c e p o r la s u s ti t u c i ó n d e

o x id a s a d e x a n ti n a c o n v ie r te la h ip o x a n t in a e n á c id o ú r i­

o tr o s io n e s s im ila r e s e n e n z im a s ; p o r t a n t o , lo s s ín to m a s

c o , la a ld e h id o o x id a s a ca ta liz a la c o n v e r s ió n d e a c e til-C o A

ES T U D IO D E C A S O 15-343 U n a m u je r d e 7 4 a ñ o s d e e d a d s e f r a c t u r ó e n fe c h a

Preguntas

re c ie n te su fé m u r iz q u ie r d o . D e s p u é s d e t r a t a r la o s te o p o r o s is c o n e s tr ó g e n o , c a l c i o , v ita m in a D y flú o r d u r a n ­ te d o s a ñ o s a n te s d e la f r a c tu r a , las m e d ic io n e s s e ria le s d e la d e n s id a d ó s e a d e la p a c ie n te d e m u e s tr a n a u m e n to c o n ti n u o e n la d e n sid a d . A l m o m e n t o d e la h o s p ita liz a ­

1. ¿ C u á l es el p a p e l d el flú o r e n el t r a ta m ie n to d e la o s te o p o r o s is ? 2 . ¿ E l t r a ta m ie n to c o n flú o r e s tá r e la c io n a d o c o n m a y o r i n c id e n c ia d e f r a c tu r a s ?

c i ó n , su p r o d u c c i ó n d e s a lid a d e c a l c i o u r in a r io fu e d e 0 . 9 m g /d la ( r e d u c i d a ) .

3 . ¿ P o r q u é la sa lid a d e c a lc io d e e s ta p a c ie n te e r a m u y b a ja ?

CAPÍTULO 15 ■ OLIGOELEMENTOS

373

ES T U D IO D E C A S O 15-4 U n a m u je r d e 6 5 a ñ o s d e e d a d c o n a n te c e d e n te d e d ia ­

E n p ru e b a s a d ic io n a le s d e h ie r r o e le v a d o s e e n c o n t r ó

b e te s a c u d ió a v is ita r a su m é d ic o p a ra u n a re v is ió n p o r

lo s ig u ie n te :

p é rd id a d e p e s o , a n o r e x ia y fatig a g e n e r a l. C o m o p a rte

H ie rro s é r ic o

d e l e x a m e n fís ic o , s e o b s e r v a r o n p ig m e n ta c ió n “b r a n ­ ce

d e la p ie l ( h i p e r p i g m e n ta c ió n ) e in f la m a c ió n d el

h íg a d o . Su p a n e l in icia l d e q u ím ic a m o s t r ó lo s s ig u ie n ­

3 . 7 g /d l ( 3 . 8 a 5 .0 )

ALP

1 8 0 U /L ( 3 0 a 1 3 5 )

A LT

2 0 0 U /L ( 1 0 a 6 0 )

B ilirru b in a to ta l H ie r ro s é r ic o

2 .5

F e r r it i n a % de s a tu ra c ió n de tra n s fe r rin a

tes r e s u lta d o s re le v a n te s : A lb ú m in a

T r a n s fe rrin a

m g /d l ( 0 . 2 a 1 .2 )

1 8 0 p g /d l ( 4 5 a 1 5 0 )

170

p g /d l ( 4 5 a 1 5 0 )

210

m g /d l ( 2 0 0 a 3 8 0 )

300

p g /L (1 0 a 2 5 0 )

80

A la p a c ie n te s e le d ia g n o s tic ó h e m o c r o m a to s i s q u e c a u s ó s o b r e c a r g a d e h ie rro .

Preguntas 1. ¿ Q u é s u c e d e c o n la ferritin a s é r ic a e n e ste tra s to rn o ? 2 . ¿ E s to s t r a s to r n o s y s ín to m a s d el p a c ie n te s o n típ ic o s d e h e m o c r o m a to s i s ? 3 . ¿ C u á l es p la n d el tr a ta m ie n to p a ra la s o b r e c a r g a d e l b ie r r o y c u á l e s el o b je tiv o p rin c ip a l?

a a c e t a to y la o x id a s a d e s u lfito c o n v ie r te el s u lfito e n s u l­

re fle je el e s ta d o d e s e le n io . A la d e fic ie n c ia d e s e le n io se le

f a to .24 A d e m á s , la o x id a s a d e x a n ti n a y la a ld e h id o o x id a s a

v in c u la c o n c a r d io m io p a tía y d e b ilid a d d el m ú s c u lo e s q u e ­

p r o d u c e n ra d ic a le s d e o x íg e n o , c o m o s u c e d e d u r a n te la

lé ti c o , o s te o a r tr itis y a u m e n to d e la i n c id e n c ia d e c á n c e r .52

re p e rf u s ió n q u e s ig u e a la is q u e m ia .40,50

A u n q u e s e re q u ie r e m á s tra b a jo , e n lo s e s tu d io s s o b re lo s

E l m o lib d e n o d e la d ie ta s e a b s o rb e d e m a n e r a p r im o r ­

e f e c to s d e lo s m i c r o n u tr ie n te s e n el rie s g o d e c á n c e r se

d ia l e n el e s tó m a g o e in te s tin o d e lg a d o . T a n to el c o b re

d e m u e s tr a q u e la s u p le m e n ta c ió n d e s e le n io s e r e la c io n a

c o m o el h ie r r o in h ib e n la a b s o r c ió n d e m o lib d e n o . A u n ­

c o n m e n o r r ie s g o d e c á n c e r , e n e s p e c ia l e n el e s tó m a g o ,

q u e al h íg a d o to m a la m a y o r p a r te d e l m o lib d e n o , é s te se

el p u lm ó n y la p r ó s ta ta . D ic h o s rie s g o s s e r e d u c e n c o n la

l ib e ra y e x c r e t a ta n to e n la o r in a c o m o e n la b ilis.

in g e s ta c o n c u r r e n te d e (3 -c a ro te n o y o c -to c o fe ro l.53

A u n q u e el m o lib d e n o es re la tiv a m e n te n o t ó x i c o , la

E l s e le n io s e d e te r m in a p o r a b s o r c ió n a tó m ic a . D e b i­

e x p o s ic i ó n e x c e s i v a lleg a a c a u s a r la i n h ib ic ió n d e la s e n z i­

d o a la v o la tilid a d d e lo s c o m p u e s to s d e o rg a n o s e le n io ,

m a s d e p e n d ie n te s d e l c o b r e , c o m o la c e r u lo p la s m in a y la

e s tá d e m o s tr a d o q u e la g e n e r a c i ó n d e l h id rid o d e s e le n io

o x id a s a d e c i to c r o m o . L a f o r m a c ió n d e l c o m p le jo c o b r e -

v o lá til c o n d e te c c i ó n p o r a b s o r c ió n a tó m i c a es u n a té c n i c a

m o lib d e n o e s la b a se d e u n t r a ta m ie n to p a ra la e n fe rm e d a d

ú til. L o s r a n g o s d e re f e re n c ia p a ra el s e le n io e n a d u lto s

d e W i ls o n , c o m o s e a n a liz ó e n la s e c c i ó n s o b re el c o b r e d e

s o n : 4 6 a 1 4 3 p g /L e n p la s m a , 5 8 a 2 3 4 p g /L e n s a n g re

e s te m is m o c a p ít u l o .34 A la e x p o s ic i ó n e le v a d a a l m o lib d e ­

e n te r a y 7 5 a 2 4 0 p g /L en g ló b u lo s r o j o s .23

n o s e le v in c u la c o n a u m e n to d el á c id o ú r i c o y g o t a .23 L o s r a n g o s d e re f e re n c ia p a ra el m o lib d e n o e n a d u lto s

RESUM EN

s o n d e a lr e d e d o r d e 0 .1 a 3 . 0 p g /L e n s u e ro o p la s m a , 0 .8 a 3 3 p g /L e n s a n g re e n te r a y 1 8 p g /L e n g ló b u lo s r o jo s . L a

L o s o lig o e le m e n to s s o n i m p o r ta n te s o e s e n c ia le s p a ra

e x c r e c i ó n u r in a r ia v a ría d e 8 a 3 4 p g /L .

m u c h o s p r o c e s o s b io q u ím ic o s c r ít ic o s . S u s c o n c e n t r a c i o ­

SELENIO

d e fic ie n c ia s a m e n u d o e s tá n r e la c io n a d a s c o n d is m in u c ió n

E n s e re s h u m a n o s , el s e le n io tie n e v a ria s f u n c io n e s e s e n ­

m e n t o s p a r a su a c tiv id a d ó p tim a . P o r lo g e n e r a l, la fu n ­

n e s s e re g u la n d e m a n e r a e fic a z e n in d iv id u o s s a n o s . L a s d e las a c tiv id a d e s d e las e n z im a s q u e r e q u ie r e n o lig o e le ­

c ia le s : e s c o f a c to r e n la p e r o x id a s a d e g lu ta tio n a y e n la

c ió n s e r e s ta b le c e m e d ia n te r e e m p la z o d ie té tic o , p e ro d e b e

d io d in a s a y o d o tir o n in a ; la s e le n o c is te ín a es u n a m i n o á ­

te n e r s e c u id a d o d e n o in d u c ir to x i c i d a d . L a e v a lu a c ió n e n

c id o e s e n c ia l c o d if ic a d o p o r el D N A ; la s e le n o m e tio n in a

el l a b o r a to r io d el e s ta d o d e lo s o lig o e le m e n to s in c lu y e

p u e d e s u s titu ir a la m e tio n in a c o m o a m in o á c id o e s e n c ia l

d e te r m i n a c i ó n d e las c o n c e n t r a c i o n e s d e flu id o c o r p o r a l ,

e n a lg u n a s p ro te ín a s .

a s í c o m o d e la a c tiv id a d d e e n z im a s re le v a n te s . A ú n se

A d e m á s , el s e le n io tie n e p r o p ie d a d e s a n tio x id a n te s y p a r tic ip a e n el m e ta b o lis m o d e la h o r m o n a t ir o id e s .51 D e b id o a q u e el s e le n io se i n c o r p o r a e n p r o te ín a s c o m o la p e r o x id a s a d e g lu ta tio n a ,24 es p o s ib le q u e su a c tiv id a d

re q u ie r e m u c h a in v e s tig a c ió n p a r a d e te r m in a r la f u n c ió n d e lo s o lig o e le m e n to s en la s a lu d y e n la e n fe rm e d a d y las p ru e b a s m á s e fic a c e s p a ra el d ia g n ó s tic o p re c is o .

374

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

ES T U D IO D E C A S O 15-5 U n h o m b r e d e 3 6 a ñ o s d e e d a d s e s o m e tió a v a ria s

C a lc io

r e s e c c i o n e s p a rc ia le s d el in te s tin o d e lg a d o d e b id o a

H e m o g lo b in a

1 0 .4 g /d l ( 1 3 . 3 a 1 7 .7 g /d l)

e n fe rm e d a d

H e m a t ó c r i to

31% (4 0 a 52% )

d e la c ir u g ía , s e le u b ic ó e n n u t r i c i ó n p a r e n te r a l to ta l

A lb ú m in a

2 .5 g /d l ( 3 .5 a 5 .5 g /d l)

( N P T ) . D e s p u é s d e la r e h a b ilita c ió n a d e c u a d a , lo d ie ­

T ra n s fe rrin a

1 1 2 m g /d l ( 2 0 0 a 3 8 0 m g /d l)

r o n d e a lta b a jo el c u id a d o a d o m ic ilio d e u n a e n f e r m e ­

C o b re

3 8 p g /d l ( 7 0 a 1 5 0 p g /d l)

r a q u e lo v is ita b a tre s v e c e s a la s e m a n a p a r a s e g u ir su

C in c

4 6 p g /d l ( 6 6 a 1 1 0 p g /d l)

d e C roh n .

D e sp u é s d e la r e c u p e r a c i ó n

7 .9 m g /d l ( 8 . 4 a 1 0 .2 m g /d l)

p ro g re s o to ta l y re v is a r s u s c o n d i c io n e s fís ic a s y v ita le s . Se r e a liz a ro n d e m a n e r a p e r ió d ic a p ru e b a s d e la b o r a t o ­

Preguntas

r io ru tin a r ia s p a ra e v a lu a r el e s ta d o n u tr ic io n a l. A u n ­ q u e e n lo s p r im e r o s m e s e s d e s p u é s d e la c ir u g ía n o

1. ¿ Q u é su g ie re n

e x p e r i m e n tó s ín to m a s d e d e b ilid a d , d ia r re a , m a le s ta r g e n e r a l y p é rd id a d e p e lo . A l v is ita r a su m é d i c o , é ste

lo s e s tu d io s d e l l a b o r a to r io c o m o

c a u s a p o s ib le d el p ro b le m a d e e s te p a c ie n te ?

s e o b s e r v a r o n d a to s re le v a n te s , a la p o s tr e el p a c ie n te

2 . ¿ C u á l e s el s ig n ific a d o d e lo s n iv e le s b a jo s d e c o b re y d e c i n c ? ¿ E s p o s ib le q u e s u d ie ta s e a la c a u s a s u b ­

re a liz ó u n c h e q u e o c o m p le to y o b tu v o lo s s ig u ie n te s

y a c e n te d e e s ta s d e fic ie n c ia s ?

v a lo r e s d e l la b o r a to r io : 3 . ¿ C u á l tr a ta m ie n to m é d ic o s e d e b e i n s titu ir en e ste N a+

p a c ie n te ?

1 4 7 m m o l/L ( 1 3 5 a 1 4 5 m m o l/L )

K+

4 . 9 m m o l/L ( 3 . 5 a 5 . 0 m m o l/L )

CU

1 1 8 m m o l/L ( 9 8 a 1 0 6 m m o l/L )

G lu c o s a

1 0 2 m g /d l ( 8 0 a 1 0 0 m g /d l)

C r e a tin in a

0 . 6 m g /d l ( 0 . 6 - 1 . 2 m g /d l

P R E G U N T A S 1. E l h ie r r o tie n e a c tiv id a d fis io ló g ic a , s ó lo e n la fo r m a

DE

4 . ¿ C u á le s d e lo s s ig u ie n te s m e ta le s s o n n e c e s a r io s p a ra

fe r ro s a e n :

la a c tiv id a d ó p tim a d el s u p e r ó x id o d is m u ta s a ?

a) C ito c r o m o s . b ) F e r r itin a .

a ) H ie r ro y c r o m o .

c ) H e m o g lo b in a .

c ) M a g n e s io y m a n g a n e s o .

d ) T ra n s fe rrin a .

d) C o b r e y c in c .

2 . ¿ Q u é p a tr ó n re p re s e n ta c o n m a y o r p ro b a b ilid a d d efi­

b) C i n c y s e le n io .

5.

c i e n c i a d e h ie r r o ?

a) C o b re . b) C r o m o .

n a , a u m e n to d e h ie r ro s é r ic o .

b ) A u m e n to d e fe rritin a , a u m e n to d e tr a n s fe r rin a ,

c ) C o b a lto .

d) C in c .

a u m e n to d e h ie r r o s é r ic o . c ) D is m in u c ió n d e fe rritin a , a u m e n to d e tr a n s f e r r i­ n a , d is m in u c ió n d e h ie r r o s é r ic o .

¿ L a d e fic ie n c ia d e c u a l d e lo s s ig u ie n te s m e ta le s lle g a a c a u s a r d e fic ie n c ia d e h ie r ro ?

a) D is m in u c ió n d e fe rritin a , a u m e n to d e tr a n s f e r r i­

6 . E l té r m in o m á s a d e c u a d o p a r a u n io n d el m e ta l r e q u e ­ r id o p a ra la a c tiv id a d e n z im á tic a ó p tim a es: a) A c e le ra d o r.

d ) D is m in u c ió n d e f e r ritin a , d is m in u c ió n d e t r a n s ­ fe r rin a , d is m in u c ió n d e h ie r r o s é r ic o . 3.

R E P A S O

b ) C o fa c to r .

¿ L a d e fic ie n c ia d e c u á l o lig o e le m e n to e s tá r e la c io n a d a

c ) C o e n z im a .

c o n r e tr a s o e n el c r e c im ie n t o , d e r m a titis , d is m in u c ió n

d) C a ta liz a d o r.

d e la a g u d e z a d e l g u s to y d e te r io r o d e la c u r a c i ó n d e h e rid a s ? a ) C o b re .

b) H ie r ro . c ) S e le n io .

d) C in c .

7.

¿ Q u é a f ir m a c ió n s o b re el h ie r r o N O es v e r d a d e r a ? a ) L a C T F H s e c a lc u la a p a r t ir d e la c o n c e n t r a c i ó n d e tra n s fe r rin a .

b ) L a m io g lo b in a tie n e m a y o r a fin id a d p a ra el h ie r r o q u e la h e m o g lo b in a . c ) L a tr a n s f e r r in a s é r ic a s u e le e s ta r 9 9 % s a tu r a d a c o n h ie r ro .

d) E l h ie r r o s é r ic o a m e n u d o es m á s e le v a d o e n h o m b r e s q u e e n m u je re s .

CAPÍTULO 15 ■ OLIGOELEMENTOS

8.

¿ Q u é o lig o e le m e n to e s tá c o n te n id o e n el f a c to r d e to le r a n c ia a la g lu c o s a ?

1 1 . E l o lig o e le m e n to q u e al p a r e c e r se r e la c io n a c o n m e jo r f o r m a c ió n ó s e a es:

a ) C rom o .

a ) H ie r ro .

b ) C o b re .

b ) F lú o r. c ) C o b re . d) M a n g a n e s o .

c ) S e le n io .

d ) C in c . 9 . E l s ín d r o m e d e M e n k e s se o rig in a p o r a c u m u la c ió n e n la s c é lu la s m u c o s a le s in te s tin a le s y e stá r e l a c i o n a ­ d o c o n b a ja s c o n c e n t r a c i o n e s e n p la s m a d e:

a) H ie r ro . b ) C in c . c ) C o b re .

375

1 2 . E l io n d e m e ta l e s e n c ia l p a r a la a c tiv id a d d e la o x id a s a d e x a n ti n a y d e la d e s h id r o g e n a s a d e x a n ti n a es:

a) H ie r ro . b ) C in c . c ) M o lib d e n o .

d) M a n g a n e s o .

d) M a n g a n e s o . 10.

¿ Q u é m e ta l s e u tiliz a c o m o t r a ta m ie n to p a ra la e n fe r­ m e d a d d e W ils o n ?

a) C o b re . b ) M o lib d e n o . c) F lú o r

d) C in c .

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376

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

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Porfirinas y hemoglobina Louann W. Lawrence y Larry A. Broussard

C O N T E N I D O

D E L

C A P I T U L O Significado clínico y correlación de la enfermedad Metodología Tecnología del DNA M IO G LO BIN A Estructura y función en el cuerpo Significado clínico Metodología RESUM EN PREGUNTAS DE REPASO REFEREN CIAS

PORFIRINAS Función de las porfirinas en el cuerpo Química de las porfirinas Síntesis de la porfirina Significado clínico y correlación de la enfermedad Métodos para el análisis de porfirinas H EM O G LO BIN A Papel en el cuerpo Estructura de la hemoglobina Síntesis y degradación de la hemoglobina

O B J E T I V O S •

Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Describir la naturaleza y estructura químicas de las porfirinas y la hemoglobina. • Establecer el papel de la porfirina en el cuerpo. • Esbozar las rutas bioquímicas de la porfirina y síntesis de hemo. • A nalizar el significado clínico de las porfirias. • Com parar y contrastar las porfirias con respecto a la deficiencia de la enzim a, los síntomas clínicos y los datos del laboratorio clínico.

___________________________________________ T É R M I N O S Citocromo Hemoglobinopatía Mioglobina

Pirrol Porfiria

Explicar los principios de las pruebas cualitativas y cuantitativas básicas de la porfirina, para incluir PBG, ALA, uroporfirina, coproporfirina y protoporfirina. Describir la degradación de la hemoglobina. A nalizar el significado clínico y los datos de labo­ ratorio relacionados con hem oglobinopatías y talasem ias. Identificar las pruebas usadas en el diagnóstico de hem oglobinopatías y talasem ias. A nalizar la estructura y el significado clínico de la mioglobina en el cuerpo.

C L A V E __________________________

Porfirina Porfirinógeno

Porfirinuria Talasemia

377

378

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

E n e ste c a p ítu lo se a n a liz a n las p o rfirin a s , la h e m o g lo b in a

Quím ica de las porfirinas

y la m io g lo b in a d e b id o a s u s s e m e ja n z a s q u ím ic a s . E s to s c o m p u e s to s c o n tie n e n u n an illo d e p o rfirin a , q u e a b a rca c u a tr o g ru p o s d e p ir ro l u n id o s p o r p u e n te s d e m e ta n o (fig. 1 6 - 1 ) . L a s p o rfirin a s s o n c a p a c e s d e q u e la r m e ta le s p a ra fo r­ m a r g ru p o s fu n c io n a le s q u e p a rtic ip a n e n el m e ta b o lis m o o x id a n te . E l an á lisis d e p o rfirin a s e n el la b o ra to rio es ú til e n el d ia g n ó s tic o d e u n g ru p o d e tr a s to r n o s q u e d a n c o m o re s u lta d o t r a s to r n o s d e la sín te s is d e h e m o a las q u e se les d e n o m in a porfirias. C a d a e n z im a d e fe c tu o s a q u e c a u s a p o rfiria s e a n a liz a a tra v é s d e v a rio s m é to d o s . L a s m o lé c u la s d e h e m o g lo b in a e s tá n d ise ñ a d a s d e m a n e r a e sp e c ia l p a ra u n ir, p r o d u c ir y lib e ra r o x íg e n o . L o s d e fe c to s c u a lita tiv o s d e la m o lé c u la d e h e m o g lo b in a o rig in a n u n g ru p o d e tr a s ­ t o r n o s d e n o m in a d o s hemoglobinopatías, c o m o la a n e m ia fa lc ifo rm e . L o s d e fe c to s c u a n tita tiv o s en la p r o d u c c ió n d e m o lé c u la s n o r m a le s d e h e m o g lo b in a c o n d u c e n a o tr o g r u ­ p o d e tr a s to r n o s d e n o m in a d o s talasemias. Se a n a liz a n lo s m é to d o s a n a lític o s p a ra d ia g n o s tic a r e s to s tra s to r n o s . L a

mioglobina e s u n a p ro te ín a h e m o sim p le q u e se e n c u e n tr a só lo e n el m ú s c u lo e s q u e lé tic o y c a r d ía c o , se a n a liz a p a ra a y u d a r e n el d ia g n ó s tic o d e in fa rto al m io c a r d io a g u d o .

L a s p o r firin a s e n c o n t r a d a s en la n a tu r a le z a s o n c o m p u e s ­ to s e n lo s q u e las c a d e n a s la te r a le s se s u s titu y e n p o r lo s o c h o á t o m o s d e h id r ó g e n o lo c a liz a d o s e n lo s c u a tr o a n i­ llo s d e pirrol q u e f o r m a n la p o rfirin a (fig . 1 6 - 1 ) . D e b id o a la a m p lia g a m a d e s u s titu c io n e s , s e h a n o b s e rv a d o m u c h a s p o r firin a s e n la n a tu ra le z a . L a c lo ro fila e s u n a p o rfirin a d e m a g n e s io y e s e s e n c ia l p a ra q u e las p la n ta s u tilic e n la e n e rg ía d e la lu z p a r a s in te tiz a r lo s c a r b o h id r a to s . E x is t e n c u a tr o i s ó m e r o s b á s ic o s p a ra c a d a c o m p u e s to d e p o rfirin a ; sin e m b a rg o , s ó lo lo s tip o s I y III se p r e s e n ta n e n la n a t u r a ­ le z a . L a d ife re n c ia e n tr e lo s is ó m e r o s tip o s I y III r a d i c a e n la d is p o s ic ió n d e la s c a d e n a s la te r a le s . S ó lo lo s is ó m e r o s tip o III fo r m a n h e m o . S in e m b a rg o , e n a lg u n o s tr a s t o r n o s , tal v e z lo s i s ó m e r o s tip o I sin f u n c ió n se e n c u e n tr e n e n e x c e s o e n el te jid o . L a s p o r firin a s s o n c o m p u e s to s e s t a ­ b le s , d e c o l o r ro jo -v io le ta a r o jo m a r r ó n , q u e d e s p id e n flu o r e s c e n c ia ro ja c u a n d o s o n e x c i ta d a s p o r la lu z c e r c a d e 4 0 0 n m . S ó lo tre s c o m p u e s to s d e p o rfirin a s o n i m p o r ­ ta n te s d e s d e el p u n to d e v is ta c lín ic o e n s e r e s h u m a n o s : p r o to p o r f ir in a (P R O T O ), u ro p o r firin a ( U R O ) y c o p r o p o r firin a (C O P R O ). Su p re s e n c ia e n e x c e s o e n lo s líq u id o s b io ló g ic o s c o n s titu y e u n s ig n o c lín ic o d e la sín te s is a n o r ­

PORFIRINAS

m a l d e h e m o . L o s tre s c o m p u e s to s p o s e e n d ife re n te s p r o ­

Función de las porfirinas en el cuerpo

p ie d a d e s d e s o lu b ilid a d y d is tin to s g r a d o s d e i o n iz a c ió n d e te r m in a d o s p o r la a d ic ió n d e v a r io s g r u p o s c a r b o x i lo a

L a s porfirinas s o n los in te rm e d ia rio s q u ím ico s e n la sín tesis

la e s t r u c t u r a b á s ic a d e la p o rfirin a . E s to p e r m ite el a n á lisis

d e la h e m o g lo b in a , m io g lo b in a y o tr o s p ig m e n to s re s p ira to ­

p o r s e p a ra d o d e c a d a u n o . L a U R O se e x c r e t a s o b re to d o

rio s d e n o m in a d o s citocromos. T a m b ié n fo r m a n p a rte d e las

e n la o r in a , la P R O T O e n las h e c e s y la C O P R O e n a m b a s ,

e n z im a s p e ro x id a s a y c a ta la s a , q u e c o n tr ib u y e n a la e ficie n ­

lo q u e d e p e n d e d el ín d ic e d e f o r m a c ió n d e la o r in a y d e

cia d e la r e s p ira c ió n in te rn a . E l h ie rro es q u e la d o d e n tro d e

su p H .

las p o rfirin a s p a ra fo r m a r h e m o . L u e g o é ste se i n c o r p o r a

A las fo r m a s re d u c id a s d e p o r firin a s s e le s d e n o m in a

d e n tro d e las p ro te ín a s p a ra c o n v e r tir s e e n h e m o p r o te ín a s

porfirinógenos, la f o r m a fu n c io n a l d e l c o m p u e s to q u e d e b e

c o n fu n c ió n b io ló g ic a . L a s p o rfirin a s se a n a liz a n e n q u í­

u tiliz a rs e e n la sín te s is d e h e m o . L o s p o r firin ó g e n o s s o n

m ic a c lín ic a p a ra a y u d a r al d ia g n ó s tic o d e porfirias, q u e se

b a s ta n te in e s ta b le s , in c o lo r o s y s in flu o r e s c e n c ia , lo q u e

o rig in a n p o r tra s to rn o s e n la sín te sis d e h e m o . L a s c a n ti­

h a c e q u e s e a n m á s d ifícile s d e a n a liz a r. C o n la lu z , el o x í ­

d a d e s e x c e s iv a s d e e sto s c o m p u e s to s in te rm e d io s e n o rin a ,

g e n o , o a g e n te s o x id a n te s , y lo s p o r f ir in ó g e n o s s e o x id a n

h e c e s o s a n g re in d ic a n b lo q u e o m e ta b ó lic o d e la sín te s is

c o n fa c ilid a d a la c o r r e s p o n d ie n te f o r m a d e p o r firin a . P o r

de hem o.

t a n t o , la f o r m a d e p o r firin a se a n a liz a d e m a n e r a r u tin a r ia e n lo s la b o r a to r io s c l ín ic o s c o m o re s u lta d o d el a u m e n to d e la e sta b ilid a d y fá c il d e te c c i ó n p o r v a r io s s is te m a s c lín i­ c o s c o m u n e s d e la b o r a to r io .

Síntesis de la porfirina T o d a s las c é lu la s c o n ti e n e n h e m o p r o te ín a s y s in te tiz a n h e m o . S in e m b a rg o , la m é d u la ó s e a y el h íg a d o s o n lo s s itio s p rin c ip a le s . E n la fig u ra 1 6 - 2 s e e s b o z a la s e r ie d e r e a c c io n e s irr e v e r s ib le s . A lg u n o s p a s o s o c u r r e n e n la m i to c o n d r ia d e la c é lu la y o tr o s en el c ito p la s m a . E l tr a n s p o r te d e s u s tr a t o s a tra v é s d e la m e m b r a n a m i t o c o n d r i a l c o n s ­ titu y e u n p r o c e s o c o m p le jo y m o m e n t o p o te n c ia l p a r a las in t e r r u p c i o n e s e n la s ín te s is d el h e m o . E l c o n t r o l d e l í n d i c e d e la s í n t e s i s d e l h e m o e n la s c é l u l a s d e l h íg a d o s e l o g r a e n g r a n m e d i d a c o n la r e g u ­ la c ió n

de

la

e n z im a

á c id o

6 -a m in o le v u lín ic o

(A L A )

s i n t a s a . E l m e c a n i s m o p r i n c i p a l e s la r e p r e s i ó n d e la s í n t e s i s d e u n a n u e v a e n z im a . O c u r r e u n m e c a n i s m o d e

FIGURA 16-1.

Estructura básica de las porfirinas.

r e t r o a l i m e n t a c i ó n n e g a t i v o e n e l q u e e l a u m e n t o d e la

CAPÍTULO 16 ■ PORFIRINAS Y HEMOGLOBINA

379

Mitocondria ALA sintasa glicina + succinil-CoA

Acido aminolevulínico ALA deshidratasa [plumboporfiria (PP)]

hemo

t t t

ferroquelatasa [porfiria eritropoyética (PE)]

Porfobilinógeno (PBG) PBG desaminasa [porfiria intermitente aguda (PIA)]

protoporfirina IX protoporfirinógeno oxidasa [porfiria variegada (PV)]

protoporfirinógeno IX coprofirinógeno oxidasa [coproporfiria hereditaria (CPH)]

Hidroximetilbilana

4

---—

^

uroporfirinógeno I

Uroporfirinógeno III sintasa [porfiria eritropoyética congénita (PEC)]

Uroporfirinógeno I

Coproporfirinógeno I Uroporfirinógeno descarboxiiasa [porfiria cutánea tardía (PCT)] [porfiria hepatoeritropoyética (PHE)] FIGURA 16-2.

Síntesis de hemo. Dentro de los corchetes se indican las enfermedades relacionadas con deficiencias de la enzima.

r e s e r v a d e h e m o h e p á t i c o d is m in u y e la p r o d u c c i ó n d e

g o r ía s e in c lu y e n la p o rfiria p o r d e fic ie n c ia (P D A ) d e A L A

A L A s i n t a s a . P o r e l c o n t r a r i o , la p r o d u c c i ó n d e la A L A

d e s h id r a ta s a (A L A D ) o p lu m b o p o rf ir ia ( P P ) y la p o rfiria

s i n t a s a s e i n c r e m e n t a c o n la d i s m i n u c i ó n d e h e m o . E s

i n te r m ite n te a g u d a ( P I A ). L o s e x c e s o s d e lo s i n te r m e d ia ­

p o s ib le q u e e l t a m a ñ o d e la r e s e r v a r e g u l a t o r i a d e h e m o

r io s ta rd ío s ( U R O , C O P R O y P R O T O ) ta l v e z c a u s e n s ín to ­

d e h e m o p ro te ín a s

m a s c u tá n e o s , c o m o fo to s e n s ib ilid a d , a m p o lla s , e x c e s o d e

e n e l h íg a d o . A l p a r e c e r la s d r o g a s y o t r o s c o m p u e s ­

p e lo fa c ia l e h ip e r p ig m e n ta c ió n . L a p o r firia c u tá n e a ta rd ía

sea

a fe c ta d a p o r el re q u e rim ie n to

t o s i n d u c e n la p r o d u c c i ó n d e la A L A s i n t a s a a t r a v é s

( P C T ) , p o rfiria h e p a t o e r i tr o p o y é ti c a ( P H E ) , p o r firia e ri­

d e v a r i o s m e c a n i s m o s d if e r e n te s , p e r o t o d o s d a n c o m o

tr o p o y é tic a ( P E ) y p o rfiria e r itr o p o y é tic a c o n g é n ita ( P E C )

r e s u l t a d o r e d u c c i ó n d e la r e s e r v a r e g u l a t o r i a d e h e m o .

se r e la c io n a n c o n s ín to m a s c u tá n e o s . L a fo to s e n s ib ilid a d

P o r t a n t o , e l í n d i c e d e la s í n t e s i s d e h e m o es f le x ib le y

in d u cid a p o r p o rfirin a se m an ifiesta p o r m a y o r fragilidad d e

t a l v e z c a m b i e c o n r a p i d e z e n r e s p u e s t a a u n a a m p lia

la p iel e x p u e s ta a la lu z , c o m o e n la P C T , o q u e m a d u ra

g a m a d e e s t í m u l o s e x t e r n o s . E n l o s e r i t r o c i t o s d e la

d e la p iel e x p u e s ta a la lu z, c o m o e n la P E . L o s e fe c to s d e

m é d u la ó s e a , a l p a r e c e r o t r a s e n z im a s e n el t r a n s c u r s o

la f o to s e n s ib iliz a c ió n d e las p o r firin a s s o n a trib u ib le s a la

d e la s í n t e s i s y e l í n d ic e d e l c o n s u m o i n t e r n o d e h i e r r o

a b s o r c ió n d e la lu z . A d e m á s , e s p o s ib le q u e e x i s ta n e x c e s o s

c e l u l a r c o n t r o l a n e l í n d ic e d e la s í n t e s i s d e h e m o .1

d e i n te r m e d ia r io s t e m p r a n o s y ta rd ío s , lo q u e o rig in a s ín ­

Significado clínico y correlación de la enferm edad

y p o rfiria v a rie g a d a (P V ) c a e n e n e s ta c a te g o r ía . T o d a s la s

L a s p o r firia s s o n d e fic ie n c ia s e n z im á tic a s a d q u ir id a s o

n iv e le s d e la e n z im a , a e x c e p c ió n d e la P D A y P E C , q u e

h e re d a d a s q u e d a n lu g a r a la s o b r e p r o d u c c i ó n d e lo s p r e ­

s o n re c e s iv o s a u to s ó m i c o s .2

to m a s n e u r o c u t á n e o s . L a c o p r o p o r f ir ia h e r e d ita r ia ( C P H ) p o rfiria s s e h e r e d a n c o m o r a s g o s d o m in a n te s a u to s ó m i c o s q u e p r o d u c e n a lr e d e d o r d e u n a r e d u c c ió n d e 5 0 % e n lo s

c u r s o r e s d e l h e m o e n la m é d u la ó s e a (p o rf iria s e r itr o p o y é -

E l d ia g n ó s tic o d e p o rfiria s s e e s ta b le c e p o r u n a c o m b i­

t ic a s ) o e l h íg a d o (p o rf iria s h e p á t ic a s ). E s tá n id e n tific a d o s

n a c ió n d e lo s h a lla z g o s d el h is to ria l m é d ic o y físico s y de

lo s e s ta d o s d e la e n fe rm e d a d q u e c o r r e s p o n d e n a las d efi­

la b o ra to rio . L a s p o rfiria s c u tá n e a s s o n m á s fáciles d e d ia g ­

c ie n c ia s d e la e n z im a e n c a d a p a s o d e la s ín te s is d el h e m o ,

n o s tic a r p o rq u e la fo to se n sib ilid a d su e le s e r el s ín to m a p re ­

a e x c e p c i ó n d e la A L A s in ta s a . A lg u n o s p a c ie n te s m u e s ­

se n te . E l d ia g n ó s tic o d e la b o ra to rio , si es q u e es n e c e s a rio ,

t r a n u n a d e fic ie n c ia d e la e n z im a , p e ro n o m a n ife s ta c io n e s

s e re a liz a p o r el an álisis d e las m u e s tra s a p ro p ia d a s d e lo s

c lín ic a s o b io q u ím ic a s d e la p o rfiria . E s to in d ic a q u e o tr o s

in te rm e d ia rio s e n la sín tesis d el h e m o (c u a d r o 1 6 - 1 ) . L a

f a c to r e s , c o m o la d e m a n d a d e in c r e m e n to d e la b io s ín te -

d ife re n c ia c ió n d e las p o rfiria s n e u r o ló g ic a s d e o tr o s tra s to r­

sis d e l h e m o , ta m b ié n s o n i m p o r ta n te s al c a u s a r la m a n i­

n o s es m á s d ifícil c o n b a se e n el h is to ria l y la e x p lo r a c ió n

fe s ta c ió n d e la e n fe rm e d a d . U n e x c e s o d e lo s p r e c u r s o r e s

física, y d e b e v e rifica rse p o r lo s h a lla z g o s e n el la b o ra to rio .

te m p r a n o s e n la r u t a d e la s ín te s is d e l h e m o (A L A , p o r f o ­

L a P D A h e re d a d a es e n e x t r e m o r a r a , c o n s ó lo c u a tr o

b ilin ó g e n o , o a m b o s ) p r o d u c e s ín to m a s n e u r o p s iq u iá tr i-

c a s o s in f o r m a d o s .3 E l A L A u r in a r io s e e le v a d e m a n e r a

c o s , in c lu y e n d o d o lo r a b d o m in a l, v ó m i to , e s tr e ñ im ie n to ,

im p o r t a n t e c o n la e x c r e c ió n n o r m a l d el p o r fo b ilin ó g e n o

ta q u ic a r d ia , h ip e r te n s ió n , s ín to m a s p s iq u iá tr ic o s , fieb re,

(P B G ). E l in c r e m e n to d e la c o p r o p o r f ir in a u r in a r ia III

l e u c o c i t o s is y p a re s te s ia . E n t r e las p o r firia s e n e s ta c a t e ­

p r o p o r c io n a e v id e n c ia q u e a p o y a el d ia g n ó s tic o , p e ro e sto

380

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

CUADRO 16-1. METABOLITOS ENCONTRADOS EN EXCESO EN LAS PORFIRIAS PORFIRIA

URINA

HECES

ERITROCITOS

SÍNTOMAS

PDA (PP)

ALA, COPRO III

Normal

ZPP

Neuropsiquiátricos

PIA

ALA, PBG, URO 1

Normal

Normal

Neuropslquiátricos

PEC

URO 1, COPRO 1

URO 1, COPRO 1

URO, ZPP

Cutáneos

PCT

URO 1, ISOCOPRO

ISOCOPRO

Normal

Cutáneos

PHE

URO, COPRO

ISOCOPRO

ZPP

Cutáneos

CPH

*ALA, *PBG, *COPRO III

COPRO, HARDERO

Normal

Neurocutáneos

PV

*ALA, *PBG, *COPRO III

PROTO > COPRO

Normal

Neurocutáneos

PE

Normal

PROTO > COPRO

PROTO

Cutáneos

* Indicada durante ataques agudos; PBG, porfobilinógeno; HARDERO, harderoporfirina.

t a m b ié n o c u r r e e n c a s o d e e n v e n e n a m ie n to p o r p lo m o ,

u ltra v io le ta y d e c o lo r a c ió n ro ja o p a r d u s c a b a jo lu z n o r m a l

q u e e s la c a u s a m á s fr e c u e n te d e la b a ja a c tiv id a d d e la

c o m o re s u lta d o d e d e p ó s ito s d e p o rfirin a e n el e s m a lte d e n ­

A L A D y h a y q u e d e s c a r ta r la a n te s d e h a c e r u n d ia g n ó s tic o

tal. L a s p o rfirin a s d e o rin a y fe c a le s, U R O 1 y C O P R O I, se

d e la P D A . L a P D A s e d is tin g u e d e l e n v e n e n a m ie n to p o r

e le v a n e n g ra n m e d id a . A m e n u d o la o rin a es ro ja d e b id o a

p lo m o p o r la a d ic ió n in v itro d el d itio tr e ito l u o tr o s r e a c ti ­

la p re s e n c ia d e U R O y C O P R O . L a fo to se n s ib ilid a d r e p re ­

v o s s u lfh id rilo . E s to p r o d u c e la r e s ta u r a c i ó n d e la a c tiv id a d

s e n ta u n p ro b le m a c lín ic o p rin c ip a l, q u e o c a s io n a le sio n e s

n o r m a l d e l e r i t r o c i to A L A D e n p a c ie n te s c o n e n v e n e n a ­

q u e lle g a n a in f e c ta r s e y d e ja n al p a c ie n te c o n c ic a tr ic e s o

m i e n to p o r p lo m o , p e ro n in g ú n c a m b io e n la r e d u c c ió n d e

in c id e n c ia s m ú ltip le s q u e tal v e z p r o d u z c a n la m u tila c ió n

la a c tiv id a d d e A L A D e n p a c ie n te s c o n P D A .3

d e o íd o s , n a riz o d e d o s . C o n fr e c u e n c ia s e o b s e rv a c r e c i ­

L a PLA s e o rig in a p o r u n a d e ficie n cia d e la e n z im a PBG

m ie n to a n o r m a l d e c a b e llo e n las á re a s e x p u e s ta s . Se p ie n sa

d e a m in a sa (P B G D ). E n la m a y o r p a rte d e lo s p aíses d e sa rro ­

q u e las d e s fig u ra c io n e s d e e ste t r a s to r n o y la te n d e n c ia a

lla d o s, la fre c u e n c ia e stim a d a d e a ta q u e s a g u d o s d e P IA e s d e

e v ita r la lu z d el d ía (d e ah í q u e q u ie n e s lo p a d e c e n só lo

u n o a d o s p o r c a d a 1 0 0 0 0 0 , c o n u n a fre cu e n cia m á s alta en

s a lg a n en la n o c h e ) d io o rig e n a la le y e n d a d e lo s h o m b r e s

p a íse s e s c a n d in a v o s .3 L a P B G D se c o d ifica e n el c r o m o s o m a

l o b o .5 A d e m á s , lo s p a c ie n te s d e sa rro lla n a n e m ia h e m o lític a

l l q 2 3 , c o n m á s d e 1 0 0 m u ta c io n e s d e este g e n d e s c rita s .3

y e sp le n o m e g a lia c o n h e m o lis is q u e s irv e c o m o e s tím u lo

A u n q u e la h e re n c ia es d o m in a n te a u to s ó m ic a , só lo alre d e ­

p a ra a u m e n ta r la p r o d u c c ió n d e p o rfirin a e n la m é d u la

d o r d e 1 0 % d e lo s p a c ie n te s c o n la d e ficie n cia su fre n ataq u es

ó s e a .6 E l tra s p la n te a lo g é n ic o d e m é d u la ó se a re s u ltó c u r a ­

d e la e n fe rm e d a d , d e m o d o q u e o tr o s fa c to re s e tio ló g ico s

tiv o e n p a c ie n te s c o n P E C . E l u s o d e cé lu la s m a d re p a ra el

e stá n im p lica d o s . L a s d ro g a s s o n la c a u s a m á s h a b itu a l p a ra

tr a ta m ie n to d e p a c ie n te s c o n P E C e stá b a jo in v e s tig a c ió n .3

la o c u rre n c ia d e la e n fe rm e d a d , e n e sp e cia l b a rb itú ric o s y

E n la P C T , la p o rfiria m á s f r e c u e n te , y e n la m á s ra r a

su lfa m id a s. S in e m b a rg o , u n a a m p lia g a m a d e d ro g a s lleg an

P H E , o c u r r e d e fic ie n c ia d e u r o p o r f ir in ó g e n o d e s c a r b o x i ­

a s e r p e lig ro sa s. E s ta e n fe rm e d a d se c a r a c te r iz a p o r v a rio s

la sa (U R O D ). L a P C T s e su b d iv id e e n d o s tip o s : el tip o

s ín to m a s n e u r o ló g ic o s c o n d o lo ro s o s c ó lic o s e s to m a c a le s

I e s p o r á d ic o , e n el q u e la a c tiv id a d r e d u c id a d e la U R O D

y, a v e c e s , fieb re y v ó m ito . L o s h a lla z g o s c a r a c te r ís tic o s de

s e re s tr in g e al h íg a d o y n o e x is te a n te c e d e n t e fa m ilia r d e

la b o ra to rio c o n s ta n d e u n a e le v a c ió n m a rc a d a d e la A L A y

la e n fe rm e d a d ; y el tip o II fa m ilia r, c a r a c te r iz a d o p o r d e fi­

el P B G e n la o rin a , a u n q u e e s to s re s u lta d o s tal v e z se a n n o r­

c i e n c i a d e U R O D e n to d o el te jid o y u n p a tr ó n h e r e d ita rio

m a le s e n tre u n a ta q u e y o tro . L a o rin a d e u n p a c ie n te c o n

a u to n ó m ic o d o m in a n te . E n e s tu d io s g e n é tic o s se d e m o s ­

m a n ife s ta c io n e s clín ic a s d e P IA tal v e z s e v u e lv a ro ja o café

t r ó q u e la P C T n o es u n s im p le t r a s t o r n o m o n o g é n i c o ,

o s c u ro d e b id o a la co n v e rs ió n n o e n z im á tic a a u ro p o rfirin a

s in o m á s b ie n u n g r u p o d e e n fe rm e d a d e s c a r a c te r iz a d a s

1, u n p ro c e s o q u e tal v e z se re tra se c o n la re frig e ra c ió n , la

p o r d iv e rs a s m u t a c io n e s e n la c o d if ic a c ió n d el g e n ( m a p e o

p r o te c c ió n c o n tr a lu z y el aju ste a lca lin o a u n p H d e 8 .0 a

e n e l c r o m o s o m a l p 3 4 ) p a ra U R O D y tal v e z e n o tr o s

9 .0 .

g e n e s e x t e r n o s al sitio d e la U R O D .7 P o r lo g e n e r a l, la P C T

L a s a n o rm a lid a d e s e le ctro lítica s, c o m o la h ip o n a tre m ia

d u ra n te a ta q u e s a g u d o s , co n trib u y e n a re a liz a r el d ia g n ó s­

s e p r e s e n ta e n la e d a d a d u lta c o n a m p o lla s y fra g ilid a d

tic o .3 Se re a liz a m e d ic ió n d e lo s n iv eles d e e ritro c ito o d e

c u tá n e a s e n á re a s e x p u e s t a s a la lu z , d e m a n e r a típ ic a la s

lin fo b la sto d e la P B G D p a ra c o n firm a r el d ia g n ó s tic o .4

m a n o s , j u n t o c o n c i e r t o c r e c im ie n to a n o r m a l d e c a b e llo .

L a P E C , u n a d e fic ie n c ia d e la u r o p o r firin ó g e n o III c o s in -

E n las m u e s tr a s d e b io p s ia d el h íg a d o d e e s to s p a c ie n te s

ta sa , e s u n a d e la s p o rfiria s m á s r a r a s (m e n o s d e 2 0 0 c a s o s

s e o b s e rv a f lu o r e s c e n c ia , h e m o s id e r o s is , in f iltr a c ió n d e

in f o r m a d o s ). P o r lo g e n e ra l, a p a re c e p o c o d e s p u é s d el n a c i­

g ra s a y g r a d o s v a ria b le s d e n e c r o s is y fib ro sis. L a P C T se

m ie n to , c o n m a n ife s ta c io n e s in ic ia le s d e m a n c h a s d e c o lo r

d if e re n c ia d e l re s to d e la s p o rfiria s p o r tre s c a r a c te r ís ti c a s :

ro jo m a r r ó n d e la o rin a e n lo s p a ñ a le s y fo to se n s ib ilid a d

a) r e la c ió n d e le s io n e s d e la p ie l c o n d e fic ie n c ia g ra v e d e

c u tá n e a .4 T a m b ié n s e c o n o c e c o m o enfermedad de Günther. E n lo s d ie n te s s e o b s e rv a flu o r e s c e n c ia ro ja b a jo lu z

la U R O D , lo q u e d a c o m o re s u lta d o a u m e n to d e la e x c r e ­ c i ó n d e u ro p o r f ir in a , p o rfirin a h e p t a c a r b o x íl i c a , i s o c o p r o -

CAPÍTULO 16 ■ PORFIRINAS Y HEMOGLOBINA

381

p o rfirin a y o tr a s p o r firin a s ; b ) re m is ió n s e g u id a d e d o s is

o d o lo r e n la p ie l al e x p o n e r s e a lu z so la r. A d e m á s , a lg u n o s

b a ja d e c lo r o q u in a o d is m in u c ió n d e h ie r r o ; y c ) c ie r to

p a d e c e n e n fe rm e d a d h e p á tic a g ra v e . E l d ia g n ó s tic o d e P E

g r a d o d e d a ñ o c e lu la r h e p á t ic o e n c a s i to d o s lo s p a c ie n ­

s e e s ta b le c e al d e m o s tr a r a u m e n to d e lo s n iv e le s d e P R O ­

t e s .8 E n s u je to s c o n p r e d is p o s ic ió n g e n é tic a , la P C T s e

T O e n e r itr o c ito s , p la sm a y m a te r ia fe c a l, ju n t o c o n p o rfiri­

i n d u c e p o r v a r io s f a c to r e s , c o m o el a l c o h o l , el e s tr ó g e n o ,

n a s u r in a r ia s n o r m a le s o a u m e n to d e C O P R O I. E n la P E se

lo s h id r o c a r b u r o s a r o m á ti c o s h a lo g e n a d o s ( h e x a c l o r o b e n -

o b s e rv a n c o n c e n t r a c i o n e s e le v a d a s d e p ro to p o rf ir in a lib re

c e n o y 2 ,3 ,7 ,8 - t e t r a c l o r o d i b e n z o - p - d i o x i n a ) , la in f e c c ió n

(n o u n id a al c i n c ) e n e r itr o c ito s y p la s m a . L a e x p r e s ió n

p o r h e p a titis C y el v ir u s d e i n m u n o d e f ic ie n c ia h u m a n a

c lín ic a d e la e n fe rm e d a d v a ría e n g ra n m e d id a . E n a lg u ­

( V I H ), la ta la s e m ia , lo s tu m o r e s h e p á t ic o s , la h e m o d iá -

n o s in d iv id u o s n o se o b s e rv a n m a n ife s ta c io n e s c lín ic a s

lisis y e l tr a s p la n te d e la m é d u la ó s e a .7’9 E n las p ru e b a s

d e la e n fe rm e d a d , p e ro e x is te a u m e n to d e lo s n iv e le s d e

d e l a b o r a to r io , la P C T s e c a r a c te r iz a p o r a u m e n to d e las

P R O T O -e r itr o c ito . L a h e re n c ia s e c u n d a r ia d e u n a se g u n d a

c o n c e n t r a c i o n e s d e U R O u r i n a r io , C O P R O , y 7 - c a r b o x i l

m u t a c ió n d éb il d e l g e n d e fe r ro q u e la ta s a (a d e m á s d e las

p o r firin a III, U R O p la s m á tic a e i s o c o p r o p o r f ir in a s fe c a le s

m u ta c io n e s p rim a r ia s d e te c ta d a s ) ta l v e z e x p liq u e la s d ife­

( I S O C O P R O )4. O tr o h a lla z g o d e l a b o r a to r io q u e ta m b ié n

re n c ia s in d iv id u a le s im p o r ta n te s d e la e x p r e s ió n c lín ic a .3

s e o b s e rv a e n e sta e n fe rm e d a d es e le v a c ió n d e h ie r r o s é r i­ c o , fe rritin a y e n z im a s h e p á tic a s .

E l tr a ta m ie n to d e las p o rfiria s h e re d ita ria s e s tá d e stin a d o a m o d if ic a r las a n o r m a lid a d e s b io q u ím ic a s q u e c a u s a n lo s

L a P H E , u n a f o r m a r a r a d e la P C T , o c u r r e e n in d iv id u o s

s ín to m a s c lín ic o s . L a s m a n ife s ta c io n e s c u tá n e a s se tr a ta n

q u e p a d e c e n e s ta d o s h o m o c ig ó t ic o s u h e te r o c ig ó t ic o s c o m ­

a l e v ita r la lu z so la r, u s a r b lo q u e a d o r e s y c o n s u m ir [j-c a ro -

p u e s to s p o r m u t a c io n e s q u e p r o d u c e n d e fic ie n c ia m a r c a ­

te n o p o r v ía o ra l, q u e a c tú a c o m o u n a tra m p a d e o x íg e n o ,

d a d e U R O D .3 L a s c a r a c te r ís ti c a s c lín ic a s s o n s im ila re s a

p a ra p re v e n ir d a ñ o e n la p ie l. L a r e d u c c ió n d e la c a r g a d e

la s d e la P E C , in c lu y e n d o fo to s e n s ib ilid a d q u e c o m ie n z a

h e m o s e lo g r a p o r fle b o to m ía o al a d m in is tra r d e s fe r rio x a -

e n la n iñ e z . L o s p a c ie n te s s o n a fe c ta d o s d e m a n e r a g ra v e y

m in a p a ra q u e la r al h ie r ro . E s p o s ib le u tiliz a r la h e m a tin a

d e s a rr o lla n e x c e s o d e v e llo fa c ia l y c i c a t r i c e s e n la s m a n o s

in tra v e n o s a p a r a c o n tr a r r e s ta r lo s a ta q u e s a g u d o s d e la d is ­

y la c a r a . L a g ra v e d a d d e la fo to s e n s ib ilid a d m e j o r a u n

fu n c ió n n e u r o ló g ic a . L a h e m a tin a , u n a e n z im a in h ib id o ra ,

p o c o c o n la e d a d , p e ro la e n fe rm e d a d h e p á tic a c o n tin ú a .

lim ita la sín te s is d e p o rfirin a s e n c é lu la s d e la m é d u la ó se a .

L o s n iv e le s d e p o rfirin a u r in a r ia y fe c a l s o n s im ila re s a

E l c e s e d e fa c to r e s p r e c ip ita n te s , c o m o la in g e s tió n d e a l c o ­

lo s e n c o n t r a d o s e n la P C T . L a s c o n c e n t r a c i o n e s d e la c i n c

h o l o d e e s tró g e n o s , d eb e c o n s ti t u i r la p r im e r a lín e a d el

p r o to p o r f ir in a ( Z P P ) d el e r i t r o c i to a u m e n ta n e n la P H E y

tra ta m ie n to p a ra la P C T .10 A l p a r e c e r la te ra p ia d e g e n (la

s o n n o r m a le s e n la P C T .4

a d ic ió n d el g e n n o r m a l a las c é lu la s m a d re d e la m é d u la

L a C P H , u n a d e fic ie n c ia d e la c o p r o p o r f ir in ó g e n o o x i ­

ó s e a d el p a c ie n te , c o m o a ñ a d ir el g e n n o r m a l d e la fe r ro ­

d a s a , e s u n a a f e c c ió n m u y le v e c o n m a n if e s ta c io n e s s o b re

q u e la ta s a a las c é lu la s d e u n p a c ie n te c o n P E ) c o n s titu y e

to d o n e u r o ló g ic a s y fo to s e n s ib ilid a d c u tá n e a e n a lre d e d o r

u n tra ta m ie n to fu tu r o fa c tib le p a ra las p o r firia s .10

d e l 3 0 % d e lo s p a c ie n te s .4 L o s a ta q u e s s e p r e c ip ita n p o r la

E l té r m in o porfirias secundarias, o porfirinurias, s e a p lica

e x p o s ic i ó n a c ie r ta s d ro g a s , h o r m o n a s y c a m b io s a lim e n ti­

a t r a s t o r n o s a d q u ir id o s e n lo s q u e s e o b s e rv a u n a u m e n to

c i o s .3 L a c a r a c te r ís ti c a d is tin tiv a d e la C P H es u n a u m e n to

le v e a m o d e r a d o e n la e x c r e c i ó n d e p o r firin a s u rin a r ia s . E n

im p o r ta n te d e la e x c r e c ió n d e C O P R O III e n o rin a y h e c e s

e s te c a s o , d ic h o s t r a s to r n o s n o s o n re s u lta d o d e u n d e fe c to

y la p r e s e n c ia d e h a rd e ro p o r firin a , u n a p o rfirin a tr e s -c a r -

b io q u ím ic o h e re d a d o en la sín te s is d el h e m o , s in o q u e se

b o x i l e n la s h e c e s . T a m b ié n o c u r r e u n in c r e m e n to d e la

o r ig in a n p o r o tr o tr a s t o r n o , t o x i n a o d ro g a q u e in te rfie re

C O P R O e n p la s m a . D u r a n te a ta q u e s a g u d o s , s e e le v a la

c o n la sín te s is d e l h e m o . L o s s ín to m a s , e n a lg u n o s c a s o s ,

e x c r e c i ó n u r in a r ia d e C O P R O III, A L A y P B G . L a P V es fre­

s o n s im ila re s a las p o rfiria s h e re d a d a s . V a ria s a n e m ia s ,

c u e n t e e n el s u r d e Á fric a y s u s o ríg e n e s s e r e m o n t a n a u n a

e n fe rm e d a d e s h e p á tic a s y to x in a s , c o m o el p lo m o y a l c o ­

p a re ja q u e e m ig ró d e H o la n d a e n 1 6 8 8 . L a c a u s a es u n a

h o l, c a e n e n e s ta c a te g o r ía . E l p lo m o in h ib e la a c tiv id a d d e

d e fic ie n c ia d e la a c tiv id a d d e la p ro to p o r f ir in ó g e n o o x id a ­

la P B G sin ta s a y la i n c o r p o r a c ió n d el h ie r r o e n el h e m o .

sa . L a s m a n ife s ta c io n e s c lín ic a s in c lu y e n a ta q u e s a g u d o s

L a s p o r firia s s e c u n d a ria s s e d is tin g u e n d e la s v e r d a d e r a s

d e d is f u n c ió n n e u r o ló g ic a ( c o m o lo s d e la P IA ) o fo to d e r-

al m e d ir lo s n iv e le s d e A L A y P B G u r in a r io s . E n la p o rfiria

m a titis ( c o m o e n la C P H y la P C T ) , o a m b o s . L o s h a lla z g o s

s e c u n d a r ia , las c o n c e n t r a c i o n e s d e A L A a u m e n ta n e n la

c a r a c te r ís ti c o s e n l a b o r a to r io c o n s ta n d e a u m e n to d e lo s

o r in a , e n t a n to q u e la e x c r e c ió n d e P B G a m e n u d o p e r m a ­

n iv e le s d e C O P R O y P R O T O e n h e c e s , c o n c o n c e n t r a c i o ­

n e c e n o r m a l. E n el e n v e n e n a m ie n to p o r p lo m o ta m b ié n

n e s d e P R O T O q u e e x c e d e n las d e C O P R O y d e C O P R O

s e s u e le o b s e r v a r u n a u m e n to d e C O P R O e n o r in a y d e l

III m á s e le v a d a s q u e las d e C O P R O I. L o s c o m p le jo s d e

e r i t r o c i to ZPP, a s í c o m o e le v a c ió n d e A L A . S in e m b a rg o ,

p o r f ir in a -p r o te ín a e s p e c íf ic o s d e la P V (X -p o r f i r i n a s ) e s tá n

la d e te r m in a c ió n d el p lo m o e n s a n g re es el m é t o d o m á s

p r e s e n te s e n p la s m a .4 D u r a n te a ta q u e s a g u d o s , a u m e n ta la

p r e c is o p a r a d e te c t a r e n v e n e n a m ie n to p o r p lo m o .

e x c r e c i ó n u r in a r ia d e A L A y P B G . S in e m b a rg o , e n s u je to s a s i n t o m á t ic o s , la e x c r e c ió n a m e n u d o es n o r m a l.

M étodos para el análisis de porfirinas

L a P E , la s e g u n d a p o rfiria m a s fr e c u e n te , s e p r o d u c e p o r u n a d e fic ie n c ia d e la fe rro q u e la ta s a , la ú ltim a e n z im a en

E x is te n an álisis e n z im á tic o s in d iv id u a le s d isp o n ib le s p a ra

la r u ta d e l h e m o . E l p rin c ip a l s ín to m a c lín ic o e s la fo to ­

c a d a e n z im a d e fe c tu o s a q u e c a u s a p o rfiria . P o r lo g e n e ra l,

se n sib ilid a d , q u e p o r lo g e n e ra l s e p re s e n ta a p a r tir d e la

e s to s p r o c e d im ie n to s in c lu y e n la a d ic ió n d el s u s tr a to b a jo

in fa n c ia . L o s p a c ie n te s s e q u e ja n d e q u e m a d u ra s , c o m e z ó n

c o n d ic io n e s c e r c a n a s al p H y te m p e ra tu r a fisio ló g ico s, el

382

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

E S T U D IO D E C A S O 16-1 U n h o m b r e d e 5 8 a ñ o s d e e d a d c o n a n te c e d e n te d e

Preguntas

a lc o h o lis m o s e q u e ja d e a u m e n to d e la fra g ilid a d d e la p ie l y f o r m a c i ó n d e le s io n e s c u tá n e a s e n m a n o s , fr e n ­ te , c u e llo y o íd o s d u r a n te e x p o s ic i ó n al s o l. A d e m á s ,

1. ¿ C u á l es el t r a s t o r n o m á s p ro b a b le ? 2 . ¿ Q u é p ru e b a c o n firm a tiv a s e d e b e re a liz a r?

e n u n e x a m e n fís ic o se o b s e r v ó h ip e r p ig m e n ta c ió n e h ip e r tr ic o s is . E n lo s h a lla z g o s d e l a b o r a to r io se m o s tr ó

3 . ¿ C u á l e s el f a c to r p r e c ip ita n te m á s p ro b a b le ?

u n a u m e n to d e la u ro p o r firin a u r in a r ia y lig e ro a u m e n ­

4 . ¿ C u á le s s o n o tr a s c a u s a s d e c a s o s a d q u ir id o s d e e ste

to d e la c o p r o p o r f ir in a , c o n n iv e le s n o r m a le s d e A L A

tip o d e p o rfiria ?

y p o r f o b ilin ó g e n o . L a is o c o p r o p o r f ir in a fu e e le v a d a e n h e c e s . L a fe rritin a y la tra n s a m in a s a s é r ic a s a u m e n ta ­ r o n . L a s c o n c e n t r a c i o n e s d e la Z P P d el e r i t r o c i to y F E P f u e ro n n o r m a le s .

5 . ¿ C ó m o s e d is tin g u e e s te c a s o d e la d e fic ie n c ia d e h o m o c ig o s d e e sta e n z im a ? 6 . ¿ C ó m o s e d is tin g u e e s te tip o d e p o rfiria d e o tr a s q u e c a u s a n s ín to m a s c u tá n e o s ?

ce s e d e la r e a c c ió n p o r la a d ic ió n d e a g e n te s p re c ip ita n te s

c o l o r ro jo -a n a r a n ja d o c u a n d o s e m e z c la c o n el re a c tiv o d e

d e p ro te ín a y la s e p a ra c ió n (a m e n u d o p o r H P L C ), se g u i­

E h r l i c h ( á c id o p -d im e tila m in o b e n z a ld e h íd o ). E n la p r u e ­

d a p o r id e n tific a c ió n y c u a n tif ic a c ió n flu o r o m é tric a s , d e los

b a d e W a t s o n - S c h w a r t z , s e re a liz a u n a e x t r a c c i ó n c o n c l o ­

p r o d u c to s d e la p o rfirin a .4 S in e m b a rg o , la m a y o r p a rte a ú n

r o f o r m o o b u ta n o l p a ra d if e re n c ia r al P B G d e s u s ta n c ia s

e stá lim ita d a p a ra su u s o en la b o ra to rio s e sp e cia liz a d o s y n o

in te r f e r e n te s , c o m o el u r o b ilin ó g e n o o el in d o l. Si p e r m a ­

se e stu d ia n a q u í. E s p o sib le re a liz a r p ru e b a s d e v a lo r a c ió n

n e c e u n c o l o r r o jo c e r e z a e n la fa se a c u o s a d e s p u é s d e a ñ a ­

c o n fa cilid a d , m is m a s q u e tal v e z s e a n b e n é fica s e n s itu a ­

d ir c l o r o f o r m o o b u ta n o l, e sto in d ic a u n a p r u e b a p o s itiv a

c io n e s d e u rg e n c ia . S in e m b a rg o , se d eb e p o n e r a te n c ió n

p a ra P B G . E l r e a c tiv o d e la p ru e b a d e H o e s c h n o r e a c c io n a

e n la in te rp re ta c ió n p o r la o c u r r e n c ia d e re s u lta d o s falso s-

c o n el u r o b ilin ó g e n o ; p o r ta n to , a v e c e s s e u tiliz a p a ra c o n ­

n e g a tiv o s y fa ls o s -p o s itiv o s .11' 12 E n lo s an álisis c u a n tita tiv o s

fir m a r lo s r e s u lta d o s d e la p ru e b a d e W a ts o n -S c h w a r tz . E l

e s n e c e s a rio s e g u ir to d a s las p ru e b a s d e in v e s tig a c ió n . L o s

p o r fo b ilin ó g e n o y A L A s e d e te r m in a n d e m a n e r a c u a n t it a ­

a n á lisis c u a n tita tiv o s d e las tre s p o rfirin a s (U R O , P R O T O

tiv a p o r s e p a r a c ió n s u c e s iv a e n d o s c o l u m n a s d e i n t e r c a m ­

y C O P R O ) y d e lo s d o s p re c u rs o r e s d e

b io i ó n i c o .4 U n a a líc u o ta d e o rin a s e c a r g a e n u n a c o lu m n a

p o rfirin a (A L A y

P B G ) s irv e n p a ra cla sifica r la m a y o r p a rte d e las p o rfiria s.

d e in te r c a m b io a n ió n ic o o d e a lú m in a q u e re tie n e el P B G , e n t a n to el A L A p a s a a tra v é s d e ella. D e s p u é s d e la v a rlo

Pruebas para el PBG y ALA urinarios

p a ra q u ita r s u s ta n c ia s in te rf e re n te s , el P B G s e d ilu y e c o n

L a s d o s p ru e b a s d e v a lo r a c i ó n m á s fr e c u e n te s d el P B G u r i­

á c id o a c é t ic o y s e m id e d e m a n e ra e s p e c tr o f o t o m é t r i c a a

n a r io s o n la s d e W a ts o n -S c h w a r tz y d e H o e s c h .4'13 A m b a s

tra v é s d el re a c tiv o d e E h r lic h . E l s o b r e n a d a n te d e la p r i­

p ru e b a s se b a s a n e n e l p rin c ip io d e q u e el P B G f o r m a u n

m e r a c o l u m n a s e c a r g a e n u n a c o l u m n a d e in te r c a m b io

ES T U D IO D E C A S O 16-2 D ía s d e s p u é s d e u n a la p a r o to m ía p o r “o b s tr u c c i ó n in te s ­

Preguntas

tin a l” , u n a j o v e n e n fe rm e ra d e l s u r d e Á fr ic a c o m e n z ó a p a d e c e r t r a s t o r n o s e m o c io n a le s e h is te ria . D u r a n te m á s d e u n a s e m a n a a n te s d e la o p e r a c i ó n , to m ó c á p s u la s d e b a rb itú r ic o p a ra a y u d a r al s u e ñ o . C u a n d o s e le re v is ó p o r p r im e r a v e z , se q u e jó d e d o lo r a b d o m in a l y m u s ­

1 . ¿ Q u é p o s ib le tr a s t o r n o p a d e c ía e s ta jo v e n , y p o r q u é se m a n ife s tó e n ese m o m e n to ? 2 . ¿ P o d r ía n a lg u n o s m ie m b r o s d e su fa m ilia te n e r u n a e n fe rm e d a d s im ila r ?

c u la r g ra v e y d e d e b ilid a d g e n e r a l. Se o b s e rv ó a u s e n c ia d e lo s re fle jo s d e l te n d ó n , a d e m á s d e v ó m i to y e s tre ñ i­

3 . ¿ Q u é d e f e c to e n z im á tic o p a d e c ía ?

m i e n to . Su o rin a e ra d e c o l o r o s c u r o s o b re el e s tá n d a r

4 . ¿ Q u é o tr a s p ru e b a s c o n firm a tiv a s , si es q u e las h ay,

y e m itió u n a f lu o r e s c e n c ia r o s a b rilla n te c u a n d o s e le o b s e rv ó b a jo lu z u ltra v io le ta . E n u n p la z o d e 2 4 h o r a s , q u e d ó p a ra liz a d a p o r c o m p l e to y a lo s d o s d ía s m u r ió .

p o d r ía n re a liz a rs e ?

CAPITULO 16 ■ PORFIRINAS Y HEMOGLOBINA

383

c a t ió n ic o p a ra r e te n e r el A L A y lu e g o es e lu id o c o n a c e ta to

Z P P s e i n f o r m e n c o m o p r o p o r c ió n c o n la c o n c e n t r a c i ó n

d e s o d io . E l A L A e lu id o a c t ú a c o n el re a c tiv o d e E h r li c h

d e l h e m o ( p o r m o l d e h e m o ) .14

d e s p u é s d e c o n d e n s a r lo c o n a c e t il a c e t o n a p a ra f o r m a r u n

L a s té c n i c a s d e d ia g n ó s tic o m o l e c u la r c o m i e n z a n a s e r

p ir r o l y lu e g o m e d irlo d e m a n e r a e s p e c tr o f o t o m é t r i c a .4

ú tile s e n el d ia g n ó s tic o d e la s p o r firia s .3,15 E s tá n id e n tific a ­

Pruebas para las porfirinas

d e la sín te s is d e l h e m o , y d e s c u b ie r ta s las m u t a c io n e s q u e

d o s la m a y o r p a r te d e lo s g e n e s q u e c o d if ic a n la s e n z im a s

L a s p ru e b a s d e v a lo r a c ió n y c u a n tita tiv a s d e p o rfirin a s en

c a u s a n v a ria s p o rfiria s . E l u s o d e e s ta s té c n i c a s p a r a a y u d a r

o rin a , s a n g re (e r itr o c ito s y p la s m a ) y h e c e s se b a sa n e n el

e n el d ia g n ó s tic o d e p o rfiria s tie n e c ie r ta s v e n ta ja s s o b re

a u m e n to d e la flu o re s c e n c ia d e e s to s c o m p u e s to s e n s o lu ­

lo s a n á lis is b io q u ím ic o s tra d ic io n a le s . L a in t e r p r e t a c i ó n d e

c ió n a cid a . P o r lo g e n e ra l, s e e x tr a e u n a a líc u o ta d e la m u e s ­

la s p ru e b a s tra d ic io n a le s s e c o m p lic a p o r el h e c h o d e q u e

tra e n u n s o lv e n te o rg á n ic o y lu e g o s e v u e lv e a e x t r a e r en

lo s a n a lito s q u e s e m id e n tal v e z s e a n n o r m a l e s , e x c e p to

u n a c a p a a c u o s a a c id ific a d a . E n p r o c e d im ie n to s d e v a lo ­

d u r a n te a ta q u e a g u d o . A d e m á s , la c a n tid a d d e p o rfirin a

r a c ió n , la s m u e s tr a s q u e c o n ti e n e n p o r firin a s e x h ib ir á n

e x c r e ta d a e n lo s d is tin to s t r a s t o r n o s es b a s ta n te v a ria b le ,

f lu o r e s c e n c ia ro s a d a o ro ja e n la c a p a a c u o s a c u a n d o se

lo q u e p r o d u c e tra s la p e im p o r t a n t e e n tr e lo s p a c ie n te s

o b s e r v a n b a jo la lá m p a ra d e W o o d

a fe c ta d o s y lo s n o r m a le s . A l v a lo r a r la la m u t a c ió n c a u s a n ­

(u l tr a v io l e ta ) . L o s

p r o c e d im ie n to s c u a n tita tiv o s in c lu y e n m e d ic io n e s flu o ro -

te d e la e n fe rm e d a d , es p o s ib le s u p e r a r e s to s p ro b le m a s d e

m é t r ic a s a m e n u d o a u n a lo n g itu d d e o n d a d e e x c i t a c i ó n

v a ria b ilid a d b io ló g ic a y la a c tiv id a d d e la e n fe rm e d a d . S in

d e 4 0 0 a 4 0 5 n m y lo n g itu d d e o n d a d e e m is ió n d e 5 9 4 a

e m b a rg o , q u iz á la a p lic a c ió n m á s im p o r t a n t e d e la e v a lu a ­

5 9 8 n m . L a s s o lu c io n e s e s tá n d a r d e c o p r o p o r f ir in a , u r o ­

c i ó n m o l e c u la r r a d ic a en su u s o p a r a d e te c t a r p o r ta d o r e s

p o r firin a y, ta l v e z , p r o to p o r f ir in a s e u tiliz a n p a r a c a l c u ­

a s i n t o m á t ic o s d e l g e n , q u e n o s e id e n tific a n c o n fa c ilid a d

l a r la s c o n c e n t r a c i o n e s d e p o r firin a e n las m u e s tr a s . C a d a

e n las p ru e b a s e s tá n d a r d e l a b o r a t o r i o .15

p o r firin a e x h ib e d ife re n te s lo n g itu d e s d e o n d a d e e x c i ­ ta c ió n y d e e m is ió n (d e p e n d e d el s o l v e n t e ). E n a lg u n o s p r o c e d im ie n to s s e u tiliz a n lo n g itu d e s d e o n d a m e d ia s , e n

HEM OGLOBINA

t a n to q u e e n o tr o s s e in c lu y e n v a ria s m e d ic io n e s y c á lc u lo

Papel en el cuerpo

d e lo s n iv e le s d e c a d a p o r firin a . P a ra v e rific a r r e s u lta d o s

L a h e m o g lo b in a tie n e m u c h a s fu n c io n e s i m p o r ta n te s e n

p o s itiv o s y e lim in a r p o s ib le s in te r f e r e n c ia s , s e r e c o m ie n d a

el c u e r p o . Su p a p e l m á s im p o r t a n t e es el tr a n s p o r te d e l

c o m p a r a r la to m o g ra f ía d e la flu o r e s c e n c ia c o n la s t o m o -

o x íg e n o al te jid o y d el C O , d e re g r e s o a lo s p u lm o n e s .

g ra fía s d e e s tá n d a re s . L o s p r o c e d im ie n to s f lu o r o m é tr ic o s

L a m o lé c u la d e la h e m o g lo b in a e s tá d is e ñ a d a p a ra c a p ta r

s o n m á s s e n s ib le s q u e a q u e llo s q u e m id e n la a b s o rb a n c ia

o x íg e n o e n á re a s d e a lta te n s ió n d e o x íg e n o y lib e ra r lo e n

d e p o r firin a s .

á re a s d e b a ja te n s ió n . L a h e m o g lo b in a s e lle v a a to d o s lo s

E n o tr a s p r u e b a s d e p o r firin a s se u tiliz a la s e p a r a c i ó n

te jid o s d el c u e r p o p o r lo s e r i t r o c i to s . A d e m á s , la h e m o ­

c r o m a t o g r á f l c a y c u a n t if i c a c ió n d e las p o r f ir in a s in d iv i­

g lo b in a re p r e s e n ta u n o d e lo s p rin c ip a le s s is te m a s a m o r ti ­

d u a le s c o n e s p e c tr o f o t o m e t r í a o flu o r o m e tr ía . L a c r o m a ­

g u a d o re s d e l c u e r p o .

to g r a fía líq u id a d e a lta r e s o l u c ió n d e fa se in v e rs a (C L A R ) s e p a r a la s p o r f ir in a s , i n c l u y e n d o lo s is ó m e r o s . L a e l e c tr o ­ fo re s is d e z o n a c a p ila r ( E Z C ) , q u e s e p a r a c o m p u e s to s c o n

Estructura de la hem oglobina

b a s e e n la p r o p o r c ió n c a r g a /m a s a (m o d if ic a d a p o r el a j u s ­

L a h e m o g lo b in a es u n a m o l é c u la p r o te i c a g ra n d e y c o m ­

te d e l p H ) , c o n s ti t u y e o tr a t é c n i c a c r o m a t o g r á f l c a u s a d a

p le ja c o n p e s o m o l e c u la r d e a lre d e d o r d e 6 4 0 0 0 . T ie n e

p a r a la c u a n t if i c a c ió n d e p o r f ir in a s . E s ta t é c n i c a es ta n

f o r m a c a s i e s fé ric a y c o n s ta d e d o s p a r te s p r in c ip a le s : el

s e n s ib le c o m o la C L A R e n la d e t e c c i ó n d e flu o r e s c e n c ia

h e m o , q u e c o m p r e n d e 3 % d e la m o l é c u la , y las p ro te ín a s

y tie n e la s v e n ta ja s d e i n s t r u m e n t a c ió n m á s s e n c illa , u so

g lo b in a s , q u e r e p r e s e n ta n el 9 7 % re s ta n te . L a p o r c i ó n d e l

m í n im o d e s o lv e n te o r g á n ic o y c o n s u m o d e r e a c ti v o m á s

h e m o a b a rc a u n a n illo d e p o r firin a c o n el h ie r r o q u e la d o

b a jo .4

e n el c e n tr o . E l á t o m o de h ie r r o es el s itio d e u n ió n re v e r­

L a c i n c p r o to p o r f ir in a , u n m e ta b o lito n o r m a l fo r m a d o

sib le d e l o x íg e n o . L a p o r c ió n d e p r o te ín a c o n s ta d e d o s

p o r la q u e la c ió n d e c i n c e n lu g a r d e h ie r r o c o n p r o to p o r ­

p a re s d e c a d e n a s d e g lo b in a q u e se tu e r c e n j u n t a s p a ra

firin a d u r a n te la b io s ín te s is d e l h e m o , es o tr a p o rfirin a

q u e lo s g r u p o s h e m o q u e d e n e x p u e s t o s e n el e x t e r i o r d e

q u e d e b e m e d irs e . E l a u m e n to e n la f o r m a c i ó n d e c i n c

la m o lé c u la (fig. 1 6 - 3 ) . L a m o lé c u la c o m p le ta d e h e m o g lo ­

p r o to p o r f ir in a o c u r r e d u r a n te p e r ío d o s d e in s u fic ie n c ia d e

b in a c o n ti e n e c u a tr o g ru p o s h e m o u n id o s a c a d a u n a d e

h ie r r o o d e te r io r o d el u s o d el m is m o . D e s d e el p u n to d e

las c u a tr o c a d e n a s d e g lo b in a y t r a n s p o r ta n h a s ta c u a tr o

v is ta c l ín i c o , s e re s p a ld a el e m p le o d e la Z P P c o m o p ru e b a

m o lé c u la s d e o x íg e n o . C a d a c a d e n a d e g lo b in a c o n tie n e

v a lio s a p a r a e v a lu a r la n u t r i c i ó n y el m e ta b o lis m o d e l h ie ­

1 4 1 o m á s a m in o á c id o s .

r r o e n v a r io s c o n t e x t o s , i n c lu y e n d o el p e d iá tr ic o , o b s té tr i­

L a e s t r u c t u r a d e c a d a c a d e n a es d e c u a tr o p lie g u e s. L a

c o y d e d o n a c i ó n d e s a n g re , a s í c o m o p ru e b a d e v a lo r a c i ó n

e s tr u c tu r a p r im a r ia c o n s ta d e lo s a m in o á c id o s in d iv id u a le s

d e a n e m ia p o r d e fic ie n c ia d e h ie r r o y e x p o s ic i ó n al p lo m o

y s u s s e c u e n c ia s . É s ta s v a ría n y s o n la b a s e d e la n o m e n c la ­

e n a d u l to s .14 U n m é to d o rá p id o d e v a lo r a c i ó n d e la d e te r­

tu r a d e la c a d e n a : a , |3, 8 y y. L a e s tr u c tu r a s e c u n d a ria es

m i n a c ió n d e Z P P in c lu y e la m e d ic ió n d e la f lu o r e s c e n c ia

la d is p o s ic ió n trid im e n s io n a l d e lo s a m in o á c id o s q u e c o m ­

d e s a n g re e n te r a y d e e r i t r o c i to s la v a d o s c o n u n h e m a -

p o n e n la c a d e n a d el p o lip é p tid o . R e g io n e s d e a m in o á c i­

to f lu o r ó m e tr o . S e r e c o m ie n d a q u e las c o n c e n t r a c i o n e s d e

d o s f o r m a n h é lic e s o u n a e s t r u c t u r a p lisa d a . L a e s tr u c tu r a

384

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

E l c o n tr o l g e n é tic o d e la sín te s is d e la h e m o g lo b in a

Hemo

o c u r r e e n d o s á re a s : el c o n tr o l d e la e s t r u c t u r a y el c o n tr o l d e l ín d ic e y la c a n tid a d d e p r o d u c c i ó n . L o s d e f e c to s e n la e s t r u c t u r a p r o d u c e n u n g ru p o d e e n fe rm e d a d e s d e n o ­ m in a d a s hemoglobinopatías. L o s d e fe c to s e n el ín d ic e y la c a n tid a d d e p r o d u c c i ó n c o n d u c e n a t r a s t o r n o s d e n o m in a ­ d o s talasemias. D e sd e el p u n to d e v is ta e s t r u c t u r a l, c a d a c a d e n a d e g lo b in a tie n e su p ro p io s itio g e n é t i c o ; p o r lo t a n to , s o n las c a d e n a s in d iv id u a le s , n o la m o lé c u la e n te r a d e h e m o g lo b in a , la s q u e e s tá n b a jo c o n tr o l g e n é tic o . L o s g e n e s d e las c a d e n a s d e la g lo b in a s e d iv id e n e n d o s g r u ­ p o s i m p o r ta n te s : lo s g e n e s a , s itu a d o s e n el c r o m o s o m a 1 6 , y lo s g e n e s n o - a , e n el c r o m o s o m a 1 1 . E n la m a y o r ía d e las p e r s o n a s , s e d u p lic a el s itio d el g e n a ( h a y d o s g e n e s d e c a d e n a a p o r c a d a c o n ju n t o h a p lo id e d e c r o m o s o m a s ) . E l g e n a y, p o r t a n to , s u s c a d e n a s d e p o lip é p tid o s o n id é n ­ tic o s e n la s h e m o g lo b in a s A , A 2 y E L o s g e n e s n o - a p a ra las c a d e n a s P , 8 y y s o n lo b a s ta n te p a r e c id o s e n té rm in o s g e n é tic o s p a ra s e r s u je to s a u n a c o m b i n a c i ó n n o h o m o ­ lo g a , c o n la p r o d u c c i ó n r e s u lta n te d e c a d e n a s d e g lo b i­ n a fu s io n a d a s o h íb rid a s , c o m o la s h e m o g lo b in a s L e p o r e ( c a d e n a 5 -p - g lo b in a ) y K e n ia (c a d e n a y -P -g lo b in a ).

FIGURA 16-3.

D e a c u e r d o c o n lo s a s p e c to s g e n é tic o s d e la p r o d u c c i ó n

Hemoglobina A: estructura de la molécula de la

d e la c a d e n a d e g lo b in a , las a n o r m a lid a d e s e s t r u c t u r a le s se

hemoglobina.

d iv id e n e n c u a tr o g ru p o s : 1. S u s titu c io n e s d e a m in o á c id o (p . e j., h e m o g lo b in a s S, C ,

te rc ia ria es u n p lie g u e m á s g ra n d e s o b re p u e s to s o b re fo r m a s h e lic o id a le s o p lisa d a s . R e p re s e n ta la p o s ic ió n q u e a d o p ta c a d a c a d e n a o s u b u n id a d e n el e s p a c io trid im e n s io n a l. L a e s t r u c t u r a c u a te r n a r ia re p re s e n ta la r e la c ió n d e las c u a tr o su b u n id a d e s e n tr e sí, e n p a rtic u la r e n lo s p u n to s d e c o n ­ ta c to . L a s m u ta c io n e s e n p u n to s p a rticu la re s d e c o n ta c t o d a n lu g a r a a lte r a c io n e s e n las p ro p ie d a d e s fu n c io n a le s e s p e c í­ fica s d e la m o lé c u la , c o m o su afin id ad p o r el o x ig e n o . E n a d u lto s m a y o r e s , a la m a y o r p a r te d e la h e m o g lo b i­ n a s e le d e s ig n a c o m o h e m o g lo b in a A , o A p q u e c o n tie n e d o s c a d e n a s a y d o s (3 (fig . 1 6 - 3 ) . L a h e m o g lo b in a A

D , E , O y G ). 2 . S u p re s ió n d e a m in o á c id o : s u p r e s io n e s d e tre s o m ú l ti ­ p lo s d e tre s n u c le ó tid o s en el á c id o d e s o x ir r i b o n u c l e i c o (D N A ; p . e j., h e m o g lo b in a G u n H ill). 3 . C a d e n a s a la rg a d a s d e g lo b in a r e s u lta n te s d e t e r m in a ­ c ió n d e la c a d e n a , c a m b io e n la s e c u e n c i a u o tr a s m u t a ­ c io n e s (p . e j., h e m o g lo b in a C o n s ta n t S p r in g ). 4 . L a s c a d e n a s fu s io n a d a s o h íb rid a s q u e s e o rig in a n p o r la c o m b i n a c i ó n n o h o m o lo g a

(p . e j., h e m o g lo b in a s

L e p o re y K e n ia ).

que

L a s s u s titu c io n e s d e a m in o á c id o s o n las a n o r m a lid a d e s

c o n s ta d e d o s c a d e n a s a y d o s 5 , c o m p r e n d e m e n o s d e 3 %

m á s f r e c u e n te s , c o n v a r io s c ie n to s d e s c r ito s h a s ta a h o r a .

d e la h e m o g lo b in a d e l a d u lto n o r m a l. E l re s to s e c o m p o ­

A lre d e d o r d e d o s te rc e r a s p a rte s d e las h e m o g lo b in o p a tía s

n e d e h e m o g lo b in a F, q u e c o n ti e n e d o s c a d e n a s a y d o s

p o s e e n u n a c a d e n a P a fe c ta d a . S o n s ile n c io s a s d e s d e el

y. L a h e m o g lo b in a F e s la h e m o g lo b in a p r in c ip a l d u r a n te

p u n to d e v is ta c lín ic o o lle g a n a c a u s a r d a ñ o g ra v e , c o m o

la v id a fe ta l y a lre d e d o r d e 6 0 % d e la h e m o g lo b in a n o r ­

s u c e d e c o n la h e m o g lo b in a S. L a s s u s titu c io n e s d e a m in o á ­

m a l a l n a c e r. E x i s t e u n c a m b io g r a d u a l d e la p r o d u c c i ó n

c id o , e n la m a y o r p a rte d e lo s d e fe c to s , se p r o d u c e n p o r la

d e c a d e n a s ó a (3, y, a lre d e d o r d e lo s 9 m e s e s d e e d a d , la

s u s titu c ió n d e n u c le ó tid o d e u n a s o la b a se e n el D N A .

h e m o g lo b in a F s u e le c o n s ti t u i r m e n o s d e 1% d e la h e m o ­

L a s talasem ias, u n g ru p o h e te ro g é n e o d e tra s to rn o s h e re ­

g lo b in a to ta l. L a h e m o g lo b in a F tie n e m a y o r a fin id a d p a ra

d a d o s, se c a r a c te r iz a n p o r la a u se n cia o d ism in u c ió n d e la

el o x íg e n o q u e la h e m o g lo b in a A ; p o r t a n to , se tra ta d e u n

sín tesis d e u n a d e las ca d e n a s d el p o lip ép tid o d e la h e m o g ­

p o r ta d o r m á s e fic ie n te d e o x íg e n o p a ra el fe to . L a h e m o ­

lo b in a h u m a n a . E n la a - t a l a s e m i a , la sín te s is d e la c a d e n a

g lo b in a F e s m á s re s is te n te ál á lc a li q u e la h e m o g lo b in a A.

a -g lo b in a e stá a u se n te o re d u cid a ; en la P -ta la se m ia , la sín ­

E s ta e s la b a s e d e u n a p ru e b a d e la b o r a to r io p a ra d ife re n ­

tesis d e la c a d e n a p -g lo b in a está a u se n te (P °-th a l) o p a rcia l­

c i a r e s to s d o s tip o s d e h e m o g lo b in a .

m e n te re d u cid a ( p '-th a l).

O tr a s d o s c a d e n a s d e h e m o g lo b in a , d e n o m in a d a s t, y £, e s tá n p r e s e n te s s ó lo e n el e m b rió n . L a p r o d u c c i ó n d e e s ta s c a d e n a s c e s a p a ra la o c ta v a s e m a n a d e g e s ta c ió n , y tie n e lu g a r la p r o d u c c i ó n d e las c a d e n a s y. L a s tre s h e m o g lo b i­

Síntesis y degradación de la hem oglobina L a sín te s is d e la h e m o g lo b in a o c u r r e e n lo s g ló b u lo s ro jo s

n a s e m b rio n a ria s se id e n tifican c o m o G o w e r I, d o s ca d e n a s t,

in m a d u r o s d e la m é d u la ó se a : 6 5 % e n las c é lu la s n u c le a d a s

y d o s c a d e n a s e ; G o w e r II, d o s c a d e n a s a y d o s c a d e n a s e; y

y 3 5 % e n lo s r e t i c u l o c i to s . L a sín te s is n o r m a l d e p e n d e d el

P o r tla n d I, d o s c a d e n a s t, y d o s c a d e n a s y.

s u m in is tro a d e c u a d o d e h ie r r o , así c o m o d e la sín te s is ñ o r -

CAPÍTULO 16 ■ PORFIRINAS Y HEMOGLOBINA

385

m a l d e h e m o y p r o te ín a p a r a fo r m a r la p o r c i ó n d e g lo b in a .

re c u b r e n lo s tú b u lo s re n a le s s e lib e ra n y a p a r e c e r á h e m o ­

E l h e m o s e s in te tiz a e n la m i t o c o n d r i a d e las cé lu la s . E l

g lo b in a , m e ta h e m o g lo b in a o h e m o s id e r in a lib re , o u n a

h ie r ro s e tr a n s p o r ta a lo s g ló b u lo s ro jo s d e s a rr o lla d o s p o r

c o m b i n a c i ó n d e la s a n te r io r e s , e n la o r i n a .16

la tra n s fe r rin a , u n a p ro te ín a d el p la s m a . E l h ie r r o a tra v ie s a

L a h e m o g lo b in a q u e n o s e u n e p o r c o m p l e to a la h a p t o ­

la m e m b r a n a c e lu la r y la m i to c o n d r ia , d o n d e se in s e r ta en

g lo b in a o es p r o c e s a d a p o r lo s r iñ o n e s s e o x id a a m e t a h e ­

el a n illo d e la P R O T O p a ra f o r m a r el h e m o . L a sín te s is p r o ­

m o g lo b in a . L o s g ru p o s h e m o s e lib e ra n y s e c a p ta n p o r la

te ic a d e la s c a d e n a s d e g lo b in a o c u r r e e n lo s p o lirr ib o s o -

p r o te ín a h e m o p e x i n a . E l c o m p le jo h e m o -h e m o p e x in a se

m a s c ito p lá s m ic o s . E l h e m o sa le d e la m ito c o n d r i a y s e u n e

ca ta b o liz a y d e g r a d a p o r el h íg a d o . L u e g o lo s g r u p o s h e m o

a la s c a d e n a s d e g lo b in a e n el c ito p la s m a e n la e ta p a fin al.

p re s e n te s e n e x c e s o d e la c a p a c id a d d e u n i ó n d e l c o m ­

L a h e m o g lo b in a se d e g r a d a p o r d o s p o s ib le s r u ta s . A la v ía n o r m a l se le d e n o m in a e x t r a v a s c u la r p o r q u e o c u r r e

p le jo d e h e m o p e x i n a se c o m b in a n c o n la a lb ú m in a p a ra

fu e ra d e l s is te m a c i r c u la to r io : e n el s is te m a r e ti c u l o e n d o -

h a s ta q u e la h e m o p e x i n a a d ic io n a l q u e d a d is p o n ib le p a ra

te lia l, o f a g o c ito m o n o n u c le a r . D e n tro d e la s c é lu la s fa g o -

t r a n s p o r ta r la a l h íg a d o (fig. 1 6 - 5 ) . L a m e d i c ió n e n la b o r a ­

c ita r ia s e s p lé n ic a s , o m a c r ó f a g o s , la h e m o g lo b in a c e d e su

to r io d e c u a lq u ie r a d e e s to s p r o d u c t o s d e la d e g r a d a c ió n

f o r m a r m e ta h e m a lb ú m in a y se re tie n e p o r e s ta p r o te ín a

h ie r r o a la tra n s fe r rin a , su c a r b ó n a s e e x p ir a c o m o C O ,

d e la h e m o g lo b in a c o n tr ib u y e a d e te r m i n a r el a u m e n to d e

la s c a d e n a s d e g lo b in a v u e lv e n al g r u p o d e a m in o á c id o s

la d e s tr u c c ió n d e g ló b u lo s r o j o s , c o m o o c u r r e e n u n a a n e ­

y e l re s to d e la m o lé c u la s e c o n v i e r t e e n b ilir ru b in a , q u e

m ia h e m o lític a .

e x p e r i m e n ta m e ta b o lis m o a d ic io n a l. E n c o n d i c io n e s n o r ­ m a le s , 9 0 % d e to d a la h e m o g lo b in a s e d e g r a d a d e e sta m a n e r a (fig . 1 6 - 4 ) . P o r lo g e n e r a l, m e n o s d e 1 0 % d e la h e m o g lo b in a se

Significado clínico y correlación de la enferm edad

cia e n lo s d ím e r o s a y (3. G ra n d e s c a n tid a d e s s e lib e ra n

Defectos cualitativos de la hemoglobina: las hemoglobinopatías

d u r a n te e p is o d io s h e m o lític o s . L o s d ím e r o s se e n la z a n a la

H e m o g lo b in a S . E l d e fe c to d el a m in o á c id o d e la h e m o ­

h a p to g lo b in a , q u e p re v ie n e la e x c r e c i ó n r e n a l d e la h e m o ­

g lo b in a S s e e n c u e n tr a e n la s e x t a p o s ic i ó n s o b re la c a d e n a

lib e ra d e f o r m a d ir e c ta e n la c o r r i e n t e s a n g u ín e a y s e d is o ­

g lo b in a d e l p la s m a y e s ta b iliz a el e n la c e h e m o -g lo b in a .

P , d o n d e el á c id o g lu tá m ic o se s u s titu y e p o r v a lin a , lo q u e

D e s p u é s , e s te c o m p le jo s e e lim in a d e la c i r c u l a c ió n p o r

p r o p o r c io n a a la h e m o g lo b in a u n a c a r g a m e n o s n e g a tiv a

e l h íg a d o y s e p r o c e s a d e m a n e r a s im ila r a la d e g r a d a c ió n

q u e la d e h e m o g lo b in a A . E n E s ta d o s U n id o s , c o n s titu y e

e x tr a v a s c u la r . C u a n d o la c a n tid a d d e h a p to g lo b in a c i r c u ­

la h e m o g lo b in o p a tía m á s fr e c u e n te .

la n te d is m in u y e , c o m o s u c e d e e n u n e p is o d io h e m o líti-

L o s in d iv id u o s p r e s e n ta n el ra s g o d e c é lu la fa lcifo r-

c o , lo s d ím e ro s lib e ra d o s p a s a n a tra v é s d e lo s r i ñ o n e s , se

m e (H b A S , el e s ta d o h e te r o c ig ó t ic o ) o a n e m ia fa lc ifo r m e

le s re a b s o rb e y el h ie r r o s e a lm a c e n a c o m o h e m o s id e r in a .

(H b S S , el e s ta d o h o m o c i g ó t i c o ) . L a i n c id e n c ia m á s e le v a d a

A lg u n o s d ím e r o s d e la h e m o g lo b in a s e e x c r e t a n p o r la o r i ­

s e o b s e rv a e n h a b ita n te s n e g r o s d e Á fr ic a y a fr o e s ta d o u n i-

n a , lo q u e d a c o m o re s u lta d o h e m o g lo b in u r ia . Si s e e x c e d e

d e n s e s : 1 d e c a d a 5 0 0 n iñ o s p a d e c e n a n e m ia fa lc ifo r m e y 8

el lím ite d e a lm a c e n a m ie n to d e lo s r i ñ o n e s , las c é lu la s q u e

a 1 0 % p o r ta el r a s g o H bA S . T a m b ié n s e le d e te c t a e n p a ís e s

FIGURA 16-4. hemoglobina.

Degradación extravascular de la

386

PARTE II ■ CORRELACIONES CLINICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

f

1. Dímero de hemoglobina

Corriente sanguínea

-Tetrámero de hemoglobina

Globina

)

► 4- Metahemoglobina

( Hemo •

2. Haptoglobina

Hepatocito ^ ..-H íg ad o —^ Fe

Bilirrubina 1

Urobilinógenof fecal

Elemosiderina Hemoglobina Metahemoglobina FIGURA 16-5. hemoglobina.

| Intestino

Degradación intravascular de la

Degradación intravascular de hemoglobina <10%

m e d i te r r á n e o s , c o m o G re c ia , Ita lia e Is ra e l, a sí c o m o en

p o r t a n to , d e s tr u id a s d e m a n e r a e fic ie n te p o r las c é lu la s

A ra b ia S a u d ita y la In d ia .

f a g o c í t ic a s .17

D e b id o a la m o r ta lid a d y m o r b ilid a d e le v a d a s q u e se re la cio n a n

C u a n d o la h e m o g lo b in a S es d e s o x ig e n a d a in vitro b a jo

c o n la e x p r e s ió n h o m o c ig ó t ic a d e l g e n , se

c o n d i c io n e s c e r c a n a s a las fis io ló g ic a s , s e v u e lv e r e la tiv a ­

e s p e r a r ía q u e la fr e c u e n c ia d el g e n m u t a n t e d e c lin a r a e n la

m e n t e in s o lu b le e n c o m p a r a c ió n c o n la h e m o g lo b in a A

r e s e r v a g e n é tic a . S in e m b a rg o , e x i s te u n f e n ó m e n o c o n o ­

y a g re g a d o s e n p o lím e r o s la rg o s y ríg id o s d e n o m in a d o s

c id o c o m o p o lim o rf is m o e q u ilib r a d o , q u e in d ic a q u e el

tactoides. E s ta s c é lu la s a p a r e c e n c o m o fo r m a s fa lc ifo r m e s

e s ta d o h e te r o c ig ó t ic o (H b A S ) tie n e u n a v e n ta ja s e le c tiv a

o d e m e d ia lu n a s o b re p e líc u la s te ñ id a s d e s a n g re . E n o c a ­

s o b re c u a lq u ie r a d e lo s e s ta d o s h o m o c ig ó t ic o s (H b A A o

s io n e s las c é lu la s fa lc ifo rm e s re g r e s a n a s u f o r m a o rig in a l

H b S S ). A l p a r e c e r la c o n d i c ió n h e te r o c ig ó t ic a b r in d a p r o ­

c u a n d o s e o x ig e n a n ; s in e m b a rg o , d e s p u é s d e v a r io s e p is o ­

t e c c i ó n c o n t r a p a r á s ito s , en p a r t ic u l a r Plasmodium falcipa-

d io s f a lc ifo r m e s , o c u r r e d a ñ o irr e v e r s ib le e n la m e m b r a n a

rum , s o b re to d o e n n iñ o s . C u a n d o p a d e c e n in f e c c ió n p o r P. falciparum , lo s n iñ o s c o n ra s g o fa lc ifo r m e tie n e n m e n o r

y las c é lu la s s o n fa g o c ita d a s p o r m a c r ó f a g o s e n el b a z o , el

c o n c e n t r a c i ó n d e l p a r á s ito , la i n f e c c i ó n es m á s b re v e y la

d e l p r o c e s o h e m o lític o s e r e la c io n a d e f o r m a d ir e c ta c o n

h íg a d o o la m é d u la ó s e a , lo q u e c a u s a a n e m ia . L a g ra v e d a d

i n c id e n c ia d e m u e r t e e s b a ja . Se p ie n s a q u e lo s g ló b u lo s

la c a n tid a d d e c é lu la s d a ñ a d a s e n la c ir c u la c ió n . L a s c é lu ­

r o jo s in f e c ta d o s s o n d e m a n e r a p rim o rd ia l fa lc ifo r m e s y,

la s fa lc ifo r m e s ríg id a s n o se d e f o r m a n n i c ir c u la n a tr a -

E S T U D IO D E C A S O 16-3 U n a m u je r a fr o e s ta d o u n id e n s e d e 3 2 a ñ o s d e e d a d v is itó la c lín ic a d e o b s te tr ic ia y g in e c o lo g ía d e l h o s p ita l lo c a l p o r q u e s e s e n tía u n p o c o d é b il. E n lo s g ló b u lo s r o jo s s e e n c o n t r ó h e m o g lo b in a d e 9 .9 g /d l, c o n V C M d e 8 7 fi. E l m é d ic o s o lic itó u n a e le c tr o f o r e s is d e la h e m o g lo b i­ n a c o m o c o m p l e m e n to . E l p a tr ó n d e c e l u l o s a - a c e ta t o

Preguntas 1 . ¿ C u á l e s e l m e j o r d ia g n ó s tic o

p o s ib le p a r a e sta

m u je r ? 2 . ¿ E s te tr a s t o r n o r e q u ie r e s e g u im ie n to y t r a ta m ie n to a d ic io n a le s ?

m o s t r ó u n a cifra m á x i m a d e 5 8 % e n la p o s ic ió n d e la h e m o g lo b in a A , 3 5 % e n la p o s ic ió n d e la h e m o g lo b in a S y 5 % e n la p o s ic ió n d e la A r E n e s tu d io s a d ic io n a le s s e in d ic ó u n re s u lta d o p o s itiv o d e la p ru e b a d e s o lu b ili­ d a d e n d itio n ita y v a lo r d e la h e m o g lo b in a F d e 1% .

3 . ¿ C u á le s s o n la s im p lic a c io n e s q u e tie n e e s ta e n fe r­ m e d a d p a ra s u h ijo a ú n n o n a c id o ? 4 . ¿ S o n n o r m a l e s lo s v a lo r e s p a r a la s h e m o g lo b in a s A 2 y F e n e s te t r a s to r n o ?

CAPITULO 16 ■ PORFIRINAS Y HEMOGLOBINA

vés de pequeños tubos capilares, de m odo que se produce ob stru cción . Esto origina hipoxia del tejid o, lo que causa dolor extrem o y cond u ce a la m uerte de éste. Los infartos en el bazo son frecuentes, lo que provoca necrosis excesi­ va y cicatrices, que cond u cen a pérdida de la fu n ció n del bazo en la m ayoría de los adultos con anem ia falciform e. A esto se le con o ce com o autoesplenectom ía. La cantidad de falciform es se relaciona con la cantidad de hem oglobina S en las células. E l efecto inhibid or inform ado de las h em o­ globinas A y F se debe a un efecto dilucional. Además, la tendencia de la hem oglobina F a copolim erizarse con la hem oglobina S es m enor que con la hem oglobina A. Se considera que esto es responsable del efecto p rotector observado en presencia de niveles elevados de hem oglobi­ na F en individuos con anem ia falciform e. E n presencia de una enferm edad hom ocigótica, los hallazgos de laboratorio inclu yen anem ia n orm ocítica y n orm ocróm ica, aum ento de la con cen tració n de reticulocitos y variación en el tam año y la form a de los glóbulos ro jos con células b lanco y falciform es presentes. La policrom atofilia y los glóbulos rojos nucleados son frecuentes. La enferm edad heterocigótica es asintom ática desde el punto de vista clín ico , y por lo general tiene una película norm al de sangre. La prueba de solubilidad para hem oglobina S será positiva tanto en la form a h om ocig ótica com o en la h eterocigótica, pero siem pre debe confirm arse con elec­ troforesis de hem oglobina. E n electroforesis de acetato de celulosa a u n pH alcalino, la hem oglobina S se m ueve en una po sició n entre la hem oglobina A y Ar De la hem oglo­ bina total, 85 a 100% será hem oglobina S en estado hom ocigótico y a m enudo m enos de 50% en el heterocigótico. Las hem oglobinas D y G em igran en la m ism a po sició n que la hem oglobina S, pero am bas serían negativas en la prueba de solubilidad. La electroforesis sobre agar citrato a pH ácido es necesaria para separar estas hem oglobinas de la hem oglobina S (véase fig. 1 6 -7 ). Hemoglobina C. E l ácido glutám ico en la sexta posi­ ció n de la cadena |3 se sustituye por lisina, lo que da com o resultado una carga positiva neta. La h em oglobina C se encuentra en África occid ental, en las cercanías del norte de G hana en un 17 a 28% de la p oblación, y en Estados Finidos en un 2 a 3% de afroestadounidenses. La form a heterocigótica, la hem oglobina AC, es asin to­ m ática. La form a hom ocigótica suele causar anem ia leve y com pensada de m anera adecuada que se caracteriza por dolor abdom inal y esplenom egalia. La característica más prom inente de laboratorio es la presencia de células b lan ­ co. E xiste la tendencia a form ar estructuras cristaloides grandes, oblongas y hexagonales dentro de la célula roja. Estas estructuras son más prom inentes en pacientes a los que se som ete a esplenectom ía. Se obtiene un diagnóstico d iferencial por electroforesis sobre acetato de celulosa. La hem oglobina C se m ueve con la hem oglobina A 2 y es negativa en la prueba de solu b ili­ dad. E n la form a heterocigótica, la hem oglobina C cae en el rango de 3 5 a 48% . Las hem oglobinas E, O y CHarlemem i­ gran co n la hem oglobina C. Estas variantes de la hem oglo­ b in a se distinguen con facilidad de la hem oglobina C por electroforesis sobre agar de citrato a u n pH ácido.

387

Hemoglobina SC. La enfermedad de la hem oglobina SC es la hemoglobinopatía mezclada más frecuente. U n p-gen codifica para las cadenas P-S y el otro P-gen para las cadenas P-C, sin dejar cadenas P norm ales para producir hem oglo­ bina A. Desde el punto de vista clínico, esta enfermedad es m enos grave que la anemia falciform e hom ocigótica, pero tiene síntom as clínicos similares. En la película de sangre se observan de manera característica m uchas células blanco y en ocasiones formas anormales que se asem ejan a la célula falciform e o el cristal hexagonal de hem oglobina C, o una com binación de ambos. La prueba de solubilidad es positiva, en tanto que en la electroforesis sobre acetato de celulosa se observan cantidades casi iguales de hem oglobina S y C. Hemoglobina E. Esta hem oglobina con sta de una sus­ titu ción del am inoácido del lisina por ácido glutám ico en la vigésim o sexta posición de la cadena p, lo que da com o resultado una carga positiva neta. La hem oglobina E es algo inestable cuando está som etida a agentes oxidantes. Se le encuentra en Asia y se estim a que está presente en alrededor de 20 m illones de personas, con 80% en el sudes­ te de Asia. E n la form a hom ocigótica, hay anem ia leve con m icrocitosis y células blanco. E n la form a heterocigótica, el pacien te es asintom ático. E l diagnóstico diferencial se obtiene por electroforesis. E n acetato de celulosa, la hem o­ globina E se m ueve con A2, C y O. E stá presente en la for­ m a heterocigótica en cantidades que varían de 3 0 a 45% , lo que constituye un porcentaje un poco m ás b ajo que el de la h em oglobina C. Es probable que esto sea resultado de la naturaleza ligeram ente inestable de la hem oglobina E. Sobre agar de citrato, la hem oglobina E em igra co n la A. Es más frecuente encontrar este defecto en relación con a y P-talasem ia. La e-P-talasem ia es un trastorno más grave, con anem ia m oderada y esplenom egalia. Hemoglobina D. La letra D se aplica a cu alquier varian­ te de la hem oglobina con m ovilidad electroforética en acetato de celulosa sim ilar a la de la hem oglobina S, pero que tiene prueba de solubilidad negativa. La h em oglob i­ na D,Los Angeles , , Jy su variante idéntica, la hem oglobina D„Punjab’ .,, ° son las m ás habituales, con glicina sustituida por el ácido glutám ico en la p o sició n 121 de la cadena p. A la hem oglo­ bina Dpunjab se le encuentra en el noroeste de la India, pero se le llega a observar en ingleses, portugueses y franceses debido a la cercana con ex ió n h istórica de estos países con la parte del este de la India. La hem oglobina D, Los,Angeles . se r o encuentra en el 0.02% de afroestadounidenses. E l estado hom ocigótico es raro. Hay anem ia o esple­ nom egalia leve, o ambas, y sólo anisocitosis ligera. La afinidad por el oxígeno es m ás elevada que en la sangre norm al. Los individuos heterocigóticos son asintom áticos. El diagnóstico diferencial se establece con electroforesis. Sobre el acetato de celulosa, la hem oglobina D em igra con la hem oglobina S en proporciones de 3 5 a 50% . Sobre agar citrato, la hem oglobina D em igra con A. D efectos cuantitativos d e la hem oglobina: las talasem ias Las talasemias son un grupo de enfermedades en las que ocurre un defecto en el índice de la síntesis de una o más de las cadenas de la hemoglobina, pero las cadenas son normales

38 8

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

A una m u jer afroestadounidense de 5 4 años de edad se le ingresó en el hospital co n la qu eja principal de dolor en la parte izquierda de la cadera y letargo. Presentaba un largo historial de varias visitas a la sala de urgencias por el dolor de la cadera en busca de m edicación. Antes se le encontró prueba de solubilidad positiva para la hem oglobina S, pero negó antecedente de anem ia fal­ ciform e. E xistían antecedentes fam iliares de rasgo de célu las falciform es. Diez años antes se le practicó m astectom ía para cán cer de pecho. Los valores de ingreso en laboratorio fueron los siguientes: H em oglobina 5 .3 g/dl H em atócrito 17% VCM 82 0 MCHC 3 1 g/dl Cuenta de glóbulos blancos 12 000/pl R ecuento de plaquetas 5 3 000/pl D iferencial N orm al R ecuento de reticulocitos 6.4% (corregido, 2.4% ) M orfología de glóbulos rojos Células b lan co ; esfero cito s; esqu istocitos; m anchas basofilícas; y form as bizarras, in clu ­ yendo alargadas, en form a de bloque y células teñidas de m anera más densa Se solicitó electroforesis de hem oglobina. En la figu­ ra 16 -4 .1 de estudio de caso se m uestran los patrones

má

m

1. ¿Q ué hem oglobinopatía está indicada de acuerdo co n los patrones de la electroforesis de la hem oglo­ bina? 2. ¿Q ué característica clínica de esta enferm edad d ifi­ riere del cuadro típico de la anem ia falciform e? 3. ¿Qué otras hemoglobinas interactúan con la hem o­ globina S y cóm o se diferencian de la hem oglobina C l 4 . ¿La m uerte de esta paciente se debió a la hem oglobi­ nopatía? ¿Es poco habitual que la hem oglobina SC dism inuya el tiem po de vida?

Hb FA control

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Preguntas

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de la electroforesis sobre acetato de celu losa y agar citrato. E n la radiografía de rayos X del pecho se m o s­ tró in filtración en el lóbulo derecho in ferior con c o n ­ gestión vascular pulm onar y bazo inflam ado. E l líquido aspirado del tubo nasogástrico fue positivo en sangre. A la pacien te se le adm inistró m edicam ento para neum onía de aspiración, sangrado gastrointestinal y paro cardíaco congestivo. Se le proporcionaron glóbu­ los rojos em pacados, plasm a fresco congelado y plaque­ tas, pero su estado contin u ó em peorando. Seis horas más tarde, las pruebas de laboratorio confirm aron coa­ g ulación intravascular disem inada (C ID ). Se realizó una biopsia de la m édula ósea, que reveló la necrosis extensa de los com ponentes de la médula. Tres horas m ás tarde, la paciente m urió por un paro cardíaco.

•

HbASC control Normal Hb A patient

— A

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Case 13-3 patient

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Case 13-3 patient

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•

FIGURA 16-4.1 DE ESTUDIO DE CASO. Patrones electroforéticos de la hemoglobina. (A) Acetato de celulosa a pH 8.4. (B) Agar de citrato a pH 6.2. (Datos del estudio de caso cortesía de la Dra. Margaret Uthman, Facultad de Medicina de la Universidad de Texas en Houston.)

CAPÍTULO 16 ■ PORFIRINAS Y HEMOGLOBINA

desde el punto de vista estructural. Las supresiones de gen o m u taciones de punto representan la causa para dism inuir o suprim ir la síntesis de la cadena.18 Los dos tipos más fre­ cu entes son la a-talasem ia, que se origina por defecto en la producción de cadenas a , y P-talasemia, por defecto en la producción de cadenas (3. Se han descrito los defectos en la producción de las cadenas 6 y y, pero éstas no participan en la producción de hem oglobina A y, por tanto, no son significativas desde el punto de vista clínico. Rara vez las com binaciones de supresiones de gen, com o 6 y (3, condu­ cen a enfermedad clínica. Cualquier form a de producción desequilibrada de las cadenas de globina hace que los eri­ trocitos sean pequeños, hipocróm icos y algunas veces deformes. La acum ulación intracelular de cadenas impares en los eritrocitos en desarrollo causa precipitación de las proteínas, lo que conduce a la destrucción celular en la médula ósea. Aunque se realice la eritropoyesis, ésta es ineficaz porque las células maduras no alcanzan la sangre periférica para transportar oxígeno. La talasem ia se hereda com o trastorno dom inante auto­ sóm ico con expresión heterogénea de la enferm edad. Se trata de uno de los trastornos hereditarios m ás frecuentes, distribuido en todo el m undo. La prevalencia del gen de la talasem ia se atribuye a la p ro tección que ofrece contra el paludism o falciparum . E l estado heterocigótico produce u n trastorno denom inado talasem ia m enor, que es asintom ática desde el punto de vista clín ico y se asem eja a la d eficiencia de hierro. E l estado hom ocig ótico, talasem ia m ayor, es m ortal antes del n acim ien to o en la niñez. a-T a lasem ias. La a-talasem ia se presenta co n gran fre­ cu encia en p oblaciones asiáticas, pero tam bién se detecta en el Á frica negra, afroestadounidenses, la India y el M edio O riente. Se co n o cen cuatro tipos clín ico s principales de diversa gravedad que se observan en la población. Estos cuatro tipos se explican, respectivam ente, por supresiones de los sitios 4 , 3, 2 o 1 del gen a -g lo b in a (fig. 1 6 -6 ). E l tipo de a-talasem ia encontrado en africanos negros y afroesta­ dounidenses tam bién se relaciona con la supresión de los genes de a -g lo b in a , pero en u n patrón diferente al obser­ vado en la po blació n asiática (fig. 1 6 -6 ). Los cuatro tipos clínico s de a-talasem ia en orden de las m ayores supresio­ nes a las m enores son los siguientes: 1. La hidropesía fetal es la form a clín ica m ás grave de la a talasem ia debido a la ausencia total de la síntesis de la cadena a . La hem oglobina Bart, que es u n tetrám ero de cadenas y, es la principal h em oglobina encontrada en las células rojas de los n iños afectados. La hem oglobina de B art tien e una afinidad bastante elevada por el 0 2 y no perm ite casi ningún transporte del oxígeno al tejido. E stos n iños nacen m uertos o m ueren de hip oxia poco después del nacim iento. 2. La enferm edad de la hem oglobina H tiene síntesis de la cadena a en cerca de una tercera parte de la cantidad de la síntesis de la cadena (3. Com o resultado, las cade­ nas p se acum ulan y form an tetrám eros, a los que se le denom ina hem oglobina H. Los precipitados de la cade­ na P (in clu sio n es de hem oglobina H) alteran la form a y capacidad de la célu la de deform arse, lo que reduce en gran medida el período de vida de las células. Estos

389

a - Talasemias

Variedad asiática: 1 a-Tal 2 1 a-Tal 1

Hemoglobina H

Hidropesía fetal

Variedad negra: a-Tal 1

3°

a

1

a°

1

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Par de cromosomas+

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1 1 1 !1 1 1 1 i

a°

a es cadena a normal (sitios de gen normal). a" es cadena a suprimida (sitios de gen a suprimidos). + note que un sitio se duplica en cada cromosoma.

FIGURA 16-6.

S u p re s io n e s de lo s s itio s d el g e n d e a - g lo b in a en la

a - t a la s e m ia .

individuos pad ecen anem ia h em olítica m oderada, con 5 a 30% de hem oglobina H, 1% de h em oglobina A2 y el resto de hem oglobina A. C on tintura supravital, es posible ver las in clu sion es de hem oglobina H en las células rojas. La sangre del cordón contiene 10 a 20% de hem oglobina de Bart. 3. E l rasgo de a-talasem ia (o a-talasem ia m enor) se ori­ gina por la supresión de dos genes, sea en el m ism o crom osom a o en diferentes. La supresión en dos cro­ m osom as separados es más frecuente en negros africa­ nos y afroestadounidenses (fig. 1 6 -6 ). E stos individuos tien en una anem ia leve, m icrocítica e hipocróm ica. E n ocasiones, el exceso de cadenas P form a in clu sion es de hem oglobina H. La sangre del cordón con tien e 2 a 10% de hem oglobina de Bart; sin em bargo, después de los 3 m eses de edad, la electroforesis es norm al. 4 . Los portadores silenciosos pierden sólo u n gen a . Los genes restantes dirigen la produ cción de suficientes cadenas a para la produ cción norm al de hem oglobina. Este estado sólo es posible d etectarlo por la expresión de 1 a 2% de la hem oglobina de B art en un recién n aci­ do. D espués de los 3 m eses, se d etecta sólo por una prueba más especializada, com o el m apeo del gen, la p roporción de a:p -g lo b in a del ácido ribo n u cleico m en­ sajero (RN A m ) u otros m étodos basados en la reacción en cadena de la polim erasa (R C P ).18,19 Se estim a que la frecuencia de este trastorno genético alcanza hasta 27% en la po blació n afroestadounidense.18 P-Talasem ias. A diferencia de la a-talasem ia, las supre­ siones del gen no suelen causar P-talasem ia. U no de los varios tipos de m utaciones en el gen p da com o resulta­ do falla para producir cantidades norm ales de cadenas de P-globina. E n térm inos generales, im plican la trascripción,

390

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

el procesam iento o la traducción defectuosa del RNAm del gen que dirige la producción de la cadena (3.18 Por lo gene­ ral, las P'talasem ias se dividen en enferm edad hom ocigótica, denom inada talasemia m ayor o anem ia de Cooley, y enferm edad heterocigótica, a la que se le con o ce com o tala­ sem ia menor. Sin embargo, la expresión clín ica de la enfer­ m edad es heterogénea, lo que depende del tipo de defecto genético y de la im plicación con otros sitios del gen. La enferm edad se divide de m anera amplia en dos subtipos principales de acuerdo con la expresión genética: P1, en el que las cadenas P se producen en cantidades reducidas, y P°, en el que están ausentes por com pleto las cadenas p. La Talasem ia P1 es el tipo más frecuente. E xiste cierta síntesis de las cadenas P-globina pero en cantidades bas­ tante m enores (5 a 30% ) de lo norm al. E l defecto bioqu í­ m ico m uestra una deficiencia cuantitativa de p-globina RNAm. E l patrón de la electroforesis de la hem oglobina y la cu antificación de hem oglobina F y A m uestran alrededor de 2 a 8% de la hem oglobina A, una cantidad elevada pero variable de hem oglobina F y el resto de hem oglobina A. El volum en celular m edio (V CM ) es b ajo, con anem ia grave, reticulocitos, glóbulos rojos nucleados, m anchado basofílico, células blanco, poiquilocitosis extrem a y anisocitosis. La p°-talasem ia explica 10% de la p-talasem ia h om ocigótica, con ausencia total de síntesis de la cadena P pero síntesis intacta de las cadenas y. E n la form a hom ocigótica, hay 1 a 6% de hem oglobina A , y 95 % de hem oglobina E La con cen tració n de hem oglobina es b aja, con anem ia grave. E l aspecto clín ico de la form a heterocigótica es sim ilar a la P1 talasem ia hom ocigótica. La P-talasem ia hom ocigótica (P-talasem ia m ayor), tanto P1com o p°, es una enfermedad incapacitante en la infancia. Ésta es diferente en la a-talasem ia, en la que el niño m uere p oco tiem po después de nacer o lleva una vida norm al. La anem ia hipocróm ica y m icrocítica es resultado del defecto en la síntesis funcional del tetrám ero de la hem oglobina y de la d estru cción prem atura de los glóbulos ro jos, tanto intram edular com o extram edular, debido al aum ento de las cadenas a . La m édula ósea se com pensa al expandir en gran medida su tam año, lo que algunas veces causa anor­ m alidades estructurales del hueso. E l tratam iento de las form as graves de la enferm edad incluye la terapia regular de transfusión, fárm acos de quelación de hierro para elim i­ nar su exceso y suplem entos de ácido fó lico .20 E l trasplante de m édula ósea tiene éxito si se encuentra disponible un donador de HLA id én tico.18 Está en estudio la terapia del gen com o tratam iento alternativo a futuro.21,22 La p talasem ia heterocigótica (talasem ia m enor) se pro­ duce por herencia de u n gen de la talasem ia, sea p1o p°. El otro gen que dirige la producción de la cadena P es norm al y la supervivencia de los glóbulos ro jos no se reduce. Cerca de 1% de los afroestadounidenses padecen la enferm edad y se observa con frecuencia, tam bién, en personas de ascen­ dencia m editerráneas y árabes. Desde el punto de vista clín ico , este trastorno es asintom ático, pero algunas veces causa anem ia m icrocítica leve. Los valores hem atológicos de laboratorio se asem ejan a los de la anem ia por deficien­ cia de hierro. Es im portante distinguir entre am bas porque requieren tratam ientos m uy diferentes. P or lo general, el

recuento de glóbulos rojos en la talasem ia m enor es más elevado de lo que se esperaría con la con cen tració n de hem oglobina acom pañante. Además, se observan algunas células blanco o m anchado basofílico ocasional en frotis teñido. E l parám etro de d istribución ancha de las células rojas (DAR) en instrum entos autom atizados, que es una m ed ición cuantitativa de la variación del tam año de gló­ bulos ro jos, tal vez sea ú til para diferenciar am bos trastor­ nos. D icho parám etro suele ser norm al en la talasem ia y se increm enta en la deficiencia de hierro com o resultado de la heterogeneidad de los glóbulos rojos. E n la electrofore­ sis de hem oglobina de la talasemia m enor se m uestra de m anera característica aum ento de la hem oglobina Ar La cu antificación de la hem oglobina A2 por crom atografía de colum na a m enudo revela valores de entre 3 .5 y 7%. La 8-P-talasem ia es un tipo raro caracterizado por ausen­ cia total tanto de síntesis de la cadena P de la hem oglobina A com o de la síntesis de la cadena 8 de la hem oglobina Ar Los pacientes hom ocigóticos tienen 100% de hem oglobina E Las personas heterocigóticas tienen 93% de la hem oglo­ bina A, 2 a 3% de hem oglobina A , y 3 a 10% de hem o­ globina E Los pacientes son aném icos y m uestran un fenotipo talasém ico porque la síntesis de la cadena y de la h em o­ globina F no es igual a la síntesis de la cadena a . E xiste una p rod u cción de cadena y de alrededor de la tercera parte de la cadena a . La hem oglobina F se distribuye de m anera heterogénea entre los eritrocitos, según se revela por el proced im iento de tin ció n por elu ción ácida. La persistencia hereditaria de la hem oglobina fetal (PHE1F) es genética y heterogénea desde el punto de vista hem atológico. E n negros africanos y afroestadounidenses, hay ausencia total de la síntesis de la cadena P y de la 8 debido a las supresiones en el crom osom a 11. E n adultos, la síntesis de la cadena y está presente a un nivel alto. Además, en contraste con la síntesis de la hem oglobina F en la Ptalasemia o 8-P-talasem ia, se distribuye de m anera unifor­ m e. E n los heterocigotos, no hay desequilibrio en la síntesis de la cadena de globina. Existe 17 a 33% de la h em oglo­ bina E Los pacientes son norm ales desde el punto de vista clínico. E n hom ocigóticos, existe 100% de hem oglobina fi sin síntesis de hem oglobina A o Ar No hay anormalidades hem atológicas significativas, con excepción de la eritrocitosis. Estos pacientes son, tam bién, asintom áticos.

M etodología La m ayor parte de las hem oglobinopatías y talasem ias se d iagnostican por m edio de recuento de sangre com ­ pleto (R S C ), evaluación de película de sangre, prueba de solubilidad y electroforesis en acetato de celulosa. La electroforesis en agar de citrato tal vez sea necesaria para la confirm ación de algunas hem oglobinas anorm ales. Es posible que las talasem ias requieran cu an tificación de la hem oglobina A , o F a través de m étodos m ás definitivos. Tal vez la ferritina sérica sea útil para distinguir entre tala­ sem ia m enor y anem ia por d eficiencia de hierro. E n los casos más com plicados llegan a requerirse procedim ientos especializados, com o el análisis de la cadena de a -P -g lo b i-

CAPÍTULO 16 * PORFIRINAS Y HEMOGLOBINA

391

ES T U D IO D E C A S O 16-5 U n niño cau cásico de 5 años de edad fue valorado por un m édico por una in fecció n del tracto respiratorio superior y se observó esplenom egalia. Se solicitó un

RSC y, después, electroforesis de hem oglobina. Los resultados fueron:

INTERVALO DE REFERENCIA

Hemoglobina

8.5 g/dl

11.7-15.7 g/dl

Hematócrito

27%

35-47%

Glóbulos rojos

4.3 X 1012/L

3.8-5.2 X 1012/L

VCM

62.3 fl

80-100 fl

MCHC

32.0%

32-26%

RDW

18.5%

11.5-14.5%

Plaquetas

538 X 109/L

150-440 X 109/L

Glóbulos blancos

10.7 X 109/L

3.5-11.0 X 109/L

Recuento de reticulositos

5.6%

0.5-1.5%

Diferencial de glóbulos blancos

Normal excepto para 1 glóbulo rojo nudeado/100 glóbulos blancos

Morfología de glóbulos rojos

Anisocitosis moderada, microcitosis moderada, policromasia leve, escasas células blanco, escasos esquistocitos(acetato de celulosa)

Hemoglobina C

89%

Hemoglobina F

11%

La electroforesis de hem oglobina por el m étodo de citrato de agar confirm ó la presencia de hem oglobinas C y E La hem oglobina F, que fue de 7.5% , se deter­ m inó por el m étodo de d esnaturalización alcalina. No fue posible cu antificar la hem oglobina A , debido a la presencia de hem oglobina C. E l padre del pacien te dijo que él tuvo anemia leve debido a un trastorno de la sangre llam ado talasem ia. La madre y los cuatro herm a­ nos m ayores del paciente estaban sanos e ignoraban la existen cia de alguna hem oglobina anorm al.

Preguntas 1. ¿Cuál com binación de trastornos heredó con m ayor probabilidad el paciente? 2. ¿Por qué la madre y los otros herm anos ignoraban la anorm alidad? 3. ¿Por qué el pacien te era incapaz de producir h em o­ globina A? 4. ¿Q ué causó la discrepancia de los valores para la hem oglobina F entre la electroforesis y la prueba de desnaturalización alcalina? 5. ¿P or qué era poco habitual en con trar hem oglobina C en una fam ilia caucásica?

na 23,24 crom atografía líquida de intercam bio catiónico de alta resolu ción 24-23 o prueba con tecnología de DNA.24-26

P ru eb a d e solubilidad (p ru eb a d e valoración d e hem oglobinas dañinas)27’28 La prueba de solubilidad se basa en el principio de que la hem oglobina dañina, en estado desoxigenado, es rela­ tivam ente insolu ble y form a un precipitado cuando se coloca en una solu ción am ortiguadora de fosfato co n ele­ vada m olaridad. E l precipitado aparece debido a que las m oléculas de la hem oglobina desoxigenada form an tactoi-

des que refractan y desvían rayos de luz, lo que produce una solu ción turbia. Se coloca una cantidad pequeña de glóbulos ro jos em paquetados en una solu ción reguladora de d itionita de sodio con saponina para lisar los glóbulos rojos en u n tubo de cristal de 12 X 75 mm . D espués de m ezclarse b ien e incubarse a tem peratura am biente duran­ te 5 m in, el tubo que contiene la solu ción se coloca casi a 2 .5 cm frente a una tarjeta pesada de ín d ice de líneas negras. Si no hay hemoglobina dañina presente, las líneas de la tarjeta se observarán con facilidad. De lo contrario, las líneas serán indistintas o im posibles de leer. La prueba

392

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

se inform a com o positiva o negativa para hem oglobina dañina. Se debe ejecutar un con trol positivo y negativo co n cada grupo de pruebas. Los reactivos antiguos y los que no están a tem peratura am biente interfieren con la prueba. Las pruebas falso-nega­ tivas tal vez se deban a anem ia o transfusiones recientes u ocurren en lactantes m enores de 6 m eses de edad debido a las elevadas concentraciones de hem oglobina E Si se usa sangre entera en lugar de los glóbulos rojos em pacados, es posible que surjan resultados falso-positivos debido a eritrocitosis, hiperglobulinem ia, leu cocitosis extrem a o hiperlipidem ia, y resultados falso-negativos en caso de anemia. Esta prueba no distingue entre la presencia de hom ocigóticos y heterocigóticos de hem oglobina S. Además, es posi­ ble que otras variantes dañinas raras, com o la hem oglobina ^Hariem’ produzcan una prueba positiva. Esta prueba, que se utiliza a m enudo com o exam en de valoración para hem o­ globina dañina en adultos, tam bién se em plea com o prueba confirm ativa para hem oglobina dañina después de la eva­ luación inicial con electroforesis sobre acetato de celulosa.

E lectroforesis d e la hem oglobina so bre acetato d e celulosa28’30 Se aplica una hem olisis fresca hecha de una m uestra de glóbulos ro jos em paquetados a una placa de acetato de celulosa co n un am ortiguador de pEl alcalino ( 8.4 -8 . 6) y se realiza electroforesis. D espués de ésta, la m em brana se tiñe y se aclara. La m igración de la hem oglobina del pacien te se com para con la de u n con trol para la interpre­ tación de la prueba. Es posible realizar un cálculo aproxi­ m ado de las proporciones de las diferentes hem oglobinas a través de un densitóm etro. E l orden de la movilidad electroforética, de la más lenta a la más rápida, es hem oglobinas C, S, F y A (fig. 1 6 .7 ). (Hay varios dispositivos m nem ónicos para recordar el patrón de m igración, com o acelerado, rápido, lento y de avance.) A la hemoglobina que emigra más allá de la hemoglobina A se le denomina hemoglobina rápida. Aquí emigran la hem oglo­ bina de Bart y la H. Habrá que confirm ar la presencia de cualquier hem oglobina anorm al y el aum ento de la canti­ dad de cualquier hem oglobina norm al, com o la A 2 y E Si hay hem oglobina anorm al, se confirm a con electroforesis sobre agar de citrato y prueba de la solubilidad si se sospe­ cha hem oglobina S. Cuando existe aum ento de la cantidad de A2 o E se cuantifica dicha cantidad. En este m étodo las hem oglobinas D y G coem igran con la hem oglobina S.

Electroforesis so bre a g a r d e citrato Se realiza a un pH ácido (6 .0 -6 .2 ) después de que se d etec­ ta hem oglobina anorm al en la electroforesis sobre acetato de celu lo sa .2831 E n este m étodo, u n factor im portante en la d eterm inación de la m ovilidad de la hem oglobina es la solubilidad. La hem oglobina F, co n m ovilidad catódica m ás rápida, tam bién es la m ás soluble, tal vez porque es la m ás resistente a la desnaturalización a un pH de 6 .0 . Las hem oglobinas adultas con solubilidad sim ilar a la de la hem oglobina A, com o D, E , G, O e I, entre otras, se m ueven con la hem oglobina A. La relativam ente insoluble h em oglobina S se mueve detrás de la hem oglobina A, y la

Acetato de ce lu lo sa .p H 8 .4

I I 1 1 l

I I I 1 1 i

i i i i i i m

_

1

+

■ 1 1 l

■

En ferm ed ad S E

■ a i

■

i ■ ■ ■ i i t t i i S F A 0 G

i

i i i i i i 0 CA, A, C E 0

R a s g o de hem oglobina D En ferm ed ad S C

i

a

Normal R a s g o falciform e

■ ■

S a n g re de cordón normal R a sg o de C Harlem Control

A g a r de citrato pH 6.0-6.2

l

■ i

■ ■

■ aii i ■i C

S

Normal

¡ i i i i i i

■ ■ ■ ■ ■ ■

■

S a n g re de cordón normal

ii i 0

■ t i A

■ i i F

Control

R a sg o falciform e R a sg o de hem oglobina D En ferm edad S C En ferm edad S E

R a sg o de C Harlem

o

= D e sig na

origen

D

G E 0 FIGURA 16-7. Comparación de las diversas muestras de hemoglobi­ na sobre acetato de celulosa y agar de citrato.

aún mas insolu ble hem oglobina C se m ueve detrás de la hem oglobina S (fig. 1 6 -7 ).

Cuantificación d e la hem oglobina A 2 La cantidad de hem oglobina A 2 se calcula por electrofore­ sis de la hem oglobina. Sin em bargo, esto sólo proporciona u n cálculo aproxim ado. La cu antificación se obtien e de m ejo r m anera por crom atografía de m icrocolu m na 23'32 o crom atografía líquida de alta reso lu ció n .24,25

Tinción d e elución acida p a ra hem oglobina F 28-33 Los eritrocitos que contienen una m ayor cantidad de hem o­ globina F se distinguen de las células norm ales adultas a través de la técnica de elución ácida. Es posible que este m étodo sea ú til en el diagnóstico de la persistencia heredi­ taria de la hem oglobina fetal o para detectar células fetales en la circulación m aterna durante problem as en el em bara­ zo. E n el m étodo m icroscópico, la hem oglobina adulta, la hem oglobina A, se elude de los eritrocitos por incubación en una solu ción am ortiguadora ácida. La hem oglobina F perm anece detrás y se tiñe con eosina. Las células adultas son negativas y no se tiñen porque no contienen hem oglo­ bina E Tam bién es posible detectar los glóbulos ro jos feta­ les a través de m étodos de análisis del flujo citom étrico .34

Cuantificación d e la hem oglobina F La hem oglobina fetal se cuantifica con base en el p rin ci­ pio de que ésta es resistente a la desnaturalización alcali­

CAPITULO 16 ■ PORFIRINAS Y HEMOGLOBINA

na en una solu ción de 1 .2 5 mol/L de NaOH durante dos m inutos. La hem oglobina A desnaturalizada se precipita con sulfato am onio y se separa por filtración. La densidad óptica de la solu ción sobrenadante clara se lee a 5 4 0 nm , en tanto el porcen taje de la hem oglobina fetal se calcula contra la densidad óptica de las solu cion es de hem oglobi­ na to tal .28 Se recom ienda la crom atografía líquida de alta resolu ción com o m étodo de e lecció n para la cu antifica­ ció n de la hem oglobina fetal .25 El adulto prom edio tiene m enos de 1.5% de hem oglobi­ na fetal. Sin em bargo, es posible en con trar con cen tracio n es elevadas en varias enferm edades heredadas y adquiridas. Se sospecha persistencia hereditaria de hem oglobina fetal en in d ivid u o s que p o seen 10% o m ás de h em o g lo b in a fetal sin otras anorm alidades clínicas evidentes.

Tecnología del DNA E l diagnóstico definitivo de algunas hem oglobinopatías y talasem ias que im plican com binaciones de defectos gené­ ticos tal vez requiera análisis de DNA. Con el aum ento en el uso y la eficacia de la técn ica de reacció n en cadena de la polim erasa, la secu encia de DNA en cu estión se analiza con facilidad a partir de sangre entera o puntos de sangre seca sobre filtro de papel. C on los m étodos de secu encia autom atizados disponibles en la actualidad, el tiem po requerido para realizar este tipo de análisis no es m ucho m ayor al de la m etodología estándar. Las desventajas de estos m étodos son el elevado costo y la falta de d isponibili­ dad en la m ayor parte de los laboratorios rutinarios. Entre las ventajas se encuentran el sum inistro de inform ación definitiva del genotipo del p acien te y, en algunos casos, la d etección directa de lesiones m oleculares. Las técnicas específicas se analizan en otra p arte .24,26

393

La fortaleza especial de la tecnología del DNA radica en el diagnóstico prenatal de la talasemia mayor. D ebido a que los genes de la globina están presentes en todos los tejidos, incluyendo los que no están activos, es posible establecer el d iagnóstico prenatal de los estados talasém icos a través de m uestras de tejido que son relativam ente fáciles de obte­ ner, com o villi corión ica o células del líquido am niótico, en lugar de sangre fetal, que se obtiene con m ucha mayor dificultad y con riesgo bastante m ás elevado para el feto .26 Además, la tecnología del DNA se utiliza en el diagnósti­ co prenatal de la anem ia falciforme. Las células fetales obte­ nidas por am niocentesis o m uestreo de vellosidad coriónica se analizan con técnicas similares a las que se utilizan en las talasemias. Tam bién es posible em plear la electroforesis de hem oglobina en un hem olisato de células de sangre fetal en casos en los que la tecnología de prueba de ADN es inase­ quible o cuando se requieren resultados rápidos, debido a la avanzada edad gestacional del paciente .28

M IOGLOBINA Estructura y función en el cuerpo La m ioglobina es una hem oproteína encontrada sólo en el m úsculo esquelético y cardíaco de seres hum anos. Se une de m anera reversible con el oxígeno de form a sim ilar a la m o­ lécula de hem oglobina. Sin embargo, la m ioglobina no libera oxígeno, excepto bajo tensión de oxígeno escaso. La m io­ globina es una hem oproteína sim ple que contiene una cade­ na de polipéptido y un grupo hem o por molécula. La cadena de polipéptido contiene 153 am inoácidos, lo que hace que sea un poco más grande que una cadena en la m olécula de la hem oglobina. Por tanto, su tamaño es un tanto m ayor a una cuarta parte de una m olécula de hem oglobina, con un

ES T U D IO D E C A S O 16-6 Una m u jer caucásica de 2 2 años de edad con herencia italiana d ijo que tenía anem ia leve y recibió tratam iento periód ico con hierro durante su vida. Era estudiante de un program a científico de laboratorio clín ico y se som e­ tió a RSC com o parte de una clase de hem atología. Los valores del laboratorio fueron los siguientes:

H em oglobina H em atócrito G lóbulos R ojos VCM M CH C RD W

Intervalo de referencia 1 1 .7 -1 5 .7 g/dl 34% 3 5 -4 7 % 5 .8 X 1 0 12/L 3 .8 -5 .2 X 1 0 12/L 5 9 .4 fl 8 0 -1 0 0 ñ 31 .9 % 3 2 -3 6 % 14.2% 1 1 .5 -1 4 .5 %

11.0 g/dl

A partir de estos valores, el profesor de hem atología sospechó un trastorno heredado en lugar de d eficien­ cia de hierro y sugirió que la estudiante se pusiera en con tacto con su m édico para realizar pruebas ad iciona­ les. La electroforesis de hem oglobina reveló cantidades un poco m ayores de hem oglobina F y Av que luego se cu antificaron para m ostrar 3 .2 % de hem oglobina F y 4.2% de hem oglobina Ar Los estudios de h ierro eran norm ales.

Preguntas 1. ¿Cuál es el trastorno más probable? 2. ¿Cuáles valores del RSC llevaron al profesor a suge­ rir pruebas adicionales? 3. ¿P or qué es im portante que este trastorno se diag­ nostique de m anera adecuada?

39 4

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

peso m olecular de alrededor de 17 0 0 0 . E l átom o del hierro en el centro del grupo hem o constituye el sitio del enlace reversible del oxígeno, idéntico al de la m olécula de hem o­ globina. En el cuerpo, la m ioglobina actúa com o portador de oxigeno en el citoplasm a de la célula muscular. Su fun­ ción principal es el transporte del oxígeno de la m em brana de la célula m uscular a la m itocondria. La m ioglobina sirve com o reserva extra de oxígeno para ayudar al m úsculo a m antener por más tiempo la actividad ejercitante.

Significado clínico E l daño a los m úsculos a m enudo produce aum ento de las con cen tracio n es de m ioglobina en suero y orina (cuadro 1 6 -2 ). La aclaración renal es rápida, en tanto la m ioglobinem ia posterior a una sola lesión tiende a ser transitoria. Las con cen tracio n es altas de m ioglobina llegan a ocasio­ nar insuficiencia renal aguda (IR A ). La m ed ición de m io­ globina en suero y orina debe utilizarse para calcular el índ ice de aclaración de la m ioglobina. La com bin ación de m ioglobina sérica elevada ( ^ 4 0 0 ng/ml) y un índice de aclaración b ajo ( £ 4 mL/min) indica riesgo de IR A .35 La m ioglobina en orina tendrá una reacción cruzada con la prueba de la hem oglobina en la m arca de m ed ición y causará una reacción positiva. La confirm ación de la m ioglobinuria por un análisis más esp ecífico, com o el inm unoanálisis, perm ite la diferenciación de la hem oglobinuria. Es posible realizar m ed ición de la m ioglobina en orina o suero cuando se sospecha que la rabdom iólisis o cualquier enferm edad o lesión produce daño muscular. E n la actualidad, la principal aplicación de la prueba de m ioglobina sérica radica en la investigación del dolor de pecho para diagnosticar o descartar el infarto de m io­ cardio agudo (IM A ). La m ioglobina se recom ienda com o m arcador op cion al para la d etección tem prana del IM A .36 Las células del m ú sculo cardíaco dañado liberan m ioglobi­ na en las prim eras horas del com ienzo del infarto del m io­ cardio, con valores m áxim os en un plazo de 2 a 3 h o hasta en 3 0 m in. P or tanto, la m ioglobina constitu ye el prim er m arcador cardíaco que aum enta, inclu so m ás pronto que

la isoenzim a MB de la creatina cinasa (C K M B ) o troponina (T o í ) . Aunque el increm en to de m ioglobina en la circu ­ lación proporciona u n indicador tem prano en el infarto del m iocardio, los resultados falso-positivos llegan a ocu ­ rrir a partir de cu alquier lesión del m ú sculo esquelético que tam bién contenga hem oglobina. E l uso de m ioglobina com o m arcador tem prano será seguido por el uso de un m arcador definitivo, com o la troponina (T o í ) , que es mas específico para enferm edad cardíaca pero no aparece en la sangre tan rápido. A pesar de la especificidad deficiente de la m ioglobina para el m iocardio, se debe descartar daño al m úsculo esquelético en m u chos casos. Los resultados negativos de m ioglobina en las prim eras horas después del dolor en el pecho se utilizarán para descartar infarto del m iocardio. E n los casos en que se em plea terapia trom bolítica en el tratam iento del infarto del m iocardio, se usarán las con cen tracio n es de m ioglobina com binadas con CKM B e in d icaciones clín icas com o indicadores de la reperfusión de la arteria oclu id a .37 A la m ioglobina tam bién se le ha investigado para ayudar en el diagnóstico y la diferencia­ ción de los d istintos tipos de distrofia m u scular progresiva hereditaria .38 E n el capítulo 8 , Am inoácidos y proteínas, se analiza con m ayor detalle la m ioglobina.

M etodología E x isten varios m étodos de inm un oensayo para la m edi­ ció n e id en tificació n de la m ioglobina. E stos proced i­ m ientos im plican la u n ió n de anticuerpos específicos a la m ioglobina, lo que produce un cam bio quím ico o físico (p. e j., fluorescencia, quim iolu m inescencia, inm u n ocróm ico ) que se m ide y correlaciona con la con cen tració n de m ioglobina. Estos m étodos se adaptaron a los dispositivos del lugar de atención para la evaluación rápida del dolor del pecho, así com o los m étodos convencionales para pla­ taform as del analizador m u ltian alítico .39,40A unque el plas­ m a es la m uestra de elecció n para el análisis del m arcador cardíaco, hay evidencia de que diferentes anticoagulantes tienen diversos efectos sobre los análisis com erciales par­ ticulares para la m ioglobina .39 Además, está dem ostrado que existen diferencias en la precisión y el rango de refe­ rencia entre los diversos análisis de m ioglobina .39

CUADRO 16-2. C A U SA S DE ELEV A C IÓ N DE LA M IO G LO BIN A

RESUM EN

Infarto del miocardio agudo

Infarto sin angina

Rabdomiólisis

Fracturas múltiples; traumatismo muscular

Insuficiencia renal

Miopatías

Ejercicio vigoroso

Inyecciones intramusculares

Cirugía a corazón abierto

Ataques tónico-clónicos

Descarga eléctrica

Trombosis arterial

Ciertas toxinas

Hipertermia maligna

Distrofia muscular

Lupus eritematoso sistémico

Las porfirinas son interm edias en las d istintas etapas que conform an la síntesis del hem o, un grupo de quelación de hierro que se une al oxígeno. La síntesis de hem o com ien ­ za en la m itocond ria por com binación de la glicina y la su ccin il-C oA para form ar ALA. E l PBG se form a a partir del ALA en el citoplasm a. E l ALA y PBG son precursores para la form ación de porfirinas. E l uroporfirinógeno y el coproporfirinógeno se form an en el citoplasm a, en tanto el protoporfirinógeno se sintetiza en la m itocond ria. Luego se form a la P R O T O , que incorpora el hierro para form ar el hem o. La ALA sintasa es la enzim a que controla el índice de la síntesis del hem o y se regula por la cantidad de hem o. Las d eficiencias de la enzim a llegan a presentarse en casi cu alquier etapa de la síntesis de h em o, lo que da com o resultado u n grupo de trastornos heredados denom inados

CAPÍTULO 16 ■ PORFIRINAS Y HEMOGLOBINA

porfirias. Al producirse acu m ulación de los interm edia­ rios, se originan síntom as cu táneos o n europsiquiátricos, o am bos. Los bloqueos en las prim eras etapas de la sín ­ tesis del hem o tienden a producir síntom as cutáneos, en tanto que las acum ulaciones de los interm ediarios tardíos causan síntom as neuropsiquiátricos. La m ayor parte de los porfirias se diferencian por análisis de laboratorio de ALA, PBG , U R O , C O PRO y PR O TO . La hem oglobina se sintetiza en células eritroides inm a­ duras en la m édula ósea y su fu nción consiste en llevar oxí­ geno al tejido. La hem oglobina se com pone de dos pares de proteínas de globina, cada una con tiene una m olécula de hem o capaz de transportar oxígeno. Hay seis tipos de cadenas de globina: a , p, Ó, e y l , con e y l presentes sólo en el em brión. En el adulto sano, se observan tres tipos de hem oglobina: A (a,|32), A 2 (a.,ó2) y F ( a 2X2). Las hem oglobinopatías se originan cuando existen defectos en la estructura de la hem oglobina. La hem oglobinopatía más frecuente es la hem oglobina S, que se hereda com o heterocigótica (AS, rasgo de células falciform es) u hom ocigótica (SS, anem ia falciform e). Los heterocigotos son asintom áticos, m ientras que los hom ocigotos llegan a padecer anem ia

P R E G U N T A S 1. E l propósito principal de las porfirinas en el cuerpo es: a) Llevar oxígeno al tejido. b) Transportar hierro. c) C om binarse con la hem oglobina libre. d ) C ontribu ir a la síntesis del hem o. 2. Los dos sitios principales en el cuerpo para la acum u­ lación del exceso de porfirinas son: a) E l hígado y la m édula ósea. b) E l corazón y el pulm ón. c) E l m úsculo y la sangre. d ) E l hígado y el bazo. 3. Las dos clases principales de porfirias, de acuerdo con los síntom as, son: a) Eritropoyética y hepática. b ) N eurológica y cutánea. c) C ongénita y adquirida. d) H em atológica y muscular. 4. E l porfobilinógeno suele cuantificarse en la orina por: d) E l m étodo de W atson-Schw artz. b ) Crom atografía de capa fina. c) C olum na de intercam bio ión ico. d) Electroforesis.

395

y afección de la m icrocirculación. Esta hem oglobinopatía y la m ayor parte de las demás se detectan por com binación de electroforesis alcalina y ácida. Las talasem ias son tras­ tornos hereditarios en el ritm o de la síntesis de unas o más cadenas de globina, por lo general com o resultado de supre­ siones del gen o de m utaciones del sitio. A los defectos en el índice de la síntesis de a-g lob in a se les denom ina a-ta la sem ias, y la p-talasem ia denota una producción defectuosa de la P-globina. Al estado heterocigótico se le conoce com o talasem ia m enor y al hom ocigótico, com o talasem ia mayor. Estos trastornos son frecuentes en las poblaciones afroes­ tadounidenses, de Asia, el África negra, la India y M edio O riente y causan anem ias de diversos grados. La m ioglobina es una proteína que contiene hem o que se encuentra presente en m ú sculo esqu elético y cardíaco. Su presencia en suero u orina indica daño en el m úsculo esquelético o cardíaco. D ebido a su peso m olecu lar relati­ vam ente pequeño, se exuda dentro del plasm a pocas horas después del daño m uscular. E n este sentido, es ú til com o m arcador del infarto del m iocardio o com o m arcador de la reperfusión después de terapia trom bolítica.

DE

R E P A S O

5. Los niveles m uy elevados de ALA y PBG en orina con cifras norm ales de porfirina en las h eces y la sangre lo m ás probable es que indiquen: a ) Porfiria interm itente aguda (PIA ). b) Porfiria eritropoyética (P E ). c) Coproporfiria hereditaria(C PH ). d) Porfiria cutánea tardía (P C T ).

6 . A los trastornos hereditarios en los que los defectos genéticos causan anorm alidades en el índ ice y la canti­ dad de síntesis de las cadenas de polipéptidos n orm a­ les desde el punto de vista estructural de la m olécula de la hem oglobina se les denom ina: a) H em oglobinopatías. b) Porfirias. c) D iscrasias m oleculares. d) Talasemias. 7. E l aum ento de la hem olisis intravascular está ind ica­ do por una disminución de: a) M etahem oglobina. b) M etahem albúm ina. c) H aptoglobina. d) H em opexina.

8 . ¿C uáles de las siguientes hem oglobinas anorm ales, encontradas con frecuencia en individuos de sureste de Asia, em igran con la hem oglobina A 2 en electrofo­ resis de acetato de celulosa? a) H em oglobina D. b) H em oglobina E. c) H em oglobina C. d) H em oglobina Lepore.

396

PARTE II ■ CORRELACIONES CLÍNICAS Y PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

9. ¿Q ué tipo de a-talasem ia se origina por la supresión de tres genes y produce anem ia hem olítica moderada? a) Enferm edad de la hem oglobina H. b) H em oglobina de Bart. c) Hidropesía fetal. d) Rasgo de talasemia. 10. La m anera más eficaz de cu antificar la hem oglobina A 2 es por: a) D ensitom etría. b ) Electroforesis en agar de citrato. c) Prueba de desnaturalización alcalina. d) Crom atografía de colum na. 11. Las con cen tracio n es de m ioglobina en suero o plasm a se utilizan com o: a) Pruebas de la fu nción hepática. b ) M arcador tem prano del infarto del m iocardio agudo. c) Ind icad or de envenenam iento por plom o. d) Indicador de cardiopatía congestiva.

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12. ¿Cual de las siguientes pruebas es la m ejo r para dife­ renciar la P-talasem ia m enor de la anem ia por defi­ ciencia de hierro? a) E lectroforesis de la hem oglobina (acetato de celu ­ losa, pH alcalino). b ) Prueba de solubilidad. c) R ecuento de sangre com pleto. d) C uantificación de la hem oglobina Ar 13. ¿C uál es la secu encia correcta de la m igración electro­ forética de las hem oglobinas de la m ás lenta a la más rápida sobre acetato de celulosa a un pH alcalino? a) C, S, F, A. b) C, A, S, E c) C, S,A, E d) A, F, S, C.

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CAPÍTULO 16 ■ PORFIRINAS Y HEMOGLOBINA

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P A R T E

Valoración de las funciones del sistema orgánico

398

Introducción a las hormonas y la función hipofisaria Robert E. Jones C O N T E N I D O EMBRIOLOGÍA Y ANATOMÍA ASPECTOS FUNCIONALES DE LA UNIDAD HIPOTALÁMICA-HIPOFISARIA HORMONAS HIPOFISIOTRÓPICAS O HIPOTALÁMICAS HORMONAS DE LA HIPÓFISIS ANTERIOR HORMONA DEL CRECIMIENTO Acciones de la hormona del crecimiento Pruebas Acromegalia Deficiencia de la hormona del crecimiento PROLACTINA Prolactinoma Otras causas de hiperprolactinemia

D E L

CA PÍTULO

17

C A P I T U L O Evaluación clínica de la hiperprolactinemia Control del prolactinoma Galactorrea idiopática HIPOPITUITARISMO Etiología del hipopituitarismo Tratamiento del panhipopituitarismo HORMONA DE LA HIPÓFISIS POSTERIOR Oxitocina Vasopresina PREGUNTAS DE REPASO REFERENCIAS

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Describir las funciones de la hipófisis anterior y posterior. • Definir la relación anatóm ica entre la hipófisis y el hipotálamo. • Comprender el concepto de la regeneración nega­ tiva de anillo abierto y relacionarlo con la función de las diferentes asas de la glándula blanco hipotalámica-hipofisaria-endocrina. • Entender los efectos de la pulsatilidad y de a d ic i­ dad en los resultados de las mediciones horm ona­ les. • Diferenciar entre el efector trópico y directo en relación con las hormonas hipofisarias.

• A nalizar la regulación de la secreción de la prolac­ tina. • Establecer las causas no neoplásicas del aumento de la prolactina. • Comprender la diferencia entre estados primarios y secundarios de la deficiencia endocrina. • Describir las características clínicas de los estados de exceso y deficiencia de la hormona del creci­ miento, prolactina y vasopresina. • Relacionar los aspectos fisiológicos subyacentes de las estrategias usadas para la valoración y prueba definitiva para los trastornos sospechosos de la hormona del crecimiento.

399

400

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

___________________________________________ T É R M I N O S Adenohipófisis Adrenocorticotropina (ACTH) A sas de retroalimentación Dopamina Efector directo Eminencia media Factor de crecimiento sem ejante a la insulina (FCI) Factor inhibitorio de la prolactina (FIP)

Hipófisis anterior Hipófisis posterior Hipotálamo Hormona del crecimiento Hormona estim ulante de la tiroides (TSH) Hormona foliculoestimulante (FSH) Hormona liberadora de corticotropina (CRH) Hormona liberadora de gonadotropina (GnRH)

E l térm ino pituitario (derivado del latín y del griego) sig­ nifica, de m anera literal, “escupir m o co ”, lo que refleja la n o ció n prim itiva de la fu nción pituitaria. De cierta m ane­ ra, los fisiólogos antiguos estaban en lo correcto: creían que el cerebro era responsable de in dicar a la pituitaria el m om en to de secretar. Sin em bargo, en lugar de m oco, m ás adelante se descubrió que el cerebro ordena a la pituitaria secretar horm onas que regulan otras glándulas endocrinas. Cuando esto se descubrió, a la pituitaria se le denom inó “glándula m aestra” porque, sin ella, existía cese del crecim iento, ju n to con alteraciones profundas en el m etabolism o interm ediario y falla en la fu nción gonadal, tiroidea y suprarrenal. A la pituitaria tam bién se le con o ce com o hipófisis, que en griego significa crecimiento bajo, lo que hace referencia a su p o sició n ú n ica debajo del hipotálam o. N uestro concepto de la fu n ció n hipofisaria (pituitaria) y de su papel en la regulación de otras glándulas end ocri­ nas ha cam biado. Más que verla com o la glándula m aestra, es m ás apropiado reconocerla com o un instrum ento que traduce los im pulsos nerviosos en un producto horm onal o endocrinológico. Entre las características que distinguen la fu nción de la hipófisis se inclu yen asas de retroalim enta­ ción, secreciones pulsátiles, ritmos diurnos y la m odificación am biental o externa de su desem peño. E stos elem entos distintivos de la operación hipofisaria llegan a com plicar la evaluación clín ica de una enferm edad endocrina sospe­ chada o, com o alternativa, dan gran relevancia a los defec­ tos sutiles de la fu n ció n endocrinológica.

EM BRIO LO GÍA Y ANATOM ÍA Las tres diferentes partes de la hipófisis son la hipófisis anterior, o adenohipófisis ; el lóbu lo interm edio, o pares interm ediales; y la hipófisis posterior, o neurohipófisis. El lóbu lo interm edio se desarrolla de m anera deficiente en los seres hu m anos, y tiene poca capacidad fu ncional dis­ tinta a la de confund ir a los radiólogos al form ar e xten ­ siones no funcionales, benignas y císticas de la hipófisis. La hipófisis posterior, que proviene del d iencéfalo, es res­ ponsable del alm acenam iento y la liberación de la oxito­ cina y de la vasopresina (a la que tam bién se le con o ce com o horm ona antidiurética [A D H ]). La hipófisis anterior, la porción m ás grande de la glándula, se origina en la b o l­

C L A V E

Hormona liberadora de la ahorm ona del crecimien­ to (GHRH) Hormona liberadora de la tirotropina (TRH) Hormona luteinizante (LH) Hormona trópica Infundíbulo Neurohipófisis Oxitocina Prolactina Ritmos diurnos

Secreción pulsátil Silla turca Sistema portal hipotalámico-hipofisario Som atostatina (SS) Tallo hipofisario Vasopresina (ADH)

sa de R athke, una evaginación del ectoderm o bucal que se extiende de m anera gradual hacia arriba y a la postre queda envuelta por el hueso esfenoide. La creación de la em inencia m edia, la porción in ferio r del hipotálam o, y el tallo hipofisario son otros acontecim ien tos críticos en la form ación de la unidad hipotalám ica-hipofisaria. Es p o si­ b le detectar la fu n ció n hipofisaria alrededor de la novena sem ana de gestación. La hipófisis reside en una bolsa del esfenoides (la sella turcica, que significa silla turca) y está rodeada por la dura­ madre. La reflexión de la dura que separa la parte superior de la hipófisis del hipotálam o, la silla del diafragma, es penetrada por el infundíbulo, o tallo hipofisario, que co n e c­ ta la adenohipófisis con la em inencia m edia y el hipotálam o. E l tallo hipofisario con tien e estructuras neurales y vascu­ lares que term inan en la hipófisis. La hipófisis posterior está conectada con los núcleos hipotalám icos supraóptico y paraventricular (donde se producen la vasopresina y la oxitocin a) por m edio de dos tubos neurosecretores d istin­ tos que pasan a través del tallo. La hipófisis anterior recibe 8 0 a 90% de su aporte sanguíneo y m u chos factores h ip o­ talám icos a través del sistem a portal hipotalám ico-hipofisario, tam bién contenid o en el tallo. E l p lexo prim ario de este sistem a portal se localiza en la em in encia m edia, y está com puesto de capilares que carecen de una barrera sangre-cerebro (capilares fenestrados) donde term inan los axones de los n ú cleos hipotalám icos que m odulan la fun­ ció n hipofisaria. A su vez, los vasos portales largos co n e c­ tan el p lexo prim ario con la hipófisis anterior y sirven com o cond u cto para las horm onas hipotalám icas-hipofisiotróp icas. E n la figura 17-1 se ilustran estas relaciones anatóm icas .1

ASPECTO S FUNCIONALES DE LA UNIDAD HIPOTALÁM ICA-HIPOFISARIA Las rutas aferentes (entradas) al hipotálam o se integran en varios nú cleos especializados, se procesan y luego se divi­ den en respuestas de patrones específicos. D ebido a que el hipotálam o tiene m u chas conexiones neurales eferentes (salidas) a los centros más altos del cerebro (el sistem a lím b ico , el sistem a nervioso autónom o y la hipófisis), al pare­ cer estas respuestas son más b ien difusas pero en realidad son estereotipadas .2La patrones de respuesta hipotalám ica

CAPÍTULO 17 ■ INTRODUCCIÓN A LAS HORMONAS Y LA FUNCIÓN HIPOFISARIA

FIGURA 17-1. Anatomía relacionada con la hipófisis y el hipotálamo. (Reproducido con autorización de Bear MF, Connors BW, Paradiso MA, Neuroscience: Exploring the Brain, 2nd ed. Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins, 2001:501.)

son sim ilares para cada horm ona hipofisaria específica, y se caracterizan por m ecanism os de retroalim entación negati­ va de circuito abierto, pulsatilidad y ciclicidad. La retroali­ m entación negativa se asem eja a un servom ecanism o típico y form a la base para com prender la fu n ción hipotalám icahipofisaria. U n ejem plo de retroalim entación negativa es la relación entre un term ostato y una unidad de calefacción casera. E l term ostato se ajusta a una tem peratura dada. Al m antenerse la tem peratura en el hogar por debajo de este punto de ajuste, el term ostato envía un im pulso eléctrico al horno y éste se prende. E l calor de la habitación se res­ taura y, cuando la tem peratura excede el punto de aju s­ te predeterm inado, el term ostato apaga al horno. D ebido que el punto de ajuste del term ostato se establece para la com odidad de los ocupantes, a la relación fu ncional hor­ no-term ostato se le denom ina sistem a de retroalim entación negativa de circuito abierto. La m ayor parte de los circuitos de retroalim entación endocrina son del tipo abierto, lo que significa que están sujetos a la regulación externa, y por lo general se ven influidos o m odificados por una entrada neural m ás elevada u otras horm onas. U n ejem plo sencillo de circuito de retroalim entación endocrina es el eje hipotalám ico-hipofisario-tiroideo. El hipotálam o produce la horm ona hipofisiotrópica, horm ona

401

liberadora de tirotropina (TRH) , y la libera dentro del sistem a portal, donde se dirige a los tiro tropos (o células producto­ ras de TSH ) de la hipófisis anterior para secretar horm ona estimulante de la tiroides (TSH). Ésta circula a la tiroides y estim ula varios pasos de la m ism a que son críticos en la p rodu cción y liberación de la horm ona tiroides (tiro xin a). La tiroxina se libera en la sangre y circula al hipotálam o y la hipófisis para suprim ir la produ cción ad icional de TRH y TSH. Es posible que este eje se inhiba de m anera parcial por esteroides suprarrenales (glucocorticoid es) y citocinas. Com o resultado, tal vez la produ cción de la horm ona tiroi­ des d ecline durante períodos de ten sión fisiológica grave .3 A la retroalim entación de la tiroxina a nivel de la hipófisis se le denom ina circuito de retroalim entación corto; y a la retroalim entación a nivel del hipotálam o, circuito d e retroa­ lim entación largo. A la retroalim entación entre la hipófisis y el hipotálam o (cuando se presenta) se le con o ce com o circuito de retroalim entación ultracorto. E n la figura 1 7 -2 se ilustra este circuito de retroalim entación sim ple. Todas las horm onas hipofisarias anteriores se secretan de m anera pulsátil. Por lo general, la frecu encia de pul­ sación de la secreció n se regula a través de m odu lación neural y es específica para cada unidad orgánica hipotalám ica-hipofisaria-term inal. Q uizá el m ejo r ejem plo de la pulsatilidad hipofisaria es la secreción de las horm onas que regulan la fu n ció n gonadal ( horm ona luteinizante [LH] y horm ona joliculoestim ulante [FSH]). E n su jetos m ascu li­ nos norm ales, el intervalo prom edio de interpulsación de la LH es de 5 5 m in, en tanto la d uración m áxim a prom edio de la LH es de 4 0 m in .4 La frecuencia de pu lsación de la horm on a hipotalám ica reguladora, horm ona liberad ora de gonadotropina (GnRH), tiene efectos profundos sobre los perfiles de la secreció n de la LH: el aum ento de la frecuen­ cia de pu lsación de la GnRH reduce la respuesta secretora de la gonadotropina y la d ism inu ción de la frecu encia de pu lsación de la G nRH aum enta la am plitud de la pulsa­ ción subsiguiente de la LH .3 Otra característica de la unidad hipotalám ica-hipofisaria es la naturaleza cíclica de la secreción horm onal. E l sistem a nervioso suele regular esta función a través de señales exter­ nas, com o cam bios de luz-oscuridad o la proporción entre

Hipotálamo

TRH

402

PARTE II! ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

la luz del día y la oscuridad. E l térm ino zeitgeber (donante de tiem po) se refiere al proceso de arrastrar o sincronizar estos estím ulos externos dentro de la función de los relo­ je s biológicos internos. Com o resultado, m uchas horm o­ nas hipofisarias se secretan en cantidades diferentes, lo que depende de la hora del día. Estos ritm os circadianos, o diur­ nos, se caracterizan por secreción de la adrenocorticotropina (ACTH), o de la TSH. Con la ACTH, el nadir de secreción se encuentra entre las 1 1 :0 0 p.m . y las 3 :0 0 a.m ., y el m áxim o ocurre al despertar o alrededor de las 6 :0 0 a 9 :0 0 a.m .6 El ritm o circadiano de la ACTH es resultado de variaciones en la am plitud de la pulsación, no de las alteraciones en la frecuencia de la pulsación .7 Las concentraciones nocturnas de la TSH son casi dos veces las del día y, al contrario de lo que sucede con la ACTH, el aum ento nocturno de la TSH es resultado del increm ento en la am plitud de la pu lsación .8

HORM ONAS HIPOFISIOTRÓPICAS O HIPOTALÁM ICAS E l hipotálam o produce diversos productos. Sin embargo, en este capítulo sólo se analizan los que tienen efecto directo en la fu nción hipofisaria clásica. La m ayor parte de los pro­ ductos son péptidos, aunque tam bién se sintetizan y trans­ portan am inas bioactivas del hipotálam o. Las horm onas hipotalám icas llegan a tener varias acciones. Por ejem plo, la TRH estim ula la secreción de TSH y de prolactina; la GnRH estim ula la producción de LH y FSH ; y la som atostatina (SS) inhibe la horm ona del crecim iento (G H ) y libera TSH de la hipófisis. Además de sus efectos sobre el m etabolism o del agua, la vasopresina (ADH) estim ula la secreción de la adre­ nocorticotropina (ACTH). Estas horm onas hipofisiotrópicas se encuentran en todo el sistem a nervioso central y varios otros tejidos, incluyendo el intestino, el páncreas y otras glándulas endocrinas. Su función fuera del hipotálam o y de la hipófisis aún no se com prende por com pleto. E n el cuadro 17-1 se resum e la acción de las horm onas hipofisio­ trópicas en la fu nción de la hipófisis anterior.

HORM ONAS DE LA HIPÓFISIS ANTERIOR Las horm onas secretadas de la hipófisis anterior son más grandes y m ás com p lejas que las sintetizadas en el hipotá­ lam o. Estas horm onas hipofisarias son trópicos, lo que sig-

nifica que sus accion es son específicas para otra glándula end ocrina, o efectores directos, porque actú an de m anera directa sobre tejid o periférico. La TSH y su papel ú n ico en la fu n ció n reguladora de la tiroides es un ejem plo trópico; un ejem plo de efector directo es la GH. Ésta tiene efectos directos sobre el m etabolism o del substrato en varios te ji­ dos y estim ula, tam bién, el hígado para produ cir factores de crecim iento que son críticos en la m ejo ría del creci­ m ien to lineal. Las horm onas trópicas son la LH, que dirige la p rod u cción de la testosterona de las células de Leydig en hom bres y la ovulación en m u jeres; la FSH , que es res­ ponsable del reclu tam ien to ovárico y de la foliculogénesis tem prana en m u jeres y esperm atogénesis en hom bres; la TSH , que controla la produ cción de la horm on a tiroides en la tiroides; y la A C TH , que regula la esteroidogénesis suprarrenal. Tanto la GH com o la prolactina son efectores directos. E n el cuadro 1 7 -2 se m uestra un resum en general de las relaciones entre las horm onas de la hipófisis anterior y sus órganos objetivo, y efectores de retroalim entación. Las acciones de las horm onas trópicas se analizan en otros capítulos dedicados a la glándula b lanco específica.

HORM ONA DEL CRECIMIENTO La hipófisis es vital para el crecim iento norm al. E l creci­ m ien to cesa si se elim ina la hipófisis. Además, cuando se reem plazan los productos horm onales de otras glándulas endocrinas que son accionadas por la hipófisis (tiroxina, esteroides suprarrenales y esteroides gonadales), el creci­ m iento no se restaura hasta que se adm inistra horm ona del crecim iento. Sin embargo, cuando la horm ona del cre­ cim iento se presenta aislada sin las otras horm onas, el creci­ m iento no se prom ueve. Por tanto, se tom a en cu enta el fu ncionam iento com pleto de la hipófisis para establecer las cond icion es adecuadas para el crecim iento del individuo. Además, se requiere n u trición adecuada, con centraciones norm ales de la insulina y buena salud general para alcan­ zar el potencial de crecim iento genético de una persona. La horm ona del crecim iento, también conocida com o somatotropina, se relaciona desde el punto de vista estruc­ tural con la prolactina y el lactógeno placentario humano. U n péptido simple con dos puentes disulfuro intram olecu­ lares pertenece a la clase de efector directo de las horm onas de la hipófisis anterior. Los somatotropos, células hipofi-

CUADRO 17-1. HORMONAS HIPOFISIOTRÓPICAS HORMONA

ESTRUCTURA

ACCIÓN

Hormona liberadora de tirotropina (TRH)

3 aminoácidos

Libera TSH y prolactina

Hormona liberadora de gonadotropina (GnRH)

10 aminoácidos

Libera LH y FSH

Hormona liberadora de corticotropina (CRH)

41 aminoácidos

Libera ACTH

Hormona liberadora de hormona del crecimiento (GHRH)

44 aminoácidos

Libera GH

Somatostatina

14 y 28 aminoácidos

Inhibe GH y libera TSH (efectos adicionales sobre la función intestinal y pancreática)

Dopamina (factor inhibitorio de la prolactina)

1 aminoácido

Inhibe la liberación de la prolactina

CAPÍTULO 17 ■ INTRODUCCIÓN A LAS HORMONAS Y LA FUNCIÓN HIPOFISARIA

CUADRO 17-2. HORM ONAS D E LA HIPÓFISIS A N TERIO R

403

______

HORMONA HIPOFISARIA

GLÁNDULA BLANCO

ESTRUCTURA

HORMONA DE RETROALIMENTACIÓN

Hormona luteinizante (LH)

Gónada (trópica)

Glucoproteína dimérica

Esteroides sexuales (E/T)

Hormona foliculoestimulante (FSH)

Gónada (trópica)

Glucoproteína dimérica

Inhibina

Hormona estimulante de la tiroides (TSH) Tiroides (trópica)

Glucoproteína dimérica

Hormonas tiroides (T4/T3) Cortisol

Adrenocorticotropina (ACTH)

Suprarrenal (trópica) Péptido simple derivado de POMC

Hormona del crecimiento

Múltiple (efector directo)

Péptido simple

Insulina sem ejante al fac­ tor de crecimiento (IGF-I)

Prolactina

Seno (efector directo)

Péptido simple

Desconocido

T4 tiroxina; T3 triyodotironina; E2, estradiol;

T,

testosterona.

sarias que producen la horm ona del crecim iento, afectan alrededor de una tercera parte del peso hipofisario normal. La liberación de somatotropina de la hipófisis es estimulada por el péptido hipotalámico hormona liberadora de hormona del crecimiento (GHRH). La secreción de la somatotropina es inhibida por la somatostatina (SS ).9 La horm ona del creci­ m iento se secreta en pulsaciones, con un intervalo prome­ dio de interpulsaciones de 2 a 3 h, con la cifra m áxim a al com ienzo del sueño .10Entre estas pulsaciones, el nivel de la horm ona del crecim iento llega a caer por debajo del límite detectable, lo que origina la evaluación clínica de la defi­ ciencia de la horm ona del crecim iento basada en una sola m edición desafiante. N ingún otro sistem a hipotalám ico-h ipofisario ilustra de m anera m ás concreta el concepto de un paradigm a de circuito abierto que el que se observa co n la horm on a del crecim iento. Las fu nciones in term itentes de GHRH/SS y el patrón básico de las pulsaciones secretoras de la horm ona del crecim iento son controladas en gran medida por otros factores (cuadro 1 7 -3 ).11

CUADRO 17-3. OTROS MODIFICADORES DE LA SECRECIÓN DE LA HORMONA DEL CRECIMIENTO ESTIMULAN LA SECRECIÓN DE LA

INHIBEN LA SECRECIÓN DE LA

HORMONA DEL CRECIMIENTO

HORMONA DEL CRECIMIENTO

Sueño

Carga de glucosa

Ejercicio

p-Agonistas (p. ej.. adrenalina)

Estrés fisiológico

a-Bloqueadores (p. ej.. fentolam ina)

Aminoácidos (p. ej., arginina)

Estrés emocional/ psicogemco

Hipoglucemia

Deficiencias nutricionales

Esteroides sexuales (p. ej., estradiol)

Deficiencia de insulina

a-Agonistas (p. ej., noradrenalina)

Deficiencia de tiroxina

p-Bloqueadores (p. ej., propranolol)

A cciones de la horm ona del crecim iento La horm ona del crecim iento tiene m u chos efectos diversos sobre el m etabolism o. Se le considera una horm ona anfibólica porque influye de forma directa en procesos anabólicos y catabólicos. Uno de los efectos principales de la horm ona del crecim iento es que perm ite al individuo la transición efectiva de un estado de alim entación a u n estado de ayu­ no sin experim entar escasez de los sustratos requeridos para la oxidación intracelular norm al. La horm ona del crecim iento antagoniza de m anera directa el efecto de la insulina sobre el m etabolism o de la glucosa, prom ueve la gluconeogénesis hepática y estim ula la lip ó lisis .9 Desde un punto de vista teleológico, esto tiene perfecto sentido: el m ejoram iento de la lipólisis proporciona sustrato oxidativo para el tejido periférico, com o el m úsculo esquelético, pero conserva la glucosa para el sistem a nervioso central al esti­ m ular la produ cción hepática de la glucosa y oponerse a la elim inación de glucosa mediada por insulina. E n efecto, la deficiencia de la horm ona del crecim iento en niños a veces se acom paña por hipoglucem ia ;12 en adultos, tal vez ocurra hipoglucem ia si hay deficiencia de GH y ACTH. Los efectos anabólicos de la horm ona del crecim iento se reflejan por la síntesis proteica m ejorada en el m úsculo esquelético y otros tejidos. E sto se traduce a u n equilibrio de nitrógeno positivo y retenció n de fosfato. A unque la horm ona del crecim iento tiene efectos direc­ tos en m u chos tejid os, tam bién tiene consecu en cias indi­ rectas que son m ediadas por factores a los que en principio se les denom inó som atom edinas. En experim entos tem pra­ nos, fue evidente que los suplem entos de la horm ona del crecim iento en anim ales hipofisectom izados in d u jero n la produ cción de un factor ad icional que estim uló la incor­ poración de sulfato en cartílago. C om o a esta “proteín a” se le purificó, resultó evidente que había m ás de una som atom edina y, debido a su hom ología estructural con la proinsulina, la nom enclatura cam bió a fa c to r de crecim ien­ to sem ejante a la insulina (FCI). Por ejem plo, la som atom e­ dina C, el principal factor de crecim iento inducido por la horm ona del crecim iento, ahora es F C I-I. Los F C I tam bién poseen receptores superficiales celulares que son distintos de la insulina. Sin em bargo, los niveles suprafisiológicos de F C I - I I llegan a “sangrar” sobre el receptor in su lín ico y

40 4

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

causan h ipoglucem ia ,13 en tanto la hiperinsulinem ia activa de m anera parcial los receptores de F C I-I .14 La horm ona del crecim iento estim ula la p rod u cción de F C I-I del higado y, com o resultado, el F C I-I se vuelve un am plificador b iológico de las concentracio nes de la horm ona del cre­ cim iento. Está dem ostrado que los F C I que form an com ­ p lejos con proteínas de u n ión al suero específicas afectan las accion es de los F C I de varias m aneras .15 La proteína de enlace al F C I-III (P E F C I-III) es quizá el m ejo r elem ento estudiado de la fam ilia de las P E F C I. Las con centracio nes de P E F C I III se correlacionan de m anera positiva co n las de F C I-I y, com o resultado, co n las de G H .16 D ebido a esta relación, al F C I-I se le ha utilizado en la evaluación clínica tanto de d eficiencia com o de exceso de GFI .17

Pruebas De acuerdo con lo que ya se m encionó, rara vez una sola m edición aleatoria de horm ona del crecim iento es diagnós­ tica. Los paradigmas actuales de pruebas para horm ona del crecim iento se basan de m anera sólida en la fisiología diná­ m ica del eje de la horm ona del crecim iento. Por ejem plo, los valores circulantes de F C I-I y, quizá, de P E FC I III integran en form a razonable las cifras m áxim as de la secreción de horm ona del crecim iento, en tanto los niveles elevados de am bos son consistentes con exceso continu o de horm ona del crecim ien to .18 Sin embargo, otros trastornos, sobre todo los hepatom as, se relacionan con concentraciones elevadas de F C I-I y, en algunas personas con acrom egalia activa, las cifras de P E FC I III son inadecuadam ente norm ales .19 Por el contrario, las concentraciones bajas de F C I-I tal vez refle­ je n produ cción inadecuada de la horm ona del crecim iento. No obstante, tam bién se observan con centraciones bajas de F C I en pacientes con diabetes controlada de m anera defi­ ciente, desnutrición u otras enferm edades cró n icas .20 La prueba definitiva para determ inar la produ cción autónom a de la horm ona del crecim iento se basa en la supresión norm al de la horm on a del crecim iento por d osificación oral de glucosa .21 E n la prueba, que se realiza después de u n ayuno durante la n och e, se adm inistra al p acien te una dosis oral de 1 0 0 g de glucosa. La horm ona del crecim iento se m ide al m om en to cero y a los 6 0 y 120 m in después de la ingestión de glucosa. Luego de la dosis oral de glucosa, las con cen tracio n es de horm ona del cre­ cim iento son im perceptibles en individuos norm ales; sin em bargo, en pacientes con acrom egalia, dichas con cen tra­ cion es dejan de dism inuir e in clu so se elevan de m anera paradójica. La evaluación de pacien tes con sospecha de deficiencia de horm ona del crecim iento es m ás com plicada. E xisten varias estrategias para estim ular la horm ona del crecim ien ­ to, adem ás de que en la actualidad se desarrollan nuevos p ro to co lo s .22 La hipoglucem ia inducida por insulina, a la que una vez se le consideró el estándar, se está reem pla­ zando por esquem as de evaluación m enos incóm odos. La com bin ació n de infusiones de GFIRH y del am inoácido L-arginina o una infusión de L-arginina acom pañada con L-dopa oral son las m ás usadas. Si las con cen tracio n es de horm ona del crecim iento se elevan sobre 3 a 5 ng/ml, es im probable que el paciente tenga d eficiencia de horm ona del crecim ien to .22

A crom egalia La acromegalia se origina por exceso patológico o autóno­ m o de la horm ona del crecim iento y, en la gran mayoría de pacientes, se produce por un tum or hipofisario. Hay infor­ m es de casos aislados de tumores que causan acromegalia debido a la producción ectópica de GH RH .23 Sin embargo, aunque resulta m uy interesante o instructiva, la producción ectópica de GHRH u horm ona del crecim iento (u n caso) aún es rara .24 Si ocurre un tum or que produce horm ona del crecim iento antes del cierre epifisario, el paciente desarrolla gigantismo y llega a adquirir una altura im presionante; de lo contrario, padece las características típicas, pero insidio­ sas, del crecim iento excesivo de tejido óseo y bland o .25 Estas características abarcan aum ento progresivo de las m anos y de los pies, así com o crecim iento de los huesos faciales, lo que incluye la mandíbula y los huesos del cráneo. E n casos avanzados, el paciente desarrolla aberturas im portantes entre sus dientes. E l crecim iento excesivo difuso (no lon­ gitudinal si la afección ocurre después de la pubertad) de los extrem os de los huesos largos o la espina dorsal tal vez produzca una form a debilitante de artritis. Debido a que la horm ona del crecim iento es un antagonista de la insulina, es posible que surja intolerancia a la glucosa o diabetes evi­ dente. E n una etapa posterior de la enfermedad se observan hipertensión; aterosclerosis acelerada; y debilidad del m úscu­ lo proximal, que es resultado de la miopatía adquirida. La apnea del sueño es frecuente. La organomegalia, en especial la tiromegalia, es habitual, pero el hipertiroidism o és bas­ tante raro. E l exceso de la horm ona del crecim iento tam bién constituye un trastorno hiperm etabólico y, com o resultado, los pacientes acrom egálicos en ocasiones se quejan de sudoración excesiva o intolerancia al calor. Las características de la acromegalia se desarrollan con lentitud, por lo que es posible que el paciente (o su familia) olviden los cam bios que ocurren en la fisionomía. En estos casos, las m olestias del paciente quizá se centren en los efectos locales del tum or (dolor de cabeza o afecciones visuales) o los síntom as rela­ cionados con la pérdida de otras horm onas de la hipófisis anterior (hipopituitarism o). Tal vez una revisión cuidadosa y retrospectiva de fotografías anteriores sea crucial para dife­ renciar las características más notables debido a la herencia de las consecuencias típicas de la acromegalia. Cuando no se trata, la acromegalia reduce la esperanza de vida debido al aum ento del riesgo de cardiopatía, que surge por la com bi­ nación de hipertensión, enfermedad de la arteria coronaria y diabetes/resistencia a la insulina. Puesto que los pacientes con acromegalia tam bién tienen mayor riesgo de por vida de desarrollar cáncer, se recom iendan programas de vigilancia del cáncer (en especial la colonoscopia regular). Se observa secreción secundaria de prolactina hasta en 4 0 % de los pacien tes con acrom egalia .26 Sólo están infor­ m ados unos cu antos tum ores secretores de horm ona del crecim iento/TSH .27 La confirm ación del diagnóstico de la acrom egalia es relativam ente sencilla. Sin embargo, algunos pacientes con acrom egalia presen tan valores aleatorios norm ales de hor­ m ona del crecim iento. Lina concentración elevada de horm o­ na del crecim iento que no se suprim e de m anera norm al con dosis de glucosa equivale a u n diagnostico sen cillo. E n aquellos pacien tes co n valores aleatorios norm ales,

CAPÍTULO 17 ■ INTRODUCCIÓN A LAS HORMONAS Y LA FUNCIÓN HIPOFISARIA

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ES T U D IO D E C A S O 17-1 U n hom bre de 4 8 años de edad busca atención para la evaluación de debilidad m uscular, dolores de cabe­ za y sud oración excesiva. Padece con trol deficiente de hip ertensión y, al preguntarle, inform a aum ento gradual en la talla tanto de guantes com o de zapatos, así com o red ucción de la libido. E n una revisión de fotografías antiguas del hom bre, se d ocu m en tan aspereza de carac­ terísticas faciales, prognatism o progresivo y ensancha­ m iento de la nariz. Se sospecha acrom egalia.

pero m antenidos de m anera inadecuada, de la horm ona del crecim iento, las concentracio nes elevadas de F C I-I son provechosas. Sin em bargo, la falta de supresibilidad de la horm ona del crecim iento a una dosis de glucosa con stitu ­ ye la prueba definitiva .21 El tratam iento de la acrom egalia llega a resultar desa­ fiante. E l objetivo del tratamiento es la ablación del tumor, con la continuación de la función del resto de la hipófisis. La adenom ectom ía transfenoidal es el procedim iento de elec­ ció n .28Si los valores norm ales de horm ona del crecim iento y de la cinética (supresibilidad norm al a la glucosa) se restau­ ran después de la cirugía, es probable que el paciente se cure. Por desgracia, es posible que los tumores que producen la horm ona del crecim iento sean demasiado grandes o invadan estructuras locales que impidan la extirpación quirúrgica com pleta y dejen al paciente con un tum or más pequeño, pero con actividad horm onal. E n esta situación, suelen utili­ zarse la em isión externa o la radiación enfocada, pero tal vez se requieran varios años para que disminuyan las concentra­ ciones de la horm ona del crecim iento .29Entre tanto, se reali­ zan esfuerzos para suprimir la horm ona del crecim iento. Es posible emplear dos clases diferentes de agentes: análogos de som atostatina y agonistas dopam inérgicos .30

Preguntas 1. ¿Q ué pruebas de investigación están disponibles? 2. ¿C u ál es la prueba definitiva para p rod u cción autó­ nom a de horm on a del crecim iento? 3. Puesto que el paciente inform a red u cción de la lib i­ do, se sospecha hipogonadism o. ¿Q ué tipo de eva­ luación es apropiada?

síntesis de F C I-I, los receptores de F C I-I o los defectos en la trad u cción de las señales de la GH. Los pacientes con insensibilidad a la GH no responden de m anera norm al a la ad m inistración exógena de horm ona del crecim ien­ to. P or últim o, las lesiones estructurales de la h ipófisis o el hipotálam o tam bién causan deficiencia de la GH, y es posible que se relacionen con otras deficiencias de la hor­ m ona de la hipófisis anterior .32 E n adultos, se ha descrito el síndrom e de deficiencia de horm ona del crecim iento en pacientes que tienen falla com ­ pleta o incluso parcial de la hipófisis anterior. Los síntom as de este síndrom e son bastante vagos e incluyen aislam ien­ to social, fatiga, pérdida de m otivación y dism inución del sentim iento de bienestar ,33 aunque en varios estudios se docum enta aum ento de la mortalidad en adultos con defi­ ciencia de la G H .34 La osteoporosis y las alteraciones en la com posición corporal (es decir, reducción de la masa cor­ poral m agra) son afecciones concom itantes frecuentes de la deficiencia de la horm ona del crecim iento en adultos .35 La terapia de reem plazo de la horm ona del crecim ien­ to se volvió relativam ente sen cilla co n el surgim iento del recom binan te hu m ano de la horm ona del crecim iento. En la actualidad, el costo de la horm ona del crecim ien to con s­ tituye el factor lim itante principal para el reem plazo.

Deficiencia de la horm ona del crecim iento O curre en niños y adultos. E n n iñ os, tal vez sea fam iliar o debida a tum ores, com o los craneofaringiom as. E n adul­ tos, es resultado de las anorm alidades estructurales o fun­ cionales de la hipófisis (véase la secció n H ipopituitarismo en este m ism o capítu lo). Sin em bargo, la d eclin ació n de la p rod u cción de la horm ona de crecim ien to es con secu en ­ cia inevitable del en vejecim ien to, y la im portancia de este fenóm eno aún no se com prende de m anera adecuada .31 A unque la deficiencia de la horm on a del crecim iento en n iños se m anifiesta por falta de crecim iento, no todos los p acientes co n estatura pequeña tien en d eficien cia de hor­ m ona del crecim iento (co m o ya se m en cio n ó ). Hay varios defectos genéticos identificados en el eje de la horm ona del crecim iento. E l tipo más frecu ente es una m u tación recesiva del gen de la GHRH que causa falta de secreción de la horm ona del crecim iento. Tam bién se ha llegado a observar una m u tación m ás rara, la pérdida del gen de la horm ona del crecim ien to por sí sola. Adem ás, se inform an m u taciones que producen insensibilidad de la GH. Estas m u taciones quizá im pliquen al receptor de la GH, la b io ­

PROLACTINA La prolactina se relaciona desde el punto de vista estructural con la horm ona del crecim iento y el lactógeno placentario hum ano. Considerada com o horm ona del estrés, desempeña funciones vitales en relación con la reproducción. A la pro­ lactina se le clasifica com o horm ona efectora directa (com o oposición a una horm ona trópica) porque presenta tejido blanco difuso y carece de un órgano endocrino terminal. La prolactina es única entre las horm onas de la hipófi­ sis anterior porque su principal forma de regulación fiipotalámica es la inhibición tónica, en lugar de la estim ulación interm itente. Al fa ctor inhibitorio de la prolactina (FIP) se le consideraba una horm ona polipéptida capaz de inhi­ b ir la secreción de la prolactina. Sin embargo, la dopamina es la única señal neuroendocrina que inhibe la prolactina, y en la actualidad se cree que el FIP es impreciso. Además, cualquier com puesto que afecta la actividad dopam inérgica de la em inencia m edia del hipotálam o altera la secreción de la prolactina .36 Entre los ejem plos de las m edi­ caciones que causan hiperprolactinem ia se encuentran

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PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

fenotiazinas, butirofenonas, m etoclopram ida, reserpina, antidepresivos tricíclicos y a-m etild o p a. C ualquier tras­ torno del tallo hipofisario (p. e j., tum ores, traum atism o o inflam ación) causa aum ento de la p rolactina com o resultado de la interrup ción del flujo de la dopam ina del hipotálam o a los lactótrofos, las células hipofisarias secre­ toras de prolactina. La TRH estim ula de m anera directa la secreción de la prolactina, en tanto los aum entos de la TRH (co m o se observa en el hipotiroidism o prim ario) ele­ van las con cen tracio n es de la p ro lactin a .37 Los estrógenos estim ulan, tam bién, de form a directa a los lactótrofos para sin tetizar prolactina. La estim u lación p atológica del refle­ jo neural de su cción constituye la exp licación probable de la hiperprolactinem ia relacionada con lesiones en la pared del pecho. A sim ism o, se observa hiperprolactinem ia en presencia de insuficiencia renal y síndrom e ovárico policístico. Los estresores fisiológicos, com o el ejercicio y las convulsiones, tam bién elevan la prolactina. Se d esconoce el efector de retroalim entación para la prolactina. Com o se m encionó, el efector fisiológico de la prolac­ tina es la lactancia. La con secu en cia habitual del exceso de prolactina es el hipogonadism o, sea por supresión de la secreción de gonadotropina a partir de la hipófisis o por inhib ición de la acción de la gonadotropina en la gónada .38 La supresión de la ovulación que se observa en el posparto en madres en lactancia está relacionada con este fenóm eno.

Prolactinom a U n prolactinom a es u n tum or hipofisario que secreta directam ente prolactina, y representa el tipo m ás frecu en­ te de tum or hipofisario funcional. La presen tación clínica de u n pacien te co n un prolactinom a depende de la edad, del sexo y del tam año del tumor. Las m u jeres prem enopáusicas se qu ejan con m ayor frecu encia de irregularidad m enstrual/am enorrea, infertilidad, o galactorrea. P or lo general, los hom bres o las m u jeres posm enopáusicas pre­ sen tan síntom as de una masa hipofisaria, com o dolores de cabeza o afecciones visuales. E n ocasiones, en hom bres se observa red u cción de la libido o problem as de disfun­ ció n eréctil. Las razones de la gama de presen taciones de un p rolactinom a son u n poco im precisas, pero es posible que se relacionen co n alteración im portante evidente en las m enstru aciones, o el establecim ien to abrupto de una descarga de pecho en m ujeres m ás jó v en es. E n cam bio, es p osible pasar por alto la d eclinación en la fu n ció n repro­

ductiva en pacientes de m ayor edad com o una con secu en ­ cia inexorable del “en v ejecim ien to”. U na com p licación reconocid a en fecha reciente del hipogonadism o inducido por la prolactina es la osteop orosis .39

O tras causas de hiperprolactinem ia Hay m uchas causas fisiológicas, farm acológicas y p ato­ lógicas de la hiperprolactinem ia. U n error com ú n de los clín ico s es atribu ir cualquier elevación de prolactina a un “p ro lactin o m a”. Por lo general, las elevaciones im portan­ tes de la prolactina ( > 1 5 0 ng/ml) indican prolactinom a, y el grado de elevación de la prolactina se correlaciona con el tam año del tum or .40 Se observan elevaciones m odestas de prolactina (2 5 a 1 0 0 ng/ml) con in terru p ción del tallo hipofisario, uso de m edicam entos dopam inérgicos antago­ nistas u otros trastornos m édicos.

Evaluación clínica de la hiperprolactinem ia A m enudo un h istorial clín ico cuidadoso y exam en físico son suficientes para exclu ir la m ayor parte de las causas m ás frecuentes no endocrinas de la h iperprolactinem ia. Es esencial obten er la TSH y T 4libre (o tiroxina total y capta­ ció n de la resina T 3) para descartar hipotiroid ism o prim a­ rio com o causa de la elevación de la prolactina. Cuando se sospecha un tum or hipofisario, se debe obtener una eva­ luación cuidadosa de otra fu nción de la hipófisis anterior (co rtiso l basal, LH, FSH y esteroide gonadal especifico del género [sea estradiol o testosterona]) y evaluación de la anatom ía sellar con IRM de alta resolución.

Control del prolactinom a Los objetivos terapéuticos constan de corrección de los síntom as que se originan por invasión local o extensión del tum or por red ucción de la masa tum oral, restauración de la fu nción gonadal norm al y la fertilidad, prevención de osteo­ porosis y preservación de la función norm al de las hipófisis anterior y posterior. Las diferentes opcion es terapéuticas abarcan observación sim ple, cirugía, radioterapia o control m édico con agonistas de la dopam ina .36 Sin em bargo, el control del prolactinom a tam bién depende del tam año del tum or (es m enos probable “curar” m acroadenom as [tam a­ ño de tum or > 10 mm ] que m icroadenom as [tam año de tum or < 10 m m ])41 y las preferencias del paciente.

E S T U D IO D E C A S O 17-2 Una m u jer de 23 años de edad experim enta inicio recien ­ te de una descarga de pecho espontánea bilateral y cese gradual de las m enstruaciones. Inform a crecim iento y desarrollo norm ales y nunca ha estado embarazada.

Preguntas 1. ¿C uáles trastornos es probable que cau sen los sín to ­ mas?

2 . ¿C uáles afecciones m édicas (d istintas a p rolactino­ m a) se relacion an co n hiperprolactinem ia? 3. ¿C uáles m edicam entos elevan la prolactina? 4 . ¿C óm o cam biaría su form a de pensar si la m u jer tuviera galactorrea pero con cen tracio n es norm ales de prolactina?

CAPITULO 17 ■ INTRODUCCIÓN A LAS HORMONAS Y LA FUNCIÓN HIPOFISARIA

Los agonistas de la dopam ina con stitu yen la terapia em pleada con m ayor frecu encia para los m icrop rolactin omas. Se observa red ucción del tum or en más de 90 % de los pacientes tratados co n m esilato de brom ocrip tina o el nuevo agonista de la dopam ina, la cabergolina. Además, am bos fárm acos reducen los m acroadenom as secretadores de p ro lactin a .42 A m enudo, tam bién se observan reanu­ d ación de las m enstru aciones y restauración de la fertili­ dad durante la terapia m édica. E ntre los efectos adversos de la brom ocrip tina se inclu y en hipoten sión ortostática, m areos y náusea. Los efectos adversos gastrointestinales de la brom ocrip tina se am inoran a través de la adm inis­ tración intravaginal, y su eficacia no se ve afectada por lo dem ás .43 La cabergolina tiene m enos efectos adversos, y es posible adm inistrarla cada dos sem anas debido a que su período de acción es m ás prolongado. Cualquier agente se suspende durante el em barazo, a m enos que se inform e reaum ento del tam año del tumor. La neurocirugía no representa una alternativa prim aria de con trol del prolactinom a. Las in d icaciones para la inter­ ven ción neuroquirúrgica in clu y en apoplejía hipofisaria (hem orragia), pérdida visual aguda debido al m acroadenom a, p rolactinom a cístico o intoleran cia a la terapia m édica. Los índ ices de cu ración quirúrgica son inversa­ m ente proporcionales al tam año del tum or y al grado de aum ento de la prolactina. Por lo general, la radioterapia de em isión externa está reservada para los pacientes con riesgo quirúrgico elevado co n m acroadenom as agresivos en form a local que no toleran agonistas de la dopam ina.

G alactorrea idiopática A la lactancia que ocurre en m ujeres con concentraciones norm ales de prolactina se le define com o galactorrea idio­ pática. Esta afección se observa a m enudo en m ujeres que llevan varios em barazos y no tiene im plicación patológica.

HIPOPITUITARISMO La falla de la hipófisis o del hipotálam o da com o resul­ tado la pérdida de la fu n ció n de la hipófisis anterior. A la pérdida com pleta de la fu n ció n se le d enom ina panhipopituitarism o. Sin em bargo, es posible que haya pérdida de una sola horm ona hipofisaria, a lo que se le con o ce com o deficiencia m onotrópica horm onal. La pérdida de una horm ona trópica (A CTH , TSH , LH y FSH ) se refleja en el cese de la fu nción de la glándula endocrina afectada.

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La pérdida de los efectores directos (horm on a del creci­ m ien to y p rolactina) tal vez no sea evidente co n facilidad. E sta secció n se centra en las causas del hipopitu itarism o y ciertas sutilezas im plicadas en la terapia del panhipopituitarism o. E n otros capítulos se m u estran descripciones más detalladas de varios estados de d eficiencia horm onal. E l diagnóstico del laboratorio del hipopitu itarism o es relativam ente sen cillo. A diferencia de la falla prim aria de un a glándula endocrina que se acom paña por aum en­ tos im portantes en los niveles circulantes de la horm ona trópica hipofisaria correspondiente, la falla secundaria (hipop itu itarism o) se relaciona con con cen tracio n es bajas o norm ales de la horm ona trópica. E n el hipotiroidism o prim ario, por ejem plo, las con cen tracio n es circulantes de tiroxin a son b ajas y los valores de la TSH llegan a sobre­ pasar los 2 0 0 pU/ml (norm al, 0 .4 a 5 .0 ). C om o resultado de la falla hipofisaria en el hipotiroid ism o, las co n cen tra­ ciones de TSH son bajas de m anera inapropiada, y por lo general m enores de 1.0 pU/ml. Hay varios elem entos im portantes en la d istinción entre los estados prim arios y secundarios de la deficiencia horm o­ nal. Para diferenciar entre deficiencias prim arias y secunda­ rias, se deben m edir los valores tanto de la horm ona trópica com o de la horm ona blanco cuando exista cualquier sos­ pecha de falla hipofisaria, o com o parte de la evaluación rutinaria de la fu nción gonadal o suprarrenal. Si está docu­ m entada una deficiencia secundaria, es esencial investigar otros estados de deficiencia y la causa de la falla hipofisaria. Por ejem plo, la falta de reconocim iento del hipoadrenalism o secundario tal vez tenga consecuencias catastróficas si al paciente se le trata con tiroxina. D el m ism o m odo, el h echo de pasar por alto al principio una lesión hipofisaria o hipotalám ica quizá excluya el diagnóstico tem prano y el tratam iento de un tum or en potencia agresivo.

Etiología del hipopituitarism o E n el cuadro 1 7 -4 se enum eran las d istintas causas de hip o­ pituitarism o. Los efectos directos de los tum ores hipofisarios, o las secuelas del tratam iento de éstos, con stitu yen las causas m ás frecuentes de la falla hipofisaria. Los tum ores hipofisarios llegan a causar panhipopituitarism o al com ­ prim ir o sustitu ir el tejido norm al o interru m p ir el flujo de las horm onas hipotalám icas por d estru cción del tallo hipofisario. Los tum ores hipofisarios grandes no secre­ torios (adenom as crom ófobos) o m acroprolactinom as se relacionan más a m enudo con este fenóm eno. Además, los

E S T U D IO D E C A S O 17-3 Un hom bre de 6 0 años de edad se presenta co n dolores de cabeza intratables. Se solicita una IRM para evaluar esta d olencia, y se descubre un tum or hipofisario de 2 .5 cm . En retrospectiva, él observa una pérdida de peso in exp licable de 20 kg, in tolerancia al frío, fatiga y ausencia de deseo sexual.

Preguntas 1. ¿C óm o abordaría la evaluación de su fu nción hipofi­ saria anterior? 2. ¿Q ué prueba adicional es posible so licitar para co n ­ firm ar la pérdida de la fu nción hipofisaria anterior?

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PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

CUADRO 17-4. C A U SA S D EL HIPOPITUITARISM O 1. Tumores hipofisarios 2. Tumores parapltuitarios/hipotalámicos 3. Traumatismo 4. Terapia/cirugía de radiación 5. Infarto 6. Infección 7. Enfermedad infiltrativa 8. Inmunológica

pérdida de fu n ció n pudiera ser gradual y ocu rrir durante varios años. E xisten casos raros de panhipopituitarism o o deficiencias h orm onales m onotrópicas fam iliares. E n el síndrom e de Kallm ann, por ejem plo, hay d eficiencia de la G nRH , y el pacien te padece hipogonadism o secundario. P or últim o, cuando no se identifica una causa evidente de la pérdida de la fu n ció n hipofisaria, al paciente se le cla­ sifica com o poseedor de hipopituitarism o idiopático, aun­ que en un inform e de u n caso recien te se puso énfasis en la necesidad de contin u ar la búsqueda de una etio lo g ía .44

Tratam iento del panhipopituitarism o

9. Familiar 10. Idiopática

tum ores parasellares (m eningiom as y gliom as), m etastáticos (pecho y pu lm ón) e hipotalám icos (craneofaringiom as o disgerm inom as) causan hipopitu itarism o a través de m ecanism os sim ilares. La hem orragia en un tum or hipofisario (apoplejía hipofisaria) es rara. Sin em bargo, cuando ocurre, a m enudo causa falla hipoñsaria com ple­ ta. La necrosis isquém ica posparto de la hipófisis después de un alum bram iento com plicado (síndrom e de Sheehan) suele presentarse com o un choqu e profundo sin respuesta o com o deficiencia de lactato en el puerperio. Las enfer­ m edades infiltrativas, com o la hem acrom atosis, la sarcoidosis o la h istio cito sis, tam bién llegan a afectar la fu nción hipofisaria. Las infeccio n es fungicidas, la tuberculosis y la sífilis en ocasiones afectan la hipófisis o el hipotálam o y cau san d eterioro de la función. La hipofisitis linfocítica, una enferm edad autoinm unitaria de la hipófisis, tal vez sólo afecte a un tipo celu lar en la hipófisis, lo que da com o resultado d eficiencia horm onal m onotróp ica, o im plique a todos los tipos celulares, lo que produce pérdida total de la fu nción. Es posible que el traum atism o grave de la cabeza rom pa el tallo hipofisario o interrum pa la circu lació n por­ tal. D el m ism o m odo, la cirugía que im plica a la hipófisis llega a afectar el tallo o el aporte sanguíneo a la hipófi­ sis, o am bos, o a dism inuir de m anera yatrogénica la masa del tejid o hipofisario funcional. E l panhipopituitarism o quizá se origine por la radioterapia usada para tratar un tum or hipofisario prim ario o una hipófisis que se inclu yó por accidente en el puerto de la radiación ; sin em bargo, la

E n el pacien te prom edio, la terapia de reem plazo para panhipopituitarism o es igual que para la falla prim aria del órgano blanco. A los pacien tes se les trata con tiro x i­ na, glucocorticoides y esteroides sexuales específicos del género. Este m étodo es m enos claro que el reem plazo de la horm ona del crecim iento en adultos. Se requieren estu ­ dios ad icionales para aclarar este tem a .43,46 E l reem plazo se vuelve m ás com plicado en pacientes panhipopituitarias que desean m antenerse fértiles. Las infusiones pulsátiles de GnRH han inducido pubertad y restauración de la fer­ tilidad en pacientes con síndrom e de K allm ann, en tanto las preparaciones de gonadotropina restablecieron la ovu­ lación/esperm atogénesis en personas con d eficiencia de gonadotropina .47

H ORM ONA DE LA HIPÓFISIS POSTERIOR La hipófisis posterior es una exten sión del prosencéfalo y representa la región de alm acenam iento para la vasopresina (tam bién se le con o ce com o horm ona antidiurética [A D H ]) y la oxitocina. Am bas horm onas pépticas pequeñas se sin ­ tetizan en los n ú cleos supraóptico y paraventricular del hipotálam o, y se transportan a la neurohipófisis a través de sus axones en el tracto hipotalam oneurohipofisiario. É ste atraviesa la em inencia m edia del hipotálam o y co n ti­ núa hacia la hipófisis posterior a través del tallo hipofisiario. La síntesis de cada una de estas horm onas se vincula de m anera estrecha con la produ cción de neurofisina, una proteín a más grande con fu nción aún no com prendida por com pleto. Am bas h orm onas se sin tetizan fuera del hipotáíam o en varios tejid os, y resulta plausible que tengan una fu n ció n autocrina o paracrina.

ES T U D IO D E C A S O 17-4 A una m u jer de 18 años de edad se le ingresa a la unidad de cuidado intensivo neurológico después de sufrir una lesió n grave en la cabeza. Se le estabiliza luego de 2 4

Preguntas ¿Q ué es lo que causa elaum ento en la produ cción de

h, pero el personal de enferm ería observa u n aum ento im portante en la produ cción de orina de la pacien te, que sobrepasa los 1000 ml/h.

orina?

j . ¿C óm o dem ostraría sus sospechas? 3.

¿Es posible que padezca otros problem as end ocrinológicos?

CAPITULO 17 ■ INTRODUCCIÓN A LAS HORMONAS Y LA FUNCIÓN HIPOFISARIA

O xitocina La oxitocina es un nonapéptido cíclico, con un puente de disulfuro que conecta los residuos 1 y 6 del aminoácido. Com o m odificación postraslacional, el borde terminal C es amidatado. La oxitocina tiene un papel crítico en la lactan­ cia 48y es probable que desempeñe una función im portante en el trabajo de parto y alum bram iento .49Además de sus efectos reproductores, está demostrado que la oxitocina tiene efec­ tos en la función hipofisaria, renal, cardíaca e inmunitaria.

Vasopresina La vasopresina, que posee una estructura sim ilar a la o x i­ tocina, es u n nonapéptido cíclico con un puente id énti­ co de disulfuro; se diferencia de la ox itocin a por sólo dos am inoácidos. La principal a cción de la vasopresina es la regulación de la excreción renal de agua libre y, por tanto, ju eg a un papel prim ordial en el equ ilibrio del agua. Los receptores de la vasopresina en el riñ ó n (V 2) se con cen tran en los túbulos renales de reco lecció n y la ram a ascen den­ te del asa de H enle. Se acop lan con la ciclasa adenilato y, una vez que están activados, ind u cen la in serción de 2 aguaporina, una proteína que canaliza agua, dentro de la m em brana tubular lu m in al .50 Además, la vasopresina es un agente presor potente y efectúa la coagu lación sanguí­ nea 51 al prom over la liberación del factor V II a partir de los hepatocitos, y la liberación del factor de von W illebrand a partir del endotelio. E stos receptores de la vasopresina (V i y V ^ ) se acoplan a la fosfolipasa C. Los osm orreceptores hipotalám icos y los barorreceptores vasculares regulan la liberación de la vasopresina a partir de la hipófisis posterior. Los osm orreceptores son bastan­ te sensibles a cualquier cam bio m ínim o en la osm olalidad del plasma, con un um bral osm ótico prom edio de libera­ ción de vasopresina en seres hum anos de 2 8 4 mosm/kg. A m edida que la osm olalidad plasm ática aum enta, tam bién lo hace la secreción de la vasopresina. La consecuencia es una red ucción en la depuración renal de agua libre, dism i­

P R E G U N T A S 1. La retroalim entación negativa de circuito abierto se refiere al fenóm eno de: a) R etroalim entación negativa con u n punto de aju ste m odificable. b) F lu jo sanguíneo en el sistem a portal hipotalám ico-hipofisiario. c) F lu jo sanguíneo a la hipófisis a través de los vasos penetrantes a la dura. d ) R etroalim entación negativa que im plica un punto de aju ste fijo e invariable. 2. E l efector de retroalim entación específica para la FSH es: a ) Activina. b ) Inhibina. c) Progesterona. d ) Estradiol.

409

n u ció n de la osm olalidad plasm ática y regreso a la hom eostasis. Los barorreceptores vasculares (situados en el atrio izquierdo, el arco aórtico, y las arterias carótidas) inician la liberación de la vasopresina en respuesta a u n descenso en el volum en sanguíneo o la presión arterial. E n seres hum a­ nos norm ales, una dism inución de 5 a 10% en la presión arterial sanguínea desencadena la liberación de vasopre­ sina. Sin em bargo, a diferencia de un estím ulo osm ótico, la respuesta de la vasopresina a un estím ulo inducido por un barorreceptor es exponencial. De hech o, la secreción de la vasopresina inducida por un barorreceptor neutraliza la supresión osm ótica norm al de la secreción de vasopresina. La diabetes insípida (D I), caracterizada por la producción copiosa de orina (poliuria) y sed intensa (polidipsia), es una consecuencia de la deficiencia de vasopresina. Sin embargo, la deficiencia total de vasopresina es poco habitual. E l pacien­ te típico se presenta con una deficiencia parcial. Las causas de la DI hipotalám ica incluyen autoinm unidad evidente a las neuronas secretoras de vasopresina, traumatismo, enfer­ medades que afectan la función del tallo hipofisario y varios tumores del SNC o hipofisarios. U n porcentaje im portante de los pacientes (hasta 30% ) padecerá D I idiopática .52 De acuerdo con el grado de deficiencia de vasopresina, el diagnóstico de DI se manifiesta con facilidad o requie­ re investigación extensa. La docum entación de una con ­ centración baja de m anera inadecuada de vasopresina con osm olalidad plasmática elevada produciría un diagnóstico razonablem ente seguro de DI. E n casos m enos obvios, el paciente requiere una prueba de privación de agua en la que se realicen retención de líquidos y determ inaciones en serie de osmolalidad en suero y orina, en un intento por determ i­ nar la capacidad del paciente para conservar el agua. Bajo circunstancias seleccionadas, un proveedor de cuidado de la salud ofrece tan sólo un análisis terapéutico de la vasopre­ sina o un análogo sintético, com o el dDAVP, y evalúa la res­ puesta del paciente. E n estas condiciones, al am inoram iento de la poliuria y polidipsia se le consideraría una respuesta positiva, y se establece un diagnóstico presunto de DI.

DE

R E P A S O

3. ¿Q ué horm ona de la hipófisis anterior carece de una horm ona hipofisiotrópica estim ulatoria? a) H orm ona del crecim iento. b ) Prolactina. c) Vasopresina. d) ACTH. 4. La prueba de supresión definitiva para dem ostrar la produ cción autónom a de la horm ona del crecim iento es: a) In fu sión de som atostatina. b ) Preparación de estrógeno. c) Supresión de la dexam etasona. d) D osis de glucosa oral.

410

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

5. ¿Cuál de los siguientes es influenciado por la h o rm o ­ na del crecim iento? a) F C I-1. b) P U F C I-III. c) Lipólisis. d ) Todos los anteriores.

7. ¿Cuál es la secuela a largo plazo de la acrom egalia no tratada o tratada de m anera parcial? a ) M ayor riesgo de cáncer de co lo n y pulm ón. b) R ed u cción del riesgo de cardiopatía. c) M ayor longevidad. d) A um ento de la fuerza m uscular.

6 . ¿C uál enunciado referente a la secreción de la vaso-

8 . La h orm ona liberadora de tirotropina (TR H ) estim ula

presina NO es verdadero? a) La secreción de vasopresina está vinculada de m anera estrecha con la osm olalidad plasm ática. b ) Los cam bios en el volum en sanguíneo tam bién alteran la secreción de la vasopresina. c) La red u cción del volu m en sanguíneo efectivo neutraliza los efectos de la osm olalidad plasm áti­ ca en la regulación de la secreción de la vasopre­ sina. d ) Todos los anteriores.

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la secreción de: a) Prolactina. b ) H orm ona del crecim iento. c) TSH. d) a y e . 9. E l estrógeno influye en la secreción de ¿cuál de las siguientes horm onas? a) H orm ona del crecim iento. b) Prolactina. c) H orm ona luteinizante. d) Todas las anteriores.

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CAPITULO 17 ■ INTRODUCCIÓN A LAS HORMONAS Y LA FUNCIÓN HIPOFISARIA

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Función suprarrenal LeAnne Swenson y Daniel H. Knodel

C O N T E N I D O LA GLÁNDULA SUPRARRENAL: UN PANORAMA GENERAL EMBRIOLOGÍA Y ANATOMÍA LA CORTEZA SUPRARRENAL POR ZONA Esteroidogénesis de la corteza Hiperplasia suprarrenal congénita DIAGNÓSTICO DEL ALDOSTERONISMO PRIMARIO Algoritm o del diagnóstico INSUFICIENCIA SUPRARRENAL (ENFERMEDAD DE ADDISON) Diagnóstico de insuficiencia suprarrenal Tratamiento con insuficiencia suprarrenal HIPERCORTISOLISMO SÍNDROME DE CUSHING Diagnóstico del síndrome de Cushing Cuando se confirma Cushing, las pruebas de estimulación de la CRH ayudan a determ inar la dependencia de la ACTH (por lo general innecesaria) Procedimientos de localización Algoritmo para la determinación de Cushing Tratamiento

D E L

C A P Í T U L O EXCESO DE ANDRÓGENO Diagnóstico de la producción excesiva de andrógeno Tratamiento para la sobreproducción andrógena suprarrenal MÉDULA SUPRARRENAL Desarrollo Biosíntesis y almacenam iento de las catecolaminas Degradación de las catecolaminas Mediciones de las catecolaminas urinarias y plas­ máticas Causas de hiperactividad simpática Diagnóstico del feocromocitoma Tratamiento del feocromocitoma Resultado y pronóstico INCIDENTALOMA PREGUNTAS DE REPASO REFERENCIAS

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Explicar cómo funciona la glándula suprarrenal para m antener la presión sanguínea, el potasio y la hom eostasis de glucosa. • Describir la biosíntesis, la regulación y las acciones de los esteroides de acuerdo con la localización anatóm ica dentro de la glándula suprarrenal. • A nalizar la patofisiología de los trastornos de la corteza suprarrenal, a saber, el síndrome de Cushing y la enferm edad de Addison. • Distinguir las deficiencias de la enzim a suprarrenal y sus vías bloqueadoras en el establecim iento de un diagnóstico.

412

Describir la síntesis, el alm acenam iento y el m eta­ bolismo de las catecolaminas. Establecer las mediciones mas útiles en la corrobo­ ración del diagnóstico de feocromocitoma. Enum erar los hallazgos clínicos relacionados con hipertensión que sugieren que una etiología suprarrenal subyacente ocasiona presión sanguí­ nea elevada. Señalar las pruebas de laboratorio apropiadas para el diagnóstico diferencial del síndrom e de Cushing primario y secundario y la enferm edad de Addison.

CAPÍTULO 18 ■ FUNCIÓN SUPRARRENAL

T É R M Í N O S Ácido hom ovanilico (AHV) Actividad de la renina plas­ mática (ARP) Adrenalina (A) Aldosterona (Aldo) Aldosterona plasmática (AP) Antiinflam atorios no esteroideos (AINE) Carcinoma celular escamo­ so (CCE) Catecol-metiltransferasa (COMT) Dehidroepiandrosterona (DHEA)

5-Dehidrotestosterona (5-DHT) 11-Deoxicortisol (11-DOC) Dolor de cabeza (DC) Enfermedad cardiovascular (ECV) Enzim a convertidora de angiotensina (ECA) Feniletanolam ina W-metiltransferasa (FNMT) Feocromocitoma (Feo) 17-Hidroxicorticosteroide (17-OHCS)

LA G LÁ N D U LA SUPRARRENAL: UN PANORAM A GENERAL La glándula suprarrenal es un órgano m u ltifu n cional que produce las horm onas y los neuropéptidos esenciales para la vida. A pesar de los efectos com p lejos de las horm onas suprarrenales, la m ayor parte de las afeccion es patológicas de la glándula suprarrenal están vinculadas por su im pacto sobre la presión arterial .1 Com o tal, se debe tom ar en cu en ­ ta una etiología suprarrenal en el diagnóstico diferencial de todos los pacientes con presión arterial anorm al, en parti­ cular cuando se acom paña de anorm alidades electrolíticas, cam bio in exp licable en el peso, virilización inapropiada y períodos de ansiedad, debilidad, ortostasis, palpitaciones, d olor de ca beza y dolor del pecho o abdom inal. E n la práctica clínica, los pacien tes a m enudo se pre­ sentan con estados de p rod u cción d eficien te o excesiva de una o m ás horm onas suprarrenales. Por lo general, la h ip ofu nción se trata co n el reem plazo exógeno de la horm ona; la hiperfunción, con supresión farm acológica o escisión quirúrgica.

EM BRIO LO GÍA Y ANATOM ÍA La glándula suprarrenal se com pone de dos glándulas dis­ tintas desde el pu nto de vista em briológico, pero co n ju n ta ­ das: la corteza suprarrenal externa y la m édula suprarrenal

F

C L A V E

Hiperplasia suprarrenal congénita (HSC) Hipertensión (HTN) Hormona adrenocorticotrópica (ACTH) Hormona antidiurética (ADH) Hormona liberadora de la corticotropina (CRH) M onoam inooxidasa (MAO) Noradrenalina (NA) Péptido inhibidor vasoactivo (PIV)

Péptido natriurético auricular (PNA) Producción anormal de aldosterona Sistema reninaangiotensina (SRA) Transportadores vesicu­ lares de monoamina (VMAT) Zona fasciculada (zona-F) Zona glom erulosa (zona-G) Zona reticular (zona-R)

interna. La corteza se deriva de las células m esenquim atosas localizadas cerca de la porción urogenital que se dife­ rencia en tres zonas con estructura y fu n ció n d istintas (fig. 1 8 -1 ). La m édula surge de las células neurales superiores que invaden la corteza durante el segundo m es de desarro­ llo. E n la edad adulta, la m édula contribuye con 10% del peso suprarrenal total. Hasta la fecha, no se co n o cen por com pleto los m ecanism os im plicados en el m an tenim ien­ to del tam año y la fu nción suprarrenales .2 Las glándulas suprarrenales tienen form a de pirám ide y se localizan por encim a y en m edio de los riñones, en el espa­ cio retroperitoneal (glándulas suprarrenales). E n secciona­ do grueso, ambas regiones perm anecen distintas: el aspecto de la corteza es am arillo; el de la médula, caoba oscuro. E l aporte arterial suprarrenal es sim étrico. Las arteriolas pequeñas se ram ifican para form ar u n plexo subcapsular denso que drena dentro del plexo sinusoidal de la corte­ za. No hay aporte directo a las zonas fasciculada y reti­ cular. E n cam bio, en el drenaje venoso de la vena central se observa lateralidad. Después de atravesar la m édula, la vena suprarrenal derecha desemboca en la vena cava inferior; y la vena suprarrenal izquierda, en la vena renal izquierda. Hay una red sinusoidal capilar separada de las arteriolas m edulares que tam bién drena en la vena central y lim ita la exp o sición de células corticales a la sangre venosa m edu­ lar. Los glucocorticoides de la corteza se transportan de form a directa a la m édula suprarrenal a través del sistem a

Azúcar

FIGURA 18-1.

413

Glándula suprarrenal por capa.

414

PARTE ill ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

portal, donde estim ulan la produ cción de adrenalina (A) (véase fig. 1 8 -1 7 ). Los axones sim páticos y parasim páticos llegan a la m édula a través de la corteza. E n el cam ino, estos axones lib eran neurotransm isores (p. e j., catecolam inas, neuropéptido Y) que m odulan el flujo sanguíneo de la corteza, el crecim iento celu lar y la fu nción. E n proyecciones m edu­ lares dentro de la corteza se ha encontrado que contienen células que tam bién sintetizan y liberan neuropéptidos, com o péptido inhibidor vasoactivo (P1V), adrenom edulina y péptido natriurético auricular (PNA), e influyen de m anera p otencial en la fu n ció n de la corteza.

LA CORTEZA SUPRARRENAL POR ZONA Las horm onas principales de la corteza, aldosterona, cortisol y sulfato de dehidroepiandrosterona (SDHEA), se sintetizan sólo a partir de un precursor com ún por células localizadas en una de las tres capas de las zonas distintas desde el pun­ to de vista funcional de la corteza suprarrenal: glomerulosa, fa scic u la d a y reticular, respectivam ente (fig. 1 8 -1 ). Z ona G. Las células de la zona glom erulosa (1 0 % exter­ na) sintetizan m ineralocorticoid es (ald osterona) críticos para la hom eostasis de sodio (v olu m en ), potasio y acidobase. Tienen proporciones citoplásm icas a nucleares b ajas y pequeños nú cleos con crom atina densa con inclu sion es interm ediarias de lípidos. Zona F. Las células de la zona fasciculada (75% inter­ m edia) sintetizan glucocorticoides, com o el cortisol, críti­ cos para la hom eostasis de la glucosa sanguínea. Las células fasciculadas son cordones de células claras, con elevada proporción citoplásm ica a nuclear y lípidos cargados con citoplasm a “espum oso”. Además, la fasciculada genera precursores de andrógenos, com o dehidroepiandrosterona (DHEA), que está sulfatado en la zona reticular más profunda (icapa R). Los restos suprarrenales subcapsulares (sólo cor­ teza) se regeneran dentro de las suprarrenales fasciculadas, se m etastatizan y sobreviven en lugares ectópicos, com o el hígado, la pared de la vesícula biliar, los ligam entos amplios, el plexo celiaco, los ovarios, el escroto y el cráneo. Z ona R. Las células de la zona reticular (1 0 % inter­ na) sulfatan la DHEA a sulfato de dehidroepiandrosterona (DHEAS), un precu rsor para las horm onas suprarrenales sexuales. La zona se dem arca de m anera nítida con cordo­ nes lípido d eficientes de células densas e irregulares con depósitos de lipofuscina.

Se presum e que los tipos de células suprarrenales pro­ vienen de células madre. Una capa de tejid o propuesta entre la zona glom erular y la fasciculada llega a servir com o sitio para que las células progenitoras regeneren las células de las zon as .3

Esteroidogénesis de la corteza El control de la biosíntesis de la h orm ona esteroidea es com plejo. O curre a través de disponibilidad del sustrato, actividades enzim áticas y circuitos de retroalim entación inhibid ores que son específicos para cada capa. La d efini­ ció n de la biosíntesis y las acciones de la corteza suprarre­ nal en térm inos de tres capas sim plifica su com plejidad. Todos los esteroides suprarrenales se derivan por conver­ sión enzim ática secuencial de un sustrato com ún: el coles­ terol. Las células parenquim atosas suprarrenales acum ulan y alm acenan alrededor de 80% de las lipoproteínas de baja densidad (LD L) circulantes. Además, la glándula suprarre­ nal sintetiza colesterol adicional a través de acetil-CoA , lo que asegura que la esteroidogénesis suprarrenal perm anez­ ca norm al en pacientes con trastornos de lípidos variables y en aquellos tratados con agentes rebajadores de lípidos. Sólo el colesterol libre se incorpora a rutas esteroidogénicas después de transportarse a la m em brana m itoco ndrial interna en respuesta a la horm ona adrenocorticotrópica (ACTH). La disponibilidad del colesterol intracelu lar libre se regula desde el punto de vista m etabólico por LD L de m anera negativa y A C TH de m anera positiva a través de varios m ecanism os. La horm ona liberad ora de corticotropina (CRH) se secreta del hipotálam o por señales circadianas, cortisol sérico y estrés, lo que produce la lib eración de la A C TH alm acenada. A su vez, ésta estim ula el transporte del colesterol libre dentro de la m itocond ria suprarrenal, lo que da in icio a la produ cción esteroidea. La conversión de colesterol a pregnenolona constituye el prim er paso de con trib u ción lim itada en la biosíntesis esteroidea: seis carbonos se elim inan del colesterol por la enzim a C Y P 450 de la m em brana m itocond rial (fig. 1 8 -2 ). Luego la pregnenolona recién sintetizada regresa al citosol para la conversión zonal subsiguiente por enzim as m icrosóm icas en cada capa por capas F de enzim as o andrógenos, o am bos, por la enzim a en la capa R (fig. 1 8 -3 ). D ebido a que los glucocorticoides de la capa F suprim en de m anera eficaz la lib eración de la A C TH , el cortisol es el regulador prim ario de retroalim entación de la produ cción

— ACTH

-

Hipofisaria COLESTEROL

FIGURA 18-2.

Conversión del colesterol a pregnenolona.

— CRH

Hipotálamo

CAPÍTULO 18 ■ FUNCIÓN SUPRARRENAL

de la h orm ona estim ulada por A C TH en la corteza supra­ rrenal. La A C TH no afecta en form a im portante la síntesis de la aldosterona (Aldo) de la capa G, aunque ciertos glucocorticoid es tien en acciones m ineralocorticoid es. La d ism inu ción de la actividad de cu alquier enzim a requerida para la biosíntesis se presenta com o u n rasgo adquirido o heredado (au tosóm ico recesivo). Los defectos que dism inuyen la produ cción de cortisol cau san incre­ m entos en la secreción de A C TH y CRH en un in ten to por estim ular las con cen tracio n es de cortisol e ind u cir hiperplasia suprarrenal o sobreprod ucción de andrógenos, lo que depende de la enzim a afectada. La evaluación de la fu n ció n suprarrenal requiere m edi­ cion es relevantes de horm onas suprarrenales, m etabolitos y secretagogos reguladores. E l diagnóstico se basa en la correlación de los hallazgos clín ico s y de lab o rato rio .4

H iperplasia suprarrenal congénita La hiperplasia suprarrenal congénita (HSC) es una familia heredada de trastornos enzim áticos que causan dism inu­ ció n de la producción de cortisol. La presentación clínica depende de la enzim a afectada, com o se m uestra en la figura 18-4. Los hallazgos de laboratorio revelan aum ento de sus­ tratos de flujo ascendente con sobrecirculación a través de rutas abiertas, y decrem ento relativo de productos de fluido descendente a partir de la enzim a afectada .5 Los defectos parciales se observan después de la pubertad. E l 95% son

resultado de una deficiencia de 21 -hidroxilasa que causa acum ulación de la progesterona 17-O H y del andrógeno, en tanto el cortisol disminuye. E l tratam iento con glucocorticoides orales reemplaza a la deficiencia de cortisol y suprim e el exceso del andrógeno estim ulado por A C TH .6 Sólo las células G convierten el colesterol en pregnenolona, el precursor esteroide com ún, y después en aldosterona (1 5 a 2 0 mg/día) (fig. 1 8 -3 ). La síntesis de la Aldo específica de la capa G ocurre por varias razones. La actividad baja de la 17a-hid roxilasa de la célula G evita la desviación del sus­ trato por otras rutas, y la actividad baja de la Aldo sintasa en otras zonas asegura que la oxid ación final de la corticosterona a aldosterona sea específica de células G (fig. 18-3). La secreción de Aldo está regulada por el sistem a reninaangiotensina (SRA), que funciona para m antener la perfu­ sión del órgano. E l agotam iento del volum en recibido, la sal filtrada baja y la estim ulación del nervio sim pático se detectan com o hipoperfusión por las células que estim ulan la produ cción de renina. Ésta es una enzim a proteolítica secretada por las células renales en el aparato yuxtaglom erular. La renina da inicio a una secu encia de pasos de división del sustrato de angiotensinógeno o renina para form ar angiotensina (A -I). La enzim a convertidor a de angio­ tensina (ECA) transform a la A-I en A-II. Esta últim a actúa com o vasoconstrictor potente para elevar la presión san­ guínea y estim ular la liberación de Aldo. La estim ulación crónica de A -Il o la restricción dietética de sal llega a causar hipersecreción de Aldo e hipertrofia aislada de la capa G .7

Zonas ■

L b i Presión sanguínea ■ Glucosa

Presión sanguínea Potasio sérico

i

T

ll

Virilización Sexo

17-OH ase

Progesterona Q

L J

17-OH ase

Pregnenolona -

)

11-Deoxicorticosterona (DOC)

CüD Corticosterona

-180H Cortisona

Aldosterona

17-hidroxicorticosteroides urinarios 17-OHCS (reemplazados en gran medida por cortisol urinario libre) FIGURA 18-3.

415

Conversión del colesterol a pregnenolona y aldosterona.

Estradioí 17-cetosteroides urinarios

41 6

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

Nueva clasificación

HTN

Virilización

3b-HSD II

N

Leve

D HEA

CY P17

Y

No

Aldosterona

■ 11 p-hidroxilasa

CYP11B1GF

Y

Marcada

11-DOC

■ 2 1 3 -hidroxilasa

C YP21A2

N

Marcada

17-OH-progesterona

Defecto enzimático 33-hidroxiesteroide deshidrogenasa 17a-hidroxilasa

FIGURA 18-4.

Síndromes de hiperplasla suprarrenal congénita.

La Aldo actúa en el riñ ón para aum entar la presión arte­ rial a través de la extensión del volum en. Esto ocurre al aum entar la reabsorción de sod io; por tanto, hay reten ción de agua. Además, la Aldo estim ula la excreció n de H+y K+, lo que produce aicalosis m etabólica con expan sión del volu m en, hipertensión (HTN) e hipopotasem ia. E l fenóm e­ no se m ejora con dietas altas en sodio. La angiotensina II, el potasio sérico elevado (K +), la progesterona y la dopam ina estim ulan la síntesis de la aldosterona (fig. 1 8 -5 ). E l PNA, el calcio intracelu lar y ciertos fárm acos son supresores de la Aldo, incluyendo ketoco n azol, inhibid ores de la ECA , antiinflam atorios no esteroideos (AINE) y heparina.

H ipoaldosteronism o aislado La secreción insuficiente de Aldo se observa en presencia de d estru cción de la glándula suprarrenal, terapia de hepa­ rina cró n ica seguida de adrenalectom ía unilateral (tran si­ toria) y d eficiencias de la enzim a de la capa G. C on m ayor frecu encia, ocurre en pacientes co n insu ficiencia renal leve, com o en personas con diabetes que presenten acidosis m etabólica ligera, K+ sérico elevado, excreció n b aja de K+ urinario (K + urinario < Na+ u rinario) y reninem ia baja. E l tratam iento farm acológico es con dieta; bicarbonato; furosem ida (d iurético elim inador de K+; o, a veces, F lo rin e f (m ineralocorticoid e sin tético ), que m ejora la reten ció n de sal, K + y secreción ácida.

H iperaldosteronism o Los pacientes con produ cción excesiva de aldosterona desarrollan aicalosis m etabólica, h ip erten sión e hipopo­ tasem ia. Por lo general, éstos se presentan con síntom as

Potasio elevado Angiotensina II

Esteroide principal: Regulador principal: Función principal:

&

1P

causados por K+ sérico bajo, com o se esboza en la figura 1 8 -6 . E n tre las causas de hiperten sión e hipopotasem ia no provocada se encuentran: • A ldosteronism o prim ario (renina b a ja ): secreción ex ce ­ siva autónom a de Aldo. • A ldosteronism o secundario (renina elevad a): secreción de Aldo activada por el SRA. • Seudoaldosteronism o (co n cen tracion es variables de renina y A ldo): enferm edades tubulares renales que causan la pérdida de potasio urinario por m ecanism os independientes de Aldo. E n casi todos los casos, la Aldo es b aja; sin em bargo, dos síndrom es se relacion an con niveles elevados de Aldo: el síndrom e de B artter (m u ta­ ció n del canal Cl“ sen sible a la bum etanid a) y el sínd ro­ m e de G itelm an (m u tación del transportador sen sible a la tiacida). Al docum en tar la excreción del exceso de aldosterona se establece el diagnóstico de aldosteronism o (las m edi­ ciones de orina son superiores a las de plasm a), pero no es posible d iscernir entre etiologías subyacentes. Las m ed i­ ciones de la actividad de la renina p lasm ática (A RP) refle­ ja n el estado de la activación del SRA y son útiles para esa d eterm inación. D ebido a que la ARP varía co n el estado del volum en, la p o sició n erguida y el consu m o d ietético de sodio, una m ed ición aislada de la ARP tiene valor clín i­ co lim itado. La valoración de la ARP relativa a la aldostero­ na plasm ática (AP) ayuda a distinguir la form a prim aria de otras p resentaciones del aldosteronism o. E n la figura 1 8 -7 se ilu stran los tipos de aldosteronism o de acuerdo co n sus valores de AP (eje y ) y ARP (e je x) en grupos, según esos cocientes.

Aldosterona Sistema renina-angiotensina (SRA) Homeostasis de presión arterial y K+

Síndrome:

Hallazgos clínicos:

H ip o a ld o ste ro n ism o (RTA distal tipo IV) H ip e ra ld o ste ro n ism o (aldosteronismo)

Hiperpotasemia, eliminación renal de sal HTN, hipopotasemia, aicalosis metabólica

Aldosterona FIGURA 18-5.

Valor de laboratorio elevado

Función y patología de la corteza por capa.

CAPÍTULO 18 ■ FUNCIÓN SUPRARRENAL

• Fatiga frecuente • Debilidad muscular (parálisis) • Poliuria (pérdida de capacidad de concentración real y quistes renales) • Palpitaciones (aumento de ectopia ventricular) • Desregulación autonómica (hipotensión sin taquicardia refleja) • Alteración de la secreción de insulina (disminución de la tolerancia a la glucosa) • Supresión de aldosterona

FIGURA 18-6.

Signos y síntomas de la hipopotasemia.

DIAGNÓSTICO DEL ALDOSTERONISMO PRIMARIO D ebido a que 25% de los pacientes con HTN tien en con ­ centraciones b ajas de renina, el diagnóstico de aldosteronism o prim ario depende de tres criterio s8: • Edem a sin HTN. • Renina plasm ática b aja que no aum enta con la dism i­ nu ció n del volum en. • A ldosterona elevada que no dism inuye con la in h ib i­ ció n salina o de la angiotensina.

Algoritm o del diagnóstico E n pacientes con HTN e hipopotasem ia no provocada, la m ed ición de la e x cre ció n de K+ u rin a rio constitu ye una prueba de valoración rentable para el aldosteronism o. E l K+ urinario > 3 0 meq/día es inadecuado en pacien tes hipopotasém icos y sugiere en gran m edida u n estado hiperaldosteroném ico (el K + urinario > N a+ tam bién es sugerente). E l K +urinario < 3 0 mEe/día refleja retención de K + renal, com o se observa con el uso de diuréticos o la pérdida gastrointestinal previos. La p roporción de AP y A R en p o sició n erguid a m edi­ da en un pacien te privado de líquidos (la d eshidratación durante la n och e aum enta la AR) es definitiva en la sepa­

ración prim aria de otras causas de aldosteronism o, en particular cuando se repite después de la expan sión del volum en (2 L de solu ción salina norm al durante 4 h ), que suprim e de m anera norm al la aldosterona. U na propor­ ció n de AP:ARP > 2 5 sugiere aldosteronism o prim ario. La m ayoría de los m édicos realizan tom ografía por com puta­ dora (T C ) suprarrenal u o b ten ció n de im ágenes de reso­ nancia m agnética (1RM). La supresión del captopril a m enudo es confirm ativa. E n un lapso de tres horas de ingesta de 5 0 mg de capto­ p ril (1 mg/kg), la Aldo plasm ática perm anece elevada en la producción de aldosterona anorm al (Aldo-ism) (proporción AP:ARP > 2 5 ng/dl antes y después de la pru eba), pero se suprim e en pacientes con otras form as de HTN. Los valores de 18-hidroxicorticosterona son útiles para definir las causas de la produ cción de aldosterona autó­ nom a (no suprim ible). Las con cen tracio n es > 1 0 0 ng/dl sugieren adenom a productor de Aldo (APA), en tanto que el hiperaldosteronism o idiopático (HAI) es m ás probable cuando las cifras son m enores ( < 1 0 0 ng/dl). E l diagnós­ tico correcto es crítico para el tratam iento adecuado. La cirugía resulta curativa para un adenom a de fu nciona­ m ien to autónom o o hiperplasia un ilateral; de lo contrario, se utiliza terapia de fárm acos para antagonizar (p. e j., espironolactona o am ilorida co n tiacida para HAI) o in h ib ir las accion es de la Aldo (p. e j., cortison a para el hiperaldoste­ ronism o que reacciona al g lu co co rtico id e). La obtención de imágenes suprarrenales (T C o IRM ) se utiliza para visualizar la anatom ía de la glándula supra­ rrenal. Es necesario que las anorm alidades estructurales se aju sten a los hallazgos fu ncionales para establecer un diagnóstico. La patología basada en estudios de im ágenes tal vez resulte engañosa por sí sola. Los adenom as supra­ rrenales (no secretores) se encu entran de m anera rutinaria en 10% de pacientes sanos. Los nodulos suprarrenales tal vez sean variantes estructurales norm ales o resultado de

Aldosteronismo primario Adenoma aldosterona (APA) Hiperplasia suprarrenal (IHA) Glucocorticoide remediable (GPA) Defectos del receptor de glucocorticoide (virilizado) Carcinoma suprarrenal (virilizado) Síndrome de Gitelman (Mg2+) Activación simpática (Feo) Síndrome de Bartter (presión sanguínea baja)

Bajo volumen sanguíneo efectivo Estenosis de la arteria renal Síndrome hepatorrenal Tumor productor de renina Pérdida de sal (diuréticos) Pérdida de líquidos (pérdida de sangre, filtración capilar)

P

A HTN por renina baja Retención de sal (dosis) Exceso de corticoides minerales Exceso de glucocorticoides Deficiencia de 1ip-hidroxilasa Ingesta de regaliz Síndrome de Liddle

BAJA FIGURA 18-7.

Hipopotasemia (enfermedad tubular renal) Estrés (hipoglucemia, traumatismo) Postura erguida HTN por renina elevada

ARP

417

ELEVADA

Tipos de aldosteronismo de acuerdo con la proporción AP:ARP.

41 8

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

ACTH

Esteroide principal: Regulador principal: Función:

*

ip :

Cortisol ACTH Presión sanguínea y homeostasis de glucosa

Síndrome:

Síntomas:

Insuficiencia renal Hipercortisolismo

Hipotensión, hipoglucemia, pérdida de peso, debilidad Hipertensión, hiperglucemia, obesidad central, debilidad

Cortisol FIGURA 18-8.

Trastornos de la zona F.

la estim u lación anorm al de la glándula. E n ocasiones, los adenom as secretores de Aldo se pierden porque son dem a­ siado pequeños para resolverse o se ocu ltan dentro de las glándulas hiperplásicas. Cuando las im ágenes son negati­ vas, es posible repetir la exp loración en 6 a 12 m eses. La gam m agrafía o m u estreo de la vena su p rarren al se utiliza en resultados discordantes. E n u n estudio, 50% de pacientes diagnosticados co n APA por m uestreo venoso tenían hiperplasia en la T C .8 La síntesis del cortisol (1 5 a 2 0 mg/día) es crítica para la hom eostasis hem odinám ica y de glucosa. Los trastor­ n os de la zona F se m anifiestan con anorm alidades de la presión arterial y de la glucosa (fig. 1 8 -8 ). Los g lu cocorticoid es m antienen la glucosa sanguínea por in d u cción de lipólisis y lib eración del am inoácido a partir de la degrada­ ció n m u scular para la conversión en glucosa (glucon eogé­ nesis) y alm acenam iento com o glucógeno hepático. La p rod u cción de cortisol está regulada por la horm o­ na adrenocorticotrópica (ACTH). Ésta se secreta de m ane­ ra pulsátil por la hipófisis. Las variaciones diurnas h acen que las con cen tracio n es de la A C TH y del cortisol sean m ás elevadas por la m añana ( 8:00 a.m .) y m ás b ajas en la n och e (1 0 :0 0 p.m . a 1 2 :0 0 a.m .). La am plitud de pulso (no la frecu encia) de la ACTH aum enta entre las 2 :0 0 y 4 :0 0 a.m . Los valores m áxim os ad icionales de A C TH se pre­ sen tan después de ingesta de com idas ricas en proteínas y de la estim u lación de la horm ona antidiurética (ADH), así com o de la CRH. La hipoglucem ia estim ula de m ane­ ra indirecta la A C TH al aum entar la lib eración de CRH y ADH. Además, el estrés agudo (físico y p sicoló g ico ) esti­ m ula de m anera directa la secreción de AC TH , lo que pro­ duce la elevación de los valores de cortisol. A su vez, la elevación de los glucocorticoides (endógenos y exógenos) suprim e la A C TH a través de la in h ib ició n de la respuesta, co n lo que se dism inuye la tran scripción del gen de la proopiom elanocortina en células corticotrop inas hipofisarias, y tam bién al bloqu ear la produ cción, la secreción y los efectos estim ulantes de la CRH en la síntesis y liberación de la A C TH en la hipófisis.

INSUFICIENCIA SUPRARRENAL (ENFERM EDAD DE ADDISON) La insuficiencia suprarrenal (co rtiso l b a jo ) se origina por u n problema suprarrenal primario (destrucción de 90% de la corteza suprarrenal) o es secundaria a la deficiencia de ACTH (anorm alidad a nivel hipotalám ico-h ip ófisis ).9 Los síntom as de la deficiencia tal vez sean vagos y enga­ ñosos (fig. 1 8-9). Puesto que el cortisol es crítico para la

hom eostasis norm al de la glucosa y el m antenim iento del tono vascular, la deficiencia produce síntom as sem ejantes a falla para prosperar, com o debilidad, fatiga, anorexia, náusea, diarrea y dolor abdominal, acom pañados por hallazgos físi­ cos, com o pérdida de peso. Los valores anormales de labora­ torio dependen de la causa subyacente de la producción baja de cortisol e incluyen hiponatrem ia, hiperpotasemia, hiper­ calcemia, azoemia prerrenal y acidosis m etabólica leve. La suprarrenalitis autoinm unitaria explica 70% de los casos de in suficiencia suprarrenal prim aria. Sin em bar­ go, otros trastornos tam bién llegan a d estruir la glándula suprarrenal. D ichos padecim ientos inclu y en enferm edades infecciosas com o m icosis (sin cand id a), virus de inm unod eficiencía hum ana (V IH ) y tuberculosis; hem orragia suprarrenal bilateral; adrenoleucodistrofia; procesos de in filtración ; y m etástasis. La terapia con glucocorticoides representa la causa m ás frecuente de in su ficiencia supra­ rrenal secundaria. No obstante, los tum ores, la hem orra­ gia, los procesos de infiltración , las anorm alidades y las m alignidades del desarrollo tam bién in terfieren con la p rod u cción de la A C TH por la hipófisis.

Diagnóstico de insuficiencia suprarrenal Los valores b ajos de vaselina (8 :0 0 a.m ., en p osición supina) son sugerentes, pero n o confiables, para el esta­ b lecim iento del diagnóstico de insuficiencia. Las co n ­ centraciones aleatorias de cortisol sólo son útiles para descartar el diagnóstico cuando están elevadas (>20 pg/ d i). La cosintropina es un estim ulador sin tético de la secre­ ció n de cortisol y aldosterona, que prueba la capacidad de la glándula suprarrenal para aum entar la p rod u cción de la horm ona en respuesta a la estim ulación. Es segura y ofrece resultados confiables sin im portar la ingesta alim enticia n i la hora del día. Adem ás, la hipoglucem ia es un potente estim ulador de la secreción de cortisol pero tal vez resulte Frecuencia 100%

Síntomas Debilidad Fatiga Anorexia

90%

Pérdida de peso

Hiperpigmentación (insuficiencia suprarrenal primaria)

50%

Náusea Diarrea

10%

Dolor

FIGURA 18-9.

Signos

Calcificación suprarrenal

Signos y síntomas de insuficiencia suprarrenal.

CAPÍTULO 18 ■ FUNCIÓN SUPRARRENAL

41 9

Cortisol bajo (basal) Ninguno por estimulación mínima de cortisol

Estimulación normal de cortisol (puede atenuarse con insuficiencia crónica)

Insuficiencia suprarrenal primaria ACTH elevada (basal) Aldo baja (¿o sin estimulación?)

Insuficiencia suprarrenal secundaria

Hiperpigmentación ± hiperpotasemia/hiponatremia ± virilización

ACTH baja (basal) Aldo normal (¿estimulación? >4 ng/dl) Síntomas sutiles Electrólitos adecuados (mantenimiento de Aldo)

peligrosa. U n valor de cortisol libre estim ulado < 1 8 pg/dl indica d eterioro de la fu nción suprarrenal. D espués de la ob ten ció n de una m uestra sanguínea para establecer los valores de cortisol basal de la A C TH y aldosterona, se obtiene la cosintropina (IV/IM). Las m u es­ tras de rep etición se obtienen a los 3 0 y 6 0 m in después de la estim ulación. Com o se ilustra en la figura 1 8 -1 0 , las respuestas de la A CTH y aldosterona a la cosintropin a son ú tiles en el diagnóstico d iferencial de los estados b a jo s de cortisol. Aunque son adecuadas en la id entificació n de la insu ficiencia suprarrenal prim aria, la m ayor parte de las causas de insu ficiencia secundaria cró n ica (cen tral) están relacionadas con respuesta anorm al del cortisol a la esti­ m u lación por cosintropina. La m etirapona se utiliza com o prueba alternativa de diagnóstico o confirm ación de insu ficiencia suprarrenal. E n glándulas suprarrenales norm ales, la m etirapona b lo ­ quea la 11 P -hidroxilasa (fig. 1 8 -3 ), lo que aum enta el 11deoxicortisol (11-DOC) ( > 7 pg/dl) en tanto desciende el cortisol ( < 5 pg/dl). Se sugiere in su ficien cia suprarrenal secundaria en pacientes con respuesta casi norm al a una prueba co n 2 5 0 pg de cosintropina, pero con respuesta anorm al a la m etirapona. E n pacien tes con sospecha de insu ficiencia suprarrenal central, se debe realizar valora­ ció n con cuando m enos una tom ografía cefálica en busca de enferm edad hipofisaria, a m enos que exista un an tece­ d ente de uso cró n ico de g lu cocorticoid e exógeno. A m enudo es posible distinguir la causa de la destruc­ ció n de la glándula suprarrenal prim aria por titulaciones de anticuerpo o aspecto distintivo con estudio de im ágenes, o por amabas. Se sugiere enferm edad autoinm unitaria por hallazgos com o glándulas pequeñas; in fección, con glándu­ las suprarrenales grandes; y hem orragia, según se dem ues­ tra por agrandam iento con intensidad característica.

Tratam iento con insuficiencia suprarrenal E n la insu ficiencia suprarrenal prim aria, se reem plazan los esteroides sin téticos de cada capa de la corteza: Aldo G (F lo rin ef, 5 0 -1 0 0 pg/día); cortisol F (hid rocortisona, 2 0 2 5 mg/día; o prednisona, 5 mg/día); y R-DHEA (5 0 -1 0 0 mg/día [controversial ]). E n la insu ficiencia secundaria, la esteroidogénesis de las capas no reguladoras de A C TH perm anece intacta, de m odo que sólo se reem plaza el cortisol. La m ayoría de los m édicos duplican la dosis de glucocorticoides durante estrés leve y proporcionan 3 0 0 mg/día de hidrocortison a en dosis divididas en caso de estrés im portante.

FIGURA 18-10. Diagnóstico diferencia! de estados de cortisol bajo.

HIPERCORTISOLISM O La liberación no regulada de CRH, ACTH , secreción suprarrenal de glucocorticoides e ingesta exógena causan hipercortisolism o. E l exceso de cortisol afecta los sistem as m ultiorgánicos, entre los que se encuentran el inm unitario (supresión, curación d eficiente), derm atológico (tejido friable y delgado, estrías m oradas an ch as), vascular (fragi­ lidad de vasos, equim osis), adiposo (increm ento de grasa con redistribución a ubicaciones de la parte superior de la espalda y centrales), m uscular (atrofia, debilidad m uscular proxim al, cardiopatía), neurológico (neuropatía periférica, desregulación autónom a), óseo (pérdida), renal (edem a, HTN, calciuria) y m etabólico (hiperglucem ia y resistencia a la insulina). E l cortisol tam bién afecta el SN C, donde influ­ ye en la percepción del dolor y en la sensación de bienestar. La presentación clínica del hipercortisolism o es variable, sin ninguna característica en com ún en todos los casos. Los trastornos m últiples están relacionados co n cifras elevadas de cortisol, con diferentes m orbilidades secunda­ rias y op cion es de tratam iento, com o se esbozó en la figura 1 8 -1 1 . La d eterm inación de la causa del hipercortisolism o tal vez resulte d ifícil, puesto que los valores de laboratorio y los hallazgos clín ico s a m enudo se traslapan entre los síndrom es.

SÍNDROM E DE CUSHING E l síndrom e de C ushing d escribe el com p lejo de síntom as (fig. 1 8 -1 1 ) que se originan por la produ cción excesiva de glucocorticoides o el uso exógeno prolongado de este­ roides. Se le observa con m ayor frecuencia en presencia de tres afecciones: adenom a hipofisario secretor de ACTH ( 68% ); produ cción autónom a de cortisol de tum ores o nodulos suprarrenales (17% , la A C TH se suprim e); y pro­ d u cción ectópica excesiva de A CTH (1 5 % , por lo general m aligna ).10-11 Los pacientes con síndrome de Cushing com parten im portantes sim ilitudes con aquellos que padecen diabetes tipo 1 (resistente a la insulina). Se observa un increm ento de cuatro veces en la mortalidad, incluso después de terapia exitosa, sobre todo com o resultado de enfermedad cardio­ vascular (E C V ). Debido a que los receptores m ineralocorticoides responden de igual m anera que los glucocorticoides, el exceso de cortisol tal vez promueva HTN en relación con hipertrofia ventricular izquierda. Además, se observan anor­ malidades en el electrocardiograma (E C G ) y pérdida del des­ censo nocturno norm al en la presión arterial. La enfermedad no tratada tiene un 50% de mortalidad a los cinco años.

420

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

Estrés Infección Obesidad grave (visceral) Síndrome ovárico poliquístico (hasta 40% con cortisol urinario ligeramente elevado) Alcoholismo crónico (el cortisol se normaliza con abstinencia) Depresión (hasta 80% con valores anormales de cortisol, que desaparece con la remisión) Cushing yatrogénico (<1% uso inhalado, tópico u oral de glucocorticoides)

; Síndrome de Cushing ;

Síntomas del síndrome de Cushing HTN

(85 a 90%)

Obesidad central

(90%)

Intolerancia a la glucosa

(80%)

Caras pletóricas

(80%)

Estrías moradas

(65%)

Hirsutismo

(65%)

Períodos menstruales anormales

(60%) (60%)

Debilidad muscular

E l síndrom e de Cushing yatrogénico es raro ( < 1%) pero tal vez sea difícil de discernir de trastornos reales. Todos los glucocorticoides, que inclu yen los sin téticos, inhalados, y tópicos, llegan a in h ib ir la secreción de ACTH. P or tanto, la A C TH plasm ática, el cortisol sérico y la excreción de cor­ tisol tal vez sean b ajos (a m enos que se u tilicen cortisol o cortison a). E n contraste, la contam in ación de la orina con hidrocortisona tópica (uso vulvovaginal o perineal) quizá eleve de m anera falsa los valores de cortisol urinario. Los valores urinarios relativam ente m ayores que los de cortisol y cortisona séricos sugieren ad ición de hidrocortison a en la orina. E n caso de sospecha, es posible detectar los gluco­ corticoid es sin téticos de m anera crom atográfica.

D iagnóstico del síndrom e de Cushing Los síntom as clínico s son corroborados por hallazgos de laboratorio de exceso de cortisol, pérdida de ritm o diur­ no, y resistencia a la supresión (u na vez que se excluye ad m inistración exógena de glucocorticoides debido a que no se establece el algoritm o de diagnóstico universal para síndrom e de C u sh in g ): a) la ACTH y el cortisol se secretan en erupciones y tal vez ocurra secreción excesiva de m ane­ ra episódica; b ) cada paciente cu enta con m etabolism o, m etabolitos e índ ices de depuración m etabólica ún ico s; c) los um brales de estim u lación y supresión varían a m enudo (las lesiones no suprim ibles en ocasiones se suprim en, y los pacientes norm ales exhiben resistencia a la supresión); y d ) los problem as de seguim iento y precisión con respecto a la recolección y el procesam iento de la m uestra son fre­ cuentes. A continu ació n se m encionan las pruebas de valo­ ración estándar para diagnosticar síndrom e de C u shing .12

D o cu m en ta r exceso d e cortisol Cortisol libre urinario (o metabolitos, o ambos) (fig. 18-3). E l cortisol de la orina constituye un indicad or sen sible de cortisolism o endógeno. Cuando el cortisol del suero ex ce ­ de la capacidad de u n ió n proteica de su transportador, las

FIGURA 18-11. Trastornos relacionados con hipercortisolismo.

con cen tracio n es de cortisol libre se elevan co n rapidez, lo que aum enta el cortisol libre filtrado en la orina. E ste valor tal vez sea erróneo co n u n volum en urinario elevado ( > 3 L) porque los pacientes que beb en m ás de 5 L/día tendrán u n aum ento de 64 % en el cortisol de la orina. En cam bio, la excreción de 17-hidroxicorticosteroide (1 7-OHCS) ocurre a u n ritm o constan te y no se ve afectada por los cam bios de volum en. E l cortisol libre urinario a las 2 4 h constituye la prueba de valoración m ás sensible (95 a 100% ) y específica (9 8% ) de produ cción excesiva de cortisol excesiva. Al parecer un m étodo revisado, en el que se recolectan m uestras de orina durante la n och e ( 10:00 p.m. a 8:00 p .m .) para factorizar el cortisol por creatinina urinaria, es igual de válido (especifi­ cidad y sensibilidad de 9 7 a 1 00% ). E n un estudio grande, 21 a 47 % de los pacientes con síndrom e de Cushing tenía cuando m enos una valoración norm al de cortisol urinario de 2 4 h. Por tanto, a los pacientes con valores interm edios se les volverá a evaluar de 2 a 3 m eses después .12 L os valores aleatorios de cortisol plasmático resultan de poca utilidad para el diagnóstico del síndrom e de Cushing. E n personas norm ales, los valores varían en gran medida durante el día, y se traslapan con las cifras encontradas en pacientes con síndrom e de Cushing. Las concentraciones basóles de cortisol por la mañana no tienen ningún valor para el diagnóstico, a m enos que se encuentren de manera evidente por arriba del rango normal.

D eterm in a r si se p ierde el ritmo diurno (los valores en una etapa avanzada d e la noche p erm a n ecen elevados) El cortisol plasmático es mayor entre las 6 :0 0 y 8 :0 0 a.m. y 5 0 a 80% más bajo entre las 1 0 :0 0 p.m. y 1 2 :0 0 a.m. La m edición del cortisol en una etapa avanzada de la noche se ju stifica por el hecho de que su nadir norm al vespertino se pierde en el síndrome de Cushing y en la hiperplasia nodular bilateral, pero se preserva en pacientes obesos y deprimidos. E n condiciones ideales, se obtiene una muestra de sangre (para valorar cortisol y ACTH) éntrelas lL O O p .m .y la s 12:00

CAPÍTULO 18 ■ FUNCIÓN SUPRARRENAL

a.m. Las muestras se estabilizan, se alm acenan y se envían al laboratorio si el cortisol urinario previamente determinado es elevado. Los valores de cortisol salival y sanguíneo en una etapa avanzada de la tarde tal vez sean más confiables que el cortisol urinario para el diagnóstico de Cushing. E n dos estudios, una sola con cen tració n de cortisol sérico a la m edianoche ( > 7 .5 pg/dl) m ostró sensibilidad de 9 0 a 96% y especificidad de 100% para síndrom e de C u shin g .12 E n otro estudio de pacientes co n C ushing (3 0 norm ales y 18 ob eso s), u n solo valor de cortisol salival a las 11:00 p.m ., cuando se com binó con la co n cen tració n del cortisol salival a las 8:00 a.m. después de una prueba n octu rn a de supresión de dexam etasona de 1 mg, tuvo sensibilidad y especificidad de 100%.12 E l cortisol de la saliva es estable a tem peratura am biente durante varios días y la reco lecció n no es invasora, es p osi­ b le realizarla en casa y tiene m ayor especificidad ( 100% ). Sin em bargo, es m enos sen sible (9 2 % ) que los valores séri­ cos y urinarios en la d etección de síndrom e de Cushing. A m ed ianoche (1 2 :0 0 a .m .), los valores < 1 .3 ng/ml por radioinm unoensayo (R IE ) o > 1 .5 ng/ml por exam en com ­ petitivo de u n ió n proteica ayudan a exclu ir el diagnóstico. Las m ed iciones de saliva son útiles en los pacientes con sospecha de C ushing in term iten te que tien en la necesidad de recolectar varias m uestras por períodos extensos.

D e term in a r la p érd id a d e la supresión n orm al d e cortisol p o r d exa m etason a La d exam etasona actúa com o sustitu to exógeno del corti­ sol, que suprim e la ACTH cuando la glándula hipofisaria es norm al y la secreción de cortisol cuando la glándula suprarrenal es norm al. A m enudo se utiliza una prueba n octu rn a de supresión p or d exam etasona para estudiar a pacientes con sobrepro­ d u cción autónom a de cortisol. La dexam etasona (1 m g) adm inistrada cerca de las 11:00 p.m . actúa para suprim ir la elevación m atutina tem prana de cortisol estim ulada por la ACTH . Al cortisol libre suprim ido < 3 .6 pg/dl m edido entre las 8 :0 0 y 9 :0 0 a.m. se le consid era una prueba nega­ tiva. A unque al parecer la in gestión repetida de dexam e­ tasona reduce al m áxim o las diferencias individuales en la depuración del fárm aco, la prueba de supresión a dosis b aja (1 m g) tuvo una p recisión de 95% y confiabilidad

equivalente a la supresión estándar por dexam etasona a dosis b aja durante dos días (0 .5 m g cada 6 h X 2 días, con cortisol libre urinario norm al < 10 pg en el día 2) por aná­ lisis retrospectivo de 4 2 6 pacientes con Cushing. Si b ien el valor indicador para una prueba negativa es cercano a 100%, los resultados falsos positivos son fre­ cuentes (hasta u n 15% ). Las causas de esto abarcan errores en la prueba, otros estados resistentes a la supresión del cortisol (p. e j., estrés físico, anorexia nerviosa, alcoh olis­ m o, depresión, enferm edad aguda, obesidad e insu ficien­ cia renal) y alteración del m etabolism o del fárm aco y de las in teraccio n es del m ism o (p. e j., dilantina, barbitúricos, carbam acepina y rifam p in a). E xcep to en casos raros, una prueba de supresión por dexam etasona norm al (n octu rna o durante dos días) casi excluye la posibilidad de síndrom e de C ushing. Aunque no se requiere para el d iagnóstico, los cam bios m edidos en el cortisol de la saliva (norm al, < 2 ng/ml) y la A C TH después de la supresión por d exam etasona tal vez resulten com p lem entarios .13 Al igual que en la insuficiencia suprarrenal, los valores de la A C TH , tanto básales com o posteriores a la supresión por dexam etasona b aja (1 m g) o elevada (8 m g), quizá ayu­ den a determ inar una etiología subyacente en los estados de exceso de cortisol. En un estudio se dem ostró que la dosis elevada de dexam etasona tuvo una especificidad de sólo 57% para distinguir una fuente ectópica de un origen hipofisario de la hipersecreción de A C TH (fig. 1 8 -1 2 ).12

Cuando se confirm a Cushing, las pruebas de estim ulación de la CRH ayudan a determ inar la dependencia de la ACTH (por lo general innecesaria) La estim u lación de la CRH es un a prueba m ás reciente y útil para distinguir los tipos de C ushing (enferm edad central contra síndrom e suprarrenal p rim a rio ). Se obtiene u n valor de A CTH y cortisol sérico a las 8 :0 0 a.m . des­ pués de la in y ección de CRH. En el síndrom e de Cushing independiente de la ACTH , el cortisol es elevado ( > 2 5 pg/dl), en tanto la ACTH está suprim ida ( < 1 0 pg/ml), lo que demuestra que la producción de ACTH no está contro­ lando a la producción excesiva de cortisol. En este caso, se busca una etiología suprarrenal para el exceso de cortisol.

C au sas de síndrome de Cushing (cortisol elevado) por ACTH

A C T H elevado C u s h in g co n hip erp igm entación

ACTH baja

Dependiente de ACTH

Independiente de ACTH

ACTH primaria (enfermedad hipofisaria)

Adenoma suprarrenal

ACTH ectópica

Carcinoma suprarrenal

C R F ectópico

Hiperplasia suprarrenal nodular Glucocorticoides exógenos

FIGURA 18-12.

421

Diferenciación del origen de la secreción de ACTH.

422

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

E n C ushing dependiente de la A C TH , tanto el cortisol ( > 2 5 pg/dl) com o la A C TH ( > 1 0 pg/ml) están elevados. La A C TH autónom a es de origen hipofisario o ectópico. Para determ inar si el exceso de A C TH se origina por una fuente hipofisaria o ectópica, se realiza m uestreo bilateral inferior petrosal (B1PSS, por sus siglas en inglés) estim ulante de la CRH y m uestreo venoso periférico. Los resultados se expresan com o una proporción. U na propor­ ció n entre la A C TH del seno petrosal y la A C TH venosa periférica > 3 es diagnóstica de enferm edad hipofisaria. Una proporción < 2 .5 sugiere un origen ectóp ico (no hipofisario) de produ cción de ACTH . Los índ ices de rem i­ sió n para el m icroadenom a hipofisario son de alrededor de 8 5 % ; para adenom as invasivos, < 5 0 % cuando se rese­ can. C on tratam iento ad icional (rad iación hipofisaria con rayos X ), los índ ices de rem isión de adenom as invasivos tal vez alcan cen de m anera gradual el 85% . Para la produ cción ectópica de ACTH , se lleva a cabo d eterm inación del neoplasm a. Se intenta la localización y e xtirp ación quirúrgica de las lesiones producidas por la A C TH autónom a. O tras opciones de tratam iento inclu yen adrenalectom ía e inhibidores enzim áticos suprarrenales.

Procedim ientos de localización • C ushing suprarrenal • La T C suprarrenal distingue tum or contra hiperplasia (DHEA norm al de la capa R con adenom as supra­ rrenales de capa F ). • La im agen suprarrenal de IRM ponderada con T 2 ayuda a distinguir el carcinom a. E l cán cer a m enudo

afecta otras capas suprarrenales con DHEA de capa R elevada en carcinom a; los m arcadores im m u nohistoqu ím icos, p 5 3 y M IB-1 tam bién son positivos en carcinom as. • C ushing hipofisario • IRM hipofisaria (detecta el 85% de m icroadenom as). • C ushing ectópico • T C del pecho (p. ej., adenom a bronquial de la ACTH , carcinom a m edular de la tiroides y carcinom a celu ­ lar escam oso [C C E ]).

Algoritm o para la determ inación de Cushing Día 1: 8:00 a.m.: vaciar por com pleto la vejiga y com enzar la reco lecció n de orina basal.

11:00 p.m.: recolectar la m uestra de saliva para obten er el valor del cortisol; ingerir dexam etasona (1 m g); vaciar la vejiga; term inar la reco lecció n de la orina basal.

Determinaciones extendidas opcionales: com enzar la re co lecció n nocturn a de orina con supresión de dexa­ m etasona.

Día 2: 8:00 a.m.: vejiga vacía (postsupresión com pleta de co rti­ sol u rin ario); sangre venosa o saliva para d eterm inar cortisol; ACTH ; dexam etasona (cu m p lim ien to); m an ­ tener las m uestras hasta necesitarlas. Véase la interpretación del diagram a de flujo de la determ inación de C ushing (fig. 1 8 -1 3 ).

FIGURA 18-13. Determinación del síndrome de Cushing. Nótese que los valores séricos de la dexametasona (para la prue­ ba estándar = 2 ng/ml; prueba de supresión = 6.5 ng/ml) se obtienen a las 8:00 a.m. (o seis horas después de la última dosis) para ayudar a aclarar o determinar el cumplimiento. Los valores salivales normales de dexametasona no se determinan.

CAPÍTULO 18 ■ FUNCIÓN SUPRARRENAL

423

Tratam iento

EXCESO DE ANDROGENO

Las op cion es para Cushing prim ario (sobreprodu cción de cortisol suprarrenal) y secundario (sobreprodu cción de A C TH hipofisaria o ectóp ica) son sim ilares: cirugía, radia­ ció n o m edicam entos, o una com bin ació n de los anterio­ res, para suprim ir la produ cción o acciones del cortisol suprarrenal. Las estrategias del tratam iento varían de acuerdo co n las situaciones clínicas. E l reem plazo de por vida de glucocorticoides y m ineralocorticoid es (F lo rin ef) es necesario en pacientes con adrenalectom ía bilateral. Se debe evaluar de m anera ru ti­ naria a cu alquier pacien te som etido a adrenalectom ía b ila­ teral com o resultado de un tum or hipofisario produ ctor de ACTH y vigilar de m anera estrecha la aparición de sín to ­ m as de aum ento de la lesión m asiva de la hipofisaria (sín ­ drom e de N elson). Por últim o, es p osible que el Cushing recurra en restos suprarrenales; por tanto, la valoración periódica de por vida en busca de sobreprod ucción supra­ rrenal está indicada en estos pacientes. Los andrógenos se producen com o subproductos de la síntesis del cortisol que se regulan por la ACTH. A unque la prolactina, los péptidos proopiom elan ocortin os y los lin ­ focitos T son estim uladores con o cid os de los andrógenos, los m ecanism os reguladores de la biosíntesis de la zona R aún son im precisos (fig. 1 8 -1 4 ). Las células R producen de m anera prim ordial DHEA y varios esteroides de carbo­ no 19 (andrógenos y estrógenos) a partir de pregnenolo­ na 17a-h id ro x ilad a y progesterona. La DHEA se sulfata a DHEAS por la sulfotransferasa, un a enzim a suprarrenal, y se secreta diario (fig. 1 8 -1 ). Tanto la DHEA com o la DHEAS son precursores de andrógenos (p. e j., androstenediona, testosterona y 5dehidrotestosterona [5-DHT]) y estrógenos (p. ej., estradiol y estrona). A unque la DHEA y DHEAS tien en actividad androgénica m ínim a, los efectos nocivos se originan por conversión a andrógenos activos en las glándulas supra­ rrenales y el tejido p eriférico, com o folícu los del cabello, glándulas sebáceas, genitales y tejid o adiposo y de la p rós­ tata. A unque en hom bres m enos de 5% de su testosterona proviene de fuentes suprarrenales o periféricas, las m u je­ res dependen de las glándulas suprarrenales para 4 0 a 65% de su produ cción diaria de testosteron a .14 A unque los datos observad os d em uestran aum en tos de la p ro d u cció n andrógena suprarrenal en am bos géne­ ros al final de la n iñ ez y se co rrela cio n a n c o n la aparición del vello p ú bico (ad ren arq u ía), alcanza su cifra m áxim a en ad ultos jó v e n e s y d eclin a de m anera gradual co n la edad.

E l exceso de andrógeno produce órganos genitales am bi­ guos en lactantes y pubertad precoz en n iñ os de am bos sexos. Los andrógenos estim ulan el desarrollo orgánico, el crecim ien to lineal y la fusión epifisaria. La virilización en jó v en es inclu ye aum ento del pene, crecim iento del cabello dependiente de andrógeno y otras características sexuales secundarias. Las niñas desarrollan hirsutism o, acné y cbtorim egalia. La sobreprod ucción prem atura tal vez cause estatura pequeña y originar fusión epifisaria tem prana. E n m u jeres, la sobreprod ucción andrógena llega a pro­ ducir infertilidad, con efectos de m ascu linización (p. ej., hirsutism o, acné, calvicie de patrón m ascu lin o, irregulari­ dades m enstruales y virilidad). E n hom bres, el exceso de andrógenos suprarrenales lle­ ga a producir infertilidad con efectos de fem inización por in h ib ición de gonadotropinas hipofisarias, que reducen con eficacia la producción de testosterona testicular. A pesar del exceso de andrógeno total, los varones experim entan síntom as hipogonadales, com o pérdida de la masa m u scu­ lar, d ism inución del crecim iento del cabello, red ucción del tam año de los testículos, produ cción de testosterona tes­ ticular y esperm atogénesis, sim ilar al hipercortisolism o.

& 1 P

Diagnóstico de la producción excesiva de andrógeno M enos de 10% de la DHEA se produce por las gónadas. Por tanto, la produ cción alta de DHEA sugiere en gran m edi­ da hiperandrogenism o suprarrenal, en tanto se observan valores de testosterona elevados en presencia de hiperan­ drogenism o suprarrenal o gonadal. E n algunos casos, la DHEA plasm ática o 17-cetosteroides sirve para identificar a pacientes con causas supra­ rrenales de m ascu linización (m u jeres) y fem inización (hom bres) patológicas.

Tratam iento para la sobreproducción andrógena suprarrenal Del m ism o m odo que los trastornos de sobreproducción ya descritos, la diferenciación entre la secreción dependiente de la ACTH e independiente de la mism a se determ ina a tra­ vés de pruebas de supresión por dexam etasona, y luego se realizan estudios de proyección de imágenes (T C , IR M ). Los adenom as y carcinom as se extirpan por m edios quirúrgicos. Las causas supresibles de glucocorticoides se tratan según corresponda. Se interrum pen los contribuidores exógenos y se tratan otros trastornos no suprarrenales. En ocasiones se

Esferoide principal: D H EA y D H EAS (precursor de andrógeno) Regulador principal: desconocido Síndrome: Exceso de andrógeno

Síntomas: Virilización en mujeres y niños Disfunción gonadal e infertilidad en hombres y mujeres

DHEA(S) FIGURA 18-14.

Biosíntesis de la zona R. Las manifestaciones del hiperandrogenismo suprarrenal varían con la edad, el comienzo y el género.

424

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

t

Sin cambio HDL (transitoria)

FCI-1 DHEA(S) Testosterona Androstenediona

M asa muscular Fuerza Bochornos calientes Sexualidad

Depresión Fatiga

Sexualidad Producción grasa Crecimiento de vello Acné FIGURA 18-15.

Estradioi Estrona

Efectos de los suplementos de DHEA.

utilizan fárm acos con propiedades antiandrogénicas (p. ej., m inoxidil, espironolactona, píldoras de control natal). La DHEA exógena es un suplem ento alim en ticio popu­ lar con varias propiedades im portantes (sólo algunas estudiadas), com o las de vasodilatador, antiinflam atorio, anti en vejecim iento y antiaterosclerosis. Aún se desconoce la im portancia clínica de las interac­ ciones de la DH EA(S) con los receptores no suprarrenales/ estrógenos. La DHEA (3 0 a 5 0 mg/día) se secreta com o el principal com ponente de los andrógenos suprarrenales. No existe evidencia de que esta m olécula se requiera para m an­ tener un estado saludable o que contribuya a enfermedad. Todavía no se identifica ningún receptor esteroide para la DHEA. Las acciones de la DHEA se atribuyen a sus produc­ tos de flujo descendente: la testosterona y el estrógeno. E n pacientes norm ales y afectados (p. ej., personas con insuficiencia suprarrenal, terapia con glucocorticoides, depresión o edad avanzada y atletas entrenados), es posible que la DHEA aum ente la sen sación de bienestar e incre­ m ente o b ien dism inuya varios de los m arcadores séricos (fig. 1 8 -1 5 ), aunque los cam bios son pequeños. E n algu­ nos pacientes con deficiencia de andrógeno (p. ej., insu­ ficiencia suprarrenal, deficiencia de ACTH y terapia con glucocorticoid es), los suplem entos (5 0 -1 0 0 mg/día) tal vez contribuyan a am inorar los efectos nocivos de la deficien­ cia e inhiban la pérdida ósea inducida por glucocorticoides. Sin em bargo, la DHEA podría causar efectos androgénicos adversos en m ujeres, además de que aún se d esconocen las consecuencias a largo plazo de los suplem entos.

M ÉD ULA SUPRARRENAL La m édula suprarrenal forma parte del sistem a de capta­ ció n y d escarboxilación del precursor de la amina. Com o respuesta a la estim ulación, la m édula secreta catecola­ m inas en la circulación en lugar de transm itir m ensajes a través de los axones eferentes. F u n ciona com o un ganglio sim pático atípico. Los productos m edulares de la catecolam ina sirven com o prim era respuesta al estrés al actuar en segundos (el cortisol requiere 20 m in) para prom over la respuesta de pelea o huida, que aum enta el rendim iento cardíaco y la presión sanguínea, desvía la sangre hacia el m úsculo y el cerebro, y m oviliza com bustible alm acenado.

Desarrollo Las células sim páticas provienen de células del tallo supe­ rior neural prim ordial (sim patogonia), que em igran fuera

del SN C a u n espacio que se encuentra detrás de la aorta, donde se d iferencian en sim patoblastos (células ganglionares sim páticas) o feocrom oblastos (células crom afines m edulares). Los tum ores que se originan por cualquiera de estas líneas celulares com parten propiedades h istológ i­ cas y bioqu ím icas sim ilares. Los neuroblastom as m alignos y los ganglioneurom as benignos surgen de los sim pato­ blastos, secretan ácido hom ovanílico (AHV) y rara vez se observan después de la adolescencia. E n cam bio, los tum ores de las células crom afines (feocrom ocitom as [Feo]) m antienen la capacidad para sin tetizar y alm acenar cate­ colam inas ( noradrenalina [NA] y adrenalina [A]) durante toda la vida .13

Biosíntesis y almacenamiento de las catecolaminas La b iosín tesis de la NA y A com ienza co n la conversión secu encial de los sustratos de la fenilalanina de una m ane­ ra fragm entada y regulada de m anera estrecha. Todas las reacciones ocu rren en el citoplasm a, a excep ción de la p rod u cción de NA, que tiene lugar dentro de las vesículas lipídicas o m em branas m itocondriales externas, com o se ilustra en la figura 1 8 -1 6 . E n neuronas sim páticas, la dopam ina citoplásm ica se aís­ la dentro de las vesículas, se convierte en NA y se alm acena hasta que la estim ulación del nervio causa su liberación. E n células cromafinas medulares, la NA se difunde de manera pasiva en el citosol. En este últim o, la NA se con­ vierte en A a través de una enzima dependiente del cortisol denominada FNMT. Cualquier forma de estrés que aumente las concentraciones de colesterol estimula la producción de A. La A citosólica libre (com o la dopamina) se transporta de manera activa dentro de vesículas secretorias por transpor­ tadores monoaminovesiculares (VMAT) en feocrom ocitos. En condiciones normales, la proporción entre NA y A en suero es de 9:1 (98% de neuronas posgangliónicas, 2% de la médula). E n presencia de insuficiencia suprarrenal (cortisol bajo), esta proporción se eleva a 4 5 :1 en mujeres y 24:1 en hombres.

Degradación de las catecolam inas Todas las catecolam inas se elim inan con rapidez de las célu­ las blanco y de la circulación m ediante tres m ecanism os: 1. R ecaptación dentro de las vesículas secretorias. 2. C ap tación en células no neurales (hepáticas en su m ayor p a rte ). 3. D egradación.

CAPITULO 18 ■ FUNCIÓN SUPRARRENAL

425

Citoplasma

FIGURA 18-16.

Biosíntesis y almacenamiento de catecolaminas.

La degradación depende de dos enzim as, la catecol metiltransferasa (COMT) (en tejidos no neuronal) y la monoam ínooxidasa (MAO) (dentro de las neuronas), para producir m etabolitos (m etanefrinas y MAV) de las catecolam inas libres. Los m etabolitos y las catecolam inas libres se elim i­ nan por filtración directa en la orina y se excretan com o NA libre (5% ); NA conjugada ( 8% ); m etanefrinas (2 0 % ); y MAV (3 0 % ). La A urinaria (5 0 % ) se convierte a partir de NA por la feniletanolam ina N -m etíltransferasa (FNMT) renal, no suprarrenal, antes de la excreción (fig. 1 8 -1 7 ).

M ediciones de las catecolam inas urinarias y plasm áticas Las catecolam ina son hidrofílicas; circulan en co n cen ­ traciones b ajas (50% ligadas a la albú m in a); tien en vida m edia corta (segundos a dos m in u to s); y producen co n ­

cen tracion es plasm áticas am plias que fluctúan co n rapidez que h acen que la d eterm inación e in terp retación precisas sean desafiantes desde el punto de vista técnico. Las catecolam inas de la orina (NA y A libres) se anali­ zan a través de crom atografía líquida o fluorom etría. A las 2 4 h, los valores de catecolam inas y m etabolitos urinarios son m ás confiables y no se alteran por la edad o el género. La m ayor parte de los fárm acos antihipertensivos y m u chos otros m edicam entos interfieren con la m ed ición precisa de las catecolam inas. Las sustancias que producen autofluorescencia (p. ej., tetraciclinas, efedrina, a -m e tildopa) llegan a causar resultados erróneos cuando se m iden por análisis fluorom étricos. Los a antagonistas centrales (clonid ina) y las tiacidas son los agentes de elecció n para controlar la hipertensión durante la evaluación de trastor­ nos que causan activación sim pática excesiva (estados de catecolam inas elevadas).

Eliminación de cátecolamlna, vías de degradación y metabolitos

DOMA La M AO también degrada histamina y serotonina en 5-1HIAA

FIGURA 18-17. Degradación de la catecolamina. Las catecolaminas libres (A y NA) se aíslan en las vesículas conte­ nedoras de VMAT o se convierten en metabolitos, DOMA por MAO neuronales y metanefrinas por COMT no neuronales. Al final estos metabolitos se degradan a MAV (DOMA por COMT y metanefrinas por MAO) y se excretan.

426

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

C ausas de hiperactividad sim pática • D isfu nción autonóm ica. • Ataque de pánico (em ocion es). • R espuestas al estrés: hipoglucem ia, lesión, infarto, in fecció n , psicosis y convulsiones. • Fárm acos: descongestionantes, supresores del apeti­ to, estim ulantes, broncodilatadores, inhibid ores de la M AO, horm ona tiroides, cortisol, abstin encia de n ico ti­ na o antagonistas sim páticos de a cción breve (clonid ina o propranolol). • A lim entos que con tien en tiram ina: cerveza, vino tinto, salsa de soya, alim entos sobrem adurados/ferm entados, carnes ahum adas o maduradas. • Feocro m ocitom a (tu m or produ ctor de ca teco la m in a ). Los feocrom ocitom as son raros (< 0.1% de pacientes hipertensos). Se trata de tum ores productores de cateco­ lam ina que provienen de tejido crom afín, que causa HTN relacionada con síntom as clínicos no específicos que sem ejan ansiedad. Los síntom as incluyen palpitaciones, diaforesis y dolores de cabeza. E n un estudio retrospectivo, 40 % de pacientes evaluados para feocrom ocitom a cum plió con los criterios de trastorno de pánico, en com paración con 5% de pacientes control con hipertensión (fig. 1 8 -1 8 ).16,17 La presen tación del pacien te es m uy variable. E n la m ayoría se observan episodios de HTN (diastólica/ortostática), palpitaciones y diaforesis, con períodos no espe­ cíficos de síntom as iniciados por varios estím ulos, com o esfuerzo físico, torcim iento del torso, Valsalva, m icció n o coito. O tros padecen HTN constan te (algunos refracta­ rios al tratam iento) y m u chos n o m uestran síntom as. Rara vez los pacientes con Feo padecen hipotensión episódica (secreció n exclusiva de A o dopam ina). Los signos ad icio­ nales tal vez inclu yan lividez, m ayor ín d ice de sedim enta­ ció n de eritrocitos, cardiom iopatía dilatada y eritrocitosis com o resultado de sobreprod ucción de eritropoyetina. E l diagnóstico de Feo pocas veces se confirm a. L os m ecanism os de secreción de catecolam ina por per­ sonas con Feo aún son im precisos (los tum ores no son inervados). Es probable que el aum ento de la síntesis de catecolam ina, la capacidad de degradación lim itada y el alm acenam iento restringido por exceso de NA y m etabo­ lito s causen desbordam iento en la sangre, lo que eleva la NA o A libre circulante, o am bas, ju n to con otros péptidos activos que cau san síntom as. D ebido a que las catecolam inas m edulares y las horm onas corticales suprarrenales cu m plen fu nciones sim ilares y producen efectos sem e­

ja n te s, un pacien te raro con la evidencia clín ica y b ioq u í­ m ica de h ip ersecreción por catecolam ina tal vez presente u n adenom a o carcinom a ad renocortical, en lugar de un tum or m edular, que produce los síntom as. Los síntom as de F eo se relacion an con el tipo de catecolam inas secreta­ das por el tum or y los receptores que activan.

Diagnóstico del feocrom ocitom a Todavía se d escon oce cuál es la m ejo r prueba para diagnos­ ticar Feo. A unque en la mayoría de pacientes con feocro­ m ocitom a se observan anorm alidades diagnósticas obvias en la m ayor parte de las pruebas, en otros se m anifiestan resultados confusos. Cuando una prueba es am bigua, se debe realizar una prueba diferente si es que la sospecha clín ica aún es elevada .18,19 La m edición de las catecolam inas plasm áticas totales (NA y A) y las m etanefrinas urinarias constituye el perfil más sensible de valoración. Las catecolam inas plasmáticas >2 000 pg/ml en un paciente en reposo en posición supina con una cánula n o mantenida representa casi un diagnóstico de feocrom ocitom a. De 2 8 7 pacientes con Feo, el 88% pre­ sentó NA y A plasm áticas elevadas, que aum entaron hasta en 100% durante episodios hipertensos a pesar de no existir correlación entre la presión arterial y los valores básales de catecolam ina .24 C on valores lím ites ( 1 0 0 0 a 2 0 0 0 pg/ml), tal vez sea útil una prueba de supresión de clonidina. Las m etanefrinas en plasm a, m edidas por HPLC o RIA, se prom ueven com o las pruebas de diagnóstico más específicas y sensibles. Sin em bargo, investigadores de la C línica Mayo en Estados Unidos en con traron que las m eta­ nefrinas plasm áticas carecen de especificidad (1 5 % falsos positivos) y no se recom iendan com o pruebas de prim era línea, sino que se reservan para pacien tes con riesgo eleva­ do o aquellos incapaces de recolectar una m uestra u rina­ ria precisa a las 2 4 h. Las m etanefrinas urinarias (norm al, > 1.2 mg/día) quizá constitu yen la prueba de orina más sensible; es m enos probable que sea alterada por fárm acos o ciertos alim entos. Al parecer una reco lecció n urinaria n octu rn a (8 a 12 h) es tan precisa y m ás conv en iente que una reco lecció n de orina a las 2 4 h. Los MAV urinarios por H PLC o análisis fluorom étrico tien en el índ ice de falsos negativos m ás elevado (hasta el 4 1 % ) entre las pruebas de catecolam ina en o rin a .20 La crom ogranina A se coalm acena y secreta en cuanto a las catecolam inas. E n 80% de los pacien tes con feocro­ m ocitom a se observan con cen tracio n es elevadas de cro-

90%

10% Descubiertos sin intención (imágenes, cirugía, necropsia) Múltiples Extrasuprarrenales (pecho, cuello, abdomen, vejiga) Malignos (invasión, metástasis distante) Familiares (Von Hippel-Lindau, MEN-II, hiperplasia de la paratiroides, carcinoma medular de la tiroides, neurofibromatosis, paraganglioma) FIGURA 18-18.

Feocromocitomas.

Intrasuprarrenal Intraabdominai (95%) Sencillo Benigno

CAPÍTULO 18 ■ FUNCIÓN SUPRARRENAL

m ogranina plasm ática. La crom ogranina A en suero no se m ide de m anera rutinaria porque es m enos sen sible y específica para feocrom ocitom a que las m ed icion es direc­ tas de catecolam inas y m etabolitos. E n co n ju n to , la cro­ m ogranina A sérica y las catecolam inas plasm áticas son específicas (9 5 % ) pero m enos sen sibles ( 88% ), lo que tal vez se deba a su elevada dependencia de la fu n ció n renal. Si el índ ice de filtración glom erular es m en or de 8 0 ml/min, la sensibilidad de la prueba dism inuye a 70% . Las ca teco ­ lam inas plasm áticas en reposo com binadas >200 pg/ml y la crom ogranina A > 2 0 pg/ml tien en un valor pronóstico positivo de 97% cuando el G F R es norm al. Si los resultados de las pruebas anteriores son equí­ vocos, se realizan pruebas farm acológicas para separar a pacientes con Feo (co n cen tracion es b ajas de actividad b iosin tética) de aquellos sin F eo que exp erim entan sín to ­ mas sim ilares secundarios al aum ento de la salida sim pá­ tica (la clonidina, un agente antihiperten sivo, suprim e la salida sim pática). La prueba de supresión de la clonidina (precisión de 9 2 % ) resuelve la pregunta “¿el exceso de p rod u cción de catecolam inas es suprim ióle?”. Puesto que la activación sim pática n o es responsable de la lib eración de catecolam ina del feocrom ocitom a, la supresión de la activación sim pática a través de la activación de la clonidina de los a 2 receptores centrales no dism inuirá las con cen tracio n es de NA en pacientes co n feocrom ocitom a a pesar de m ejorar los síntom as. D espués de suspender los fárm acos antihipertensivos durante cuando m enos 12 h, se m iden las catecolam inas plasm áticas totales. La clonidina (0 .3 m g) se adm inistra y se vuelven a obtener los valores tres horas m ás adelan­ te. Los pacientes sin feocrom ocitom a tendrán una dism i­ nu ció n en catecolam inas totales en plasm a a > 5 0 0 pg/ml (esta cifra es im precisa en pacientes co n valores de ca teco ­ lam inas norm ales ).21 La confirm ación bioquím ica del feocrom ocitom a debe seguirse por localización radiológica. Aunque cualquier sitio que contenga tejido paragangliónico se ve afectado, las loca­ lizaciones extrasuprarrenales m ás frecuentes son las áreas paraaórticas superiores e inferiores (7 5 % ); la vejiga (1 0 % ); el tórax (1 0 % ); y la cabeza, el cuello y la pelvis (5% ). Para la localización del Feo, se realiza una T C (sin teñir) o IRM del abdom en y de las glándulas suprarrenales. E n im ágenes ponderadas con T 2 , los feocrom ocitom as pare­ cen hiperintensos, en tanto otros tum ores suprarrenales tien en aspecto isointenso en com paración con el hígado. C ualquier prueba sirve para detectar la m ayor parte de los tum ores esporádicos (por lo general, > 3 de ancho) con 9 8 a 100% de sensibilidad y 70% de especificidad. La m enor especificidad se debe a una prevalencia relativam ente más elevada de incidentalom as suprarrenales. E s posible reali­ zar centellografía M IBG marcada con 123I (u n análogo de la NA que se con cen tra en la suprarrenal y F eo a través de VM AT), que es 100% específica para F eo, pero no lo bas­ tante sen sible en la valoración rutinaria. La exploración P E T con 18F-flu orod esoxiglucosa, llC -h id ro x ie fe d rin a o 6- [ 18F]flu orod opam ina resulta útil en la id en tificació n de sitios de enferm edad m etastásica .22

4 27

Tratam iento del feocrom ocitom a Una vez que se diagnostica el feocrom ocitom a, todos los pacientes son candidatos a cirugía después de la prepara­ ció n m édica apropiada. La extirp ación es un proced im ien­ to de riesgo elevado. En la serie quirúrgica m ás grande (1 4 7 pacientes con feocrom ocitom a) en una in stitu ción (1 9 7 5 -1 9 9 7 ), los índices de m ortalidad y m orbilidad perioperatorias globales fueron de 2 .4 %.18 Los pacientes con hip erten sión preoperatoria grave, tum ores de con ele­ vada secreción o aquellos som etidos a varias in terv en cio­ nes tuvieron el riesgo más elevado de com plicaciones. Las catecolam inas dism inuyen a valores norm ales en u n plazo de una sem ana después de la resección. Aunque el bloqueo alfa perioperatorio se recomienda de manera extensa, se observaron pocas com plicaciones perio­ peratorias en aquellos pacientes a los que no se les administró a-bloquedores (estudio de 113 pacientes con feocromocitoma sometidos a resección). Un segundo régim en propuesto por la clínica Cleveland propició el uso exitoso de un bloqueador del canal de calcio para el control de la presión sanguínea.

Resultado y pronóstico La extirpación quirúrgica del feocrom ocitom a constituye la terapia prim aria. Sin em bargo, la escisió n n o siem pre cond u ce a la cu ració n a largo plazo del feocrom ocitom a o de la HTN (in clu so en pacientes con tum ores benignos). Los pacien tes co n F eo fam iliares tien en m ás probabilidad de recurrencia. E n una serie de 1 1 4 pacientes, el feocro­ m ocitom a reapareció en 14% (4 8 % eran m alignos). En p acientes sin recurrencia ( 86% ), la supervivencia libre de hip ertensión fue de sólo 74% a los cin co años y de 45% a los 10 años (los antecedentes fam iliares de HTN y la m ayor edad fueron factores de riesgo). E n 9 0 pacientes, la tasa de supervivencia total de causa especifica a los 20 años fue de 80% sin im portar la localización del feocro m ocito m a .24 E l m onitoreo a largo plazo está indicado en todos los pacien ­ tes, inclu so en aquellos que al parecer están curados.

INCIDENTALOMA A m enudo se encuentran m asas suprarrenales de m ane­ ra incid en tal en la necropsia en pacientes asin tom áticos. A lrededor de 10% de los pacien tes tendrán u n tum or suprarrenal. C on el aum ento del uso de exploracion es de T C e 1MR de rutina, se espera que aum ente la cantidad de adenom as suprarrenales descubiertos. La m ayor parte son no fu ncionales y benignos. De 6 1 0 5 4 exploracion es abdom inales de T C hechas en la C línica Mayo de Estados U nidos de 1 9 8 5 a 1 9 9 0 , en el 3 .4 % se observaron m asas suprarrenales. E l 75% correspondió a cán cer m etastási­ co obvio o lesion es conocid as y 1 6.5% a incidentalom as (0 .4 % de las exp loracion es). Todas las m asas suprarrenales se evaluaron en busca de m alignidad e hip ersecreción .23 Si la m asa in cid ental es m ayor de 3 a 6 cm , según se revela por exploracion es seriales o fun cionales, se extirpa p or m edios quirúrgicos. En la figura 1 8 -1 9 se ilustra una breve valoración funcio­ nal de masas suprarrenales, que sirve para evaluar la función de todas las capas suprarrenales y com o resum en clínico.

428

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

ES T U D IO D E C A S O La h ip ertensión es frecuente y se presenta m ás a m enu­ do com o u n trastorno m édico independiente; en oca­ siones, se origina por una enferm edad subyacente y requiere u n tratam iento diferente. D ebido a que la fun­ ció n suprarrenal es crítica para a) la presión sanguínea, b) el potasio y c) la hom eostasis de la glucosa, debe tom arse en cuenta una etiología suprarrenal en todos los pacien tes con problem as de presión sanguínea acom pañados por anorm alidades electrolíticas, cam ­ b ios inexp licab les de peso, falla para prosperar, virilizació n inadecuada y períodos de ansiedad. A co n tin u ació n se m uestran o ch o escenarios clín i­ cos diferentes. Cada uno de ellos se relaciona co n un diferente diagnóstico y tratam iento. E n el capítulo se encuentra una descripción de las causas suprarrena­ les, los d iagnósticos y los tratam ientos para ellos. Cada estudio de caso se com pleta co n el siguiente enunciado de apertura: una m u jer de 22 años (adoptada previa­ m ente, sin ingesta actual de m ed icam entos, historial m édico negativo) se presenta con ...

E S T U D IO D E C A S O 18-1 ...hip ertensión , debilidad e hipopotasem ia; tam bién m uestra excreció n elevada de K+ urinario sin d iu réti­ cos.

ES T U D IO D E C A S O 18-4 ...h ip ertensión , con períodos de ataques de pánico y boch orn os calientes. Tam bién presenta d olor de cabe­ za, hiperglucem ia, hipertiroidism o y m olestias GL

Pregunta 1. ¿Cuál es el diagnóstico?

ES T U D IO D E C A S O 18-5 ...hip ertensión , con virilización. Esta jo v e n padece m enstru aciones irregulares diagnosticadas con sínd ro­ m e ovárico enquistado. M uestra cortisol por debajo del lím ite y progesterona 17-O H elevada.

Pregunta 1. ¿Cuál es el diagnóstico?

ES T U D IO D E C A S O 18-6 ...hip ertensión e hiperpotasem ia. Tiene fu n ción renal norm al (K + urinario b a jo ) y acidosis m etabólica.

Pregunta 1 . ¿Cuál es el diagnóstico?

Pregunta

ES T U D IO D E C A S O 18-7

1. ¿C uál es el diagnóstico?

E S T U D IO D E C A S O 18-2 ...hip ertensión , debilidad y com ienzo rápido de ob esi­ dad. Esta pacien te tam bién m uestra acu m ulaciones de grasa central, jo ro b a de búfalo, plétora, piel delgada, estrías púrpuras, con tu sión rápida, osteop orosis, resis­ tencia a la hiperglucem ia/insulina e infecciones recu ­ rrentes.

...hip otensión, falla para prosperar, pérdida de peso y debilidad. Sus resultados de laboratorio revelan hiper­ potasem ia, hipoglucem ia en ayunas y acidosis m etabó­ lica.

Pregunta 1. ¿Cuál es el diagnóstico?

ES T U D IO D E C A S O 18-8 Pregunta 1. ¿C uál es el diagnóstico?

E S T U D IO D E C A S O 18-3 ...hipertensión , debilidad, m enstru aciones irregulares e hipopotasem ia. Su corta edad, el cortisol por debajo del lím ite y los andrógenos b ajos tam bién son im por­ tantes.

Pregunta 1. ¿Cuál es el diagnóstico?

...virilización e h irsutism o nuevos. Los resultados de laboratorio dem uestran aum ento de las co n cen tra cio ­ nes de F C I-1 (facto r de crecim ien to de la in su lin a), D H EA (S) y testosterona. Ella es u n entusiasta de los alim entos saludables que experim enta con suplem en­ tos alim enticios.

Pregunta 1.

¿Cuál es el diagnóstico?

CAPITULO 18 ■ FUNCIÓN SUPRARRENAL

429

Evaluación de la función del incidentaloma Pruebas de valoración Resultados negativos

Características clínicas

Feocromocitoma

HTN (paroxismal) con intervalos (sudoración, dolor de cabeza o palpitaciones)

Síndrome de Cushing

Aldosteronismo primario

Adrenocarcinoma

FIGURA 18-19.

Metanefrinas urinarias a las 24 horas <1 p,g o 5.5 pmol/mg de creatina

HTN, obesidad (truncal), debilidad

1 mg de dexametasona antes de dormir Cortisol a las 8 a.m. <3.6 jxg/dl, o cor­ tisol libre urinario normal a las 24 horas

HTN, hipopotasemia, debilidad

Potasio sérico, si la excreción de K+urinario (<30 meq) es bajo

Virilización (+ los anteriores)

Proporción renina plasmática: aldosterona <30 D H EAS plasmática (<9.2 pmol/L) 17-cetosteroide urinario <20 mg

Breve valoración funcional de las masas suprarrenales.

P R E G U N T A S 1. ¿Cuándo se considera una causa endocrina para la hipertensión del pacien te? ¿C uál es el órgano del que se suele sospechar? ¿La h ip erten sión se origina por u n estado de sobreprod ucción o de subproducción? 2. E n térm inos generales, ¿cuáles son algunas señales de advertencia im portantes de enferm edad suprarrenal? 3. ¿Cuál es el sustrato habitual del que se producen todos los esteroides suprarrenales?

REFERENCIAS 1. Kacsoh D. The adrenal gland. In: DotanJ, ed. Endocrine Physiology. New York: McGraw-Hill, 2000:360-448. 2. Orth D. Anatomy and development of the adrenal cortex. www. UpToDate.com, online 12.1, 12/03. 3. Miller W. The Adrenal Cortex. In: Felig P, ed. Endocrinology and Metabolism. New York: McGraw-Hill, 2001:387-493. 4. Lacroix A. The adrenal cortex: basic concepts and diagnostic procedures. In: Pinchera A, et al, eds. Endocrinology and Metabolism. London: McGraw-Hill, 2001:285-297. 5. Orth D. Adrenal steroid biosynthesis and congenital adrenal hyperplasia. www.UpToDate.com, online 12.1, 3/02. 6. Levine L. Congenital adrenal hyperplasia. In: Lavin M, ed. Manual of Endocrinology and Metabolism. Philadelphia: Lippincott Willia­ ms & Wilkins, 2002:147-163. 7. Stern N. The adrenal cortex and mineralocorticoid hypertension. In: Lavin M, ed. Manual of Endocrinology and Metabolism. Philadel­ phia: Lippincott Williams & Wilkins, 2002:115-139.

DE

R E P A S O

4. D escriba cada producto final de la corteza suprarrenal por capa fu ncional y m en cion e un regulador específi­ co para cada uno. 5. Cuando se producen, las catecolam inas libres (NA y A) son de vida breve. D escriba sus destinos generales y cóm o se m iden.

6 . ¿Cuál esteroide suprarrenal es responsable de la pro­ d u cción de adrenalina?

8. Kaplan N. Primary aldosteronism. In: Pine J , ed. Clinical Hyperten­ sion. Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins, 1998:365-383. 9. Thomopoulos P Adrenocortical insufficiency. In: Jeffers D, ed. Endo­ crinology and Metabolism. London: McGraw-Hill, 2001:297-305. 10. Bertagna X. Cushing’s syndrome. In: Pinchera A, et al, eds. Endocri­ nology and Metabolism. London: McGraw-Hill, 2001:311-323. 11. Besser G. Cushing’s syndrome. J Clin Endocrinol Metabol 1972;1:451. 12. Orth D. Establishing the diagnosis of Cushing’s syndrome. www. UpToDate.com, online 12.1, 12/02. 13. Castro M, Quidute A, et al. Out-patient screening for Cushing’s syndrome: sensitivity of the combination of circadian rhythm and overnight dexamethasone suppression salivary cortisol tests. J Clin Endocrinol Metabol 1999;84:878. 14. Chrovsos G. Dehydroepiandrosterone and its sulfate. www.UpToDate.com, online 12.1, 4/03. 15. Bravo E. The adrenal medulla: basic concepts. In: Pinchera A, et al, eds. Endocrinology and Metabolism. London: McGraw-Hill, 2001:337-341.

43 0

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

16. Kaplan N. Pheochromocytoma. In: Pine J , ed. Clinical Hypertension. Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins, 1998:345-365. 17. Sowers K. Pheochromocytomas. In: Lavin M, ed. Manual of Endocrinology and Metabolism. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2 0 0 2 :139-145. 18. Bravo E. Diagnosis and Management of Pheochromocytoma. In: Pinchera A, et al, eds. Endocrinology and Metabolism. London: McGraw-Hill, 2001:341-349. 19. Fogarty J , Russo J , et al. Hypertension and pheochromocytoma testing: the association with anxiety disorders. Arch Fam Med 1994:3:55. 20. Sawka A. Fractionated plasma metanephrines are highly sensitive, but less specific than urinary total metanephrines and catecholamines in detection of pheochromocytoma. Program and Abstracts

21.

22.

23.

24.

of The Endocrine Society’s 83rd Annual Meeting, Denver, June 2 0 23, 2001, Abstract # P l-642. Denver, CO: The Endocrine Society, 2001:285. Sjoberg R, Kidd G. The clonidine suppression test for pheochro­ mocytoma: a review of its utility and pitfalls. Arch Int Med 1992:152:1193. Pacak K, Eisenhofer G, Carrasquillo J, et al. 6 -[18F]fluorodopamine positrón emission tomographic (PET) scanning for diagnostic localization of pheochromocytoma. Hypertension 2001:38:6-8. Lutton J . The incidentally discovered adrenal mass. In: Pinchera A, et al, ed. Endocrinology and Metabolism. London: McGraw-Hill, 2001:323-329. Young W, Kaplan N. Diagnosis and treatment of pheochromocytoma in adults. www.UpToDate.com, online 12.2, 1/04.

C A P Í T U L O

Fundón gonadal

19

Dev Abraham y A. Wayne Meikle

C O N T E N I D O

DE L

OVARIO Anatom ía funcional del ovario Producción hormonal por los ovarios Ciclo menstrual Control hormonal de la ovulación Desarrollo puberal femenino Anorm alidades del ciclo menstrual Hipogonadismo hipogonadotrópico Hirsutismo Terapia del reemplazo de estrógeno TESTÍCULOS Anatom ía funcional del aparato reproductor masculino

C A P Í T U L O

Fisiología de los testículos Trastornos del desarrollo sexual e hipofunción testicular Diagnóstico del hipogonadismo Terapia de reemplazo de testosterona M onitoreo de la terapia de reemplazo de testosterona ■ PREGUNTAS DE REPASO ■ REFERENCIAS ■ LECTURAS RECOMENDADAS

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • A nalizar la biosíntesis, la secreción, el transporte y la acción de los esteroides y las gonadotropinas sexuales. • Identificar la localización de la hipófisis, los ova­ rios y los testículos. • Describir los ejes hipotalámico-hipofisario-ovárico e hipotalámico-hipofisario-testicular y cómo regu­ lan la producción del esferoide sexual y la hormo­ na gonadotropina.

T E R M I N O S Am enorrea Andrógeno Célula de Leyding Célula de Sertoli

Célula de la teca Cuerpo lúteo Fase folicular Fase lútea

•

Explicar los principios de cada prueba de diag­ nóstico para la disfunción de los ejes hipofisariogonadales. • Correlacionar la información de laboratorio con respecto a los trastornos gonadales sospechados, de acuerdo con los datos clínicos del paciente. • Describir el protocolo de prueba de laboratorio adecuado para evaluar o monitorear de manera efectiva pacientes con enferm edad gonadal sospe­ chada.

C L A V E Ginecomastia Hipogonadismo Hirsutismo Inhibina

Ovulación Virilización

431

432

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

OVARIO Los ovarios son órganos pares y, al igual que las gónadas m ascu linas, realizan funciones duales: la p rod u cción del gam eto fem enino (el óvulo) y la elaboración de esteroi­ des ov áricos .1'3 A diferencia de las células reproductivas prim ordiales m ascu linas, las fem eninas producen (en la m ayor parte de los ciclo s) un gam eto solitario. Los p ro ce­ sos ováricos están orquestados de m anera cuidadosa con los ciclo s m enstruales m ediante una in teracció n com pleja de horm onas entre los ovarios, la hipófisis y el hipotálam o que prepara el útero para la im p lan tación del em brión. E n la ausencia de d icho proceso, la cu bierta uterina se des­ prende, lo que produce la m en stru ació n .4’5 La duración del ciclo m enstrual es el tiem po entre dos ciclo s consecutivos establecidos. La d uración típica es de alrededor de 2 8 días ( ± 3 días). E l flujo m ensual prom edio es de entre dos y cuatro días.

A natom ía funcional del ovario Los ovarios son estructuras ovoides (de cerca de 5 cm de longitud ) situados en la fosa pélvica. Se encuentran sus­ pendidos por el ligam ento ancho del ovario y en relación estrecha con la po sició n de la term inación fim brial de las trom pas de Falop io, que están conectadas a la cavidad u te­ rina. Los ovarios con tien en alrededor de 2 a 4 m illones de folícu los prim ordiales .2,6E n cada ciclo , se reúnen unos cu antos folícu los prim ordiales para su m ad uración pro­ gresiva. La m ayor parte de los folícu los se atrofian, con excep ción de u n solo folículo (folícu lo de De G raaf) que al final libera un óvulo m aduro. E l folícu lo de De G raaf tiene una capa interna, la teca interna; una capa externa, la teca externa; y una cavidad central que contien e líquido proveniente del plasma. La capa secretoria del folícu lo es la capa granulosa .2’5-7 E l óvulo desarrollado está adherido en el in terio r de la cavidad del fo lícu lo de De G raaf por células granulosas denom inadas células cúmulo. E n un a secu en cia coreografiada de m anera precisa de la estim u lación ovárica por horm onas estim u lantes del fo lícu lo y horm onas lu tein izantes, los ovarios produ cen las horm onas esteroides principales: la progesterona y el estrógeno. Cuando se expulsa el óvulo, el folículo de De G raaf experim enta un cam b io m o rfo ló g ico al cu erp o lú te o , co n hip ertrofia de las células de la teca y granulosas. A este proceso se le d enom ina luteinización. E l cuerpo lú teo, u n sustrato para la producción continua de progesterona y estrógeno, es rico en colestero l y m antiene el end om etrio para una co n cep ció n anticipada. Si no se p resen ta la co n c ep ció n o im p lan tació n , el end om etrio se desprende y el cuerpo lú teo se atrofia a fo lícu lo atrético.

Producción horm onal por los ovarios Al igual que en las glándulas suprarrenales y los testículos, la ruta esteroidogénica y las enzim as sin téticas tam bién se observan en los ovarios. E l colesterol se sintetiza, sea a p artir de acetato o se transporta de m anera activa de la par­ tícula lipoproteína de baja densidad (LDL) en la sangre .4’5'8,9

E strógeno Los estrógenos sintetizados de forma natural son com puestos de carbono 18. E l principal estrógeno producido en el ovario es el estradiol. La estrona y el estriol son, en su mayor parte, metabolitos de conversión intraovárica y extraglandular. En m ujeres, los estrógenos promueven el desarrollo de las carac­ terísticas sexuales secundarias. El desarrollo de senos, uteri­ no y vaginal se debe a los efectos del estrógeno, en particular el desarrollo glandular y de los vasos sanguíneos .4,5’8’9La falta de estrógenos que ocurre de manera natural con el com ien­ zo de la m enopausia conduce a cam bios atrofíeos en estos órganos. Además, los estrógenos afectan la piel, los m úsculos lisos vasculares, las células óseas y el sistema nervioso central (cognición). E l estrógeno es responsable de los cam bios en la fase folicular en el útero. La deficiencia de estrógenos origina un desarrollo irregular e incom pleto del endom etrio .2,10

P rogesteron a La progesterona es u n com puesto de carbono 21 de la fam i­ lia de los esteroides, que se produce por el cuerpo lúteo. La progesterona indu ce la actividad secretora de las glándulas endom etriales que son inducidas por el estrógeno, lo que prepara al endom etrio para la im plan tación em brionaria. O tros efectos inclu yen el espesam iento del m oco cervical, la red ucción de las con tracciones uterinas y el efecto term ogénico. La elevación de la tem peratura basal del cuerpo que sucede después de la ovulación se debe a la progeste­ rona. E n la práctica clín ica, a este efecto se le utiliza com o “m odelo de horm ona lutein izante” que se presenta de m anera natural para indicar la ocu rrencia de la ovulación. La progesterona es la horm ona dom inante responsable de la fase lútea en el ciclo. La deficiencia de la progesterona ocasiona falla en la im plantación del em brión .2,4'6’8

A n d ró g en o s Los ovarios producen andrógenos, que son com puestos de carbono 19 (androstenediona, dehidroandrostenediona, testosterona y d ihid rotestosteron a). E n m u jeres, la produ cción excesiva de andrógenos ováricos cond u ce al crecim iento excesivo de vello (hirsu tism o ), pérdida de las características fem eninas (d esfem enización) y, en casos graves, francas características sexuales secundarias m as­ cu linas (m ascu linización, o v irilización ).11'14 A diferencia de los estrógenos, que n o se produ cen en los ovarios des­ pués de la m enopausia, la síntesis de andrógenos continú a de m anera adecuada en la edad avanzada. Las inhibinas A y B, que se producen por los ovarios, son horm onas que in h ib en la produ cción de F S H .6,15 La activina es una horm ona que aum enta la secreción de la FSH e induce esteroidogénesis. La foliculostatina, la relaxina, la proteína reguladora del folícu lo, el factor de m ad uración oocito y la sustancia indu ctora de la m eiosis son horm onas que al parecer son im portantes, aunque todavía no se caracterizan con claridad sus funciones.

Ciclo m enstrual C onsta de dos fases de fenóm enos paralelos que ocurren en los sitios ováricos y endom etriales. La prim era es la fase

CAPÍTULO 19 ■ FUNCIÓN GONADAL

folicular (ovario) o proliferativa (ú tero ); la segunda es la fase lútea (ovario) o secretora (ú tero ).1'2'4'6,13'16

F a s e fo licu la r L os estrógenos secretados por el folícu lo en desarrollo aum entan el grosor del endom etrio por estim u lación de las células epiteliales, crecim ien to de los vasos sanguíneos y desarrollo de las glándulas endom etriales. La capacidad secretoria intensa de las glándulas uterinas proporciona una secreción que ayuda a la im plantación del em brión.

F a s e lútea Fase que sigue a la folicular, inm ediatam ente después de la extru sió n del óvulo y la lu tein ización subsiguiente del folículo de De G raaf para form ar el cuerpo lúteo. Éste m antiene la secreción de la progesterona y ayuda en la im plantación del em brión. D espués de 1 4 días, el endom e­ trio uterino es expulsado para que com ience el próxim o ciclo . La duración típica del sangrado es de 3 a 5 días, con pérdida de sangre de alrededor de 5 0 mi.

Control horm onal de la ovulación E l con trol central de la secreción de la horm ona foliculoestim u lan te (FSH ) y la horm ona luteinizante (LFI) reside en el generador de la pu lsación de la horm ona liberado­ ra de gonadotropina (G nRH ) del nú cleo arqueado y del nú cleo preóp tico m edial del h ip otálam o .1'2’4'6’15'16 E xisten repuestas de retroalim entación positiva y negativa entre los estrógenos, la progesterona y la produ cción de LH y FSH . D ebido a la falta de estrógenos después de la m en o­ pausia, se elevan los valores de FSH y L H .11516E l torrente a m edio ciclo en la produ cción de la LH desem boca en el fenóm eno cu lm inante de la ovulación. Las con cen tracio­ nes de FSH son elevadas al com ienzo de la fase folicular y dism inuyen después de la ovulación. Cualquier daño en el hipotálam o o estrés (psicosocial o físico) cond u ce a anovu lación y am enorrea .101718

D esarrollo puberal fem enino Estadios d e T an ner E l sistem a de estadios propuesto por M arshall y Tanner 9 se aplica para la vigilancia de las etapas de crecim ien to de m am as y vello púbico.

433

Etapa 3: vello term inal que cubre labios m ayores y se extiende sobre el m on tícu lo púbico. Etapa 4 : vello term inal que cubre por com pleto los labios m ayores y el pubis. Etapa 5: vello term inal que cubre los labios m ayores, el m o n tícu lo púbico y la parte interna de los m uslos.

A n orm alidades del ciclo m enstrual E l ciclo m enstrual prom edio tiene una d uración de 28 días, con un rango de 25 a 3 5 días al que se le considera norm al. La edad prom edio en que ocu rre la m enopausia es entre los 4 5 y 5 5 a ñ o s .1'2,4'6’15'16 La am enorrea se refiere a la ausencia de m enstru aciones. Cuando una m u jer nunca ha m enstruado, se le denom ina am enorrea p rim aría.7-17'20 Cuando una m u jer con cuando m enos un ciclo m enstrual tien e cese posterior durante u n período m ínim o de 3 a 6 m eses, se le d enom ina am e­ norrea secundaría.10-17-1S E n el cuadro 19-1 se m uestra la frecu encia de los sitios etiológicos de la am enorrea. E n la figura 19-1 se ilustra un m étodo diagnóstico de am enorrea secundaria. La oligom enorrea se refiere al sangrado m ens­ trual poco frecuente o irregular, con duración excesiva del ciclo de 3 5 a 4 0 días. E l sangrado excesivo uterino durante siete días es d isfuncional y se le d enom ina m enorragia. En una pacien te con infertilidad, el diagnóstico de fase lútea inadecuada se establece cuando dicha fase es m enor a 10 días o cuando en la biopsia endom etrial se observa que la progresión de los cam bios endom etriales está retrasada en la preparación para la im plantación. Los principios subyacentes en la evaluación de los tras­ tornos de las funciones m enstruales norm ales son los m ism os que para la d isfunción ovárica o hipofisaria. E n el cuadro 1 9 -2 se m uestran las diversas causas de la infertili­ dad m asculina y fem enina.

Clasificación d e la a m en o rrea p o r la O rganización M undial d e la Salud (O M S)20-21 T ipo 1. H ipogonadism o hipotalám ico (FSH u LH, o ambas, bajas o norm ales): • Am enorrea hipotalám ica (anorexia nerviosa, idiopática, ejercicio inducido). • Síndrom e de Kallm ann. • D eficiencia de gonadotropina aislada.

Estadio d e desarrollo d e la m am a Etapa 1: elevación papilar. Etapa 2: elevación del b o tó n de la m am a y de la papila. Etapa 3: elevación del tejido m am ario y la papila. Etapa 4: elevación de papila y areola que forman el pecho; la papila está en el ecuador de la mama o arriba del mismo. Etapa 5: la areola está anidada dentro de la m am a o la papila está debajo del ecuador de la m am a, o ambas.

CUADRO 19-1. A M EN O R R EA : SITIO S ETIO LÓ G IC O S D E A N O R M A LID A D

Hipotálamo

PRIMARIA

SECUNDARIA

27%

38%

Hipófisis

2%

15%

SOPQ

7%

30%

Estadio d e cam bios del vello púbico

Ovario

43%

12%

Etapa 1: vello tipo lanugo. Etapa 2: vello term inal oscuro sobre labios m ayores.

Útero/salida

19%

7%

434

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

Obtener (i-hCG

Negativo

Positivo

Embarazo

Obtener: altura/peso, prolactina sérica (PRL), FS H y, si está indicado, testosterona o TSH

PRL

Altura/peso anormal

Obesidad

elevado

Delgadez excesiva

Examinar en busca de posibles manipulaciones dietéticas/ nutricionales; evaluar hiperandrogenismo suprarrenal

Excluir hipotiroidismo, drogas, falla renal

Estudiar imagen de RM de hipotálamo e hipófisis

FSH elevada

Falla ovárica

<200

>200

ng/dl

ng/dl

Reemplazo de estrógeno/ progestina

Ultrasonido pélvico y TC suprarrenal

Antecedente de D y C que precede a amenorrea, P R L normal y FSH

Prueba de estrógeno/ progestina para estimular Interrupción de sangrado

Hiperandrogenismo ovárico Histeroscopia e histerosalpingograma

T ratar con agonista de dopamina

FIGURA 19-1.

Testosterona elevada

Suprimir secreción ovárica de andrógeno con anticonceptivos orales

Síndrome de Asherman

Método diagnóstico de amenorrea secundaria.

T ip o 2. A n ovu lación cró n ica eu estrog én ica (FSH y LH norm ales): • Síndrom e ovárico poliqu lstico (LH > FSH en algunos pacien tes, 2:1 o m ayor). • H ipertecosis. T ip o 3 . H ipogonadism o h ip erta lá m ico (F SH suele ser ele­ vada, pero tam bién llega a estarlo la LH): • Falla ovárica prem atura • Síndrom e de Turner

H ipogonadism o hipogonadotrópico M uchas causas fisiológicas y patológicas ind u cen am eno­ rrea secundaria; en particular, pérdida de peso sea com o resultado de anorexia nerviosa o pérdida de peso secu nd a­ ria inducida por varios procesos de enferm edad .101718,20'22 Es posible que el ejercicio físico intenso (al que a m enu­ do se le con o ce com o am enorrea de la corredora ) tam bién induzca am enorrea secundaria. Además, los tum ores hip o­

fisarios que interrum pen la secreción de FSH u LH llegan a in d u cir hipogonadism o hipogonadotrópico. La produ c­ ció n de prolactina por prolactinom as tam bién tiene efectos sim ilares .10,17 Cualquier causa secundaria de hipogonadis­ m o cró n ico podría indu cir pérdida ósea patológica, que ocasiona osteopenia y, en casos graves, osteoporosis.

Insuficiencia ovárica p rim a ria Se origina por anorm alidad crom osóm ica congénita (sín ­ drom e de Turner) o por m enopausia prem atura .17,18,20,23 Las pacientes co n síndrom e de Turner no inform an los m ism os b o ch orn os experim entados por pacien tes con hipogonadism o hipergonadotrópico secu n d ario .20La ele­ vación de la FSH constitu ye un indicio en el diagnóstico de m enopausia prem atura. La insu ficiencia ovárica pre­ m atura llega a presentarse ju n to con otras insuficiencias glandulares (hipoparatiroidism o, hipotiroid ism o, hiposuprarrenal o candidiasis m u cocu tánea ).6,17,18,20,22 La m eno­ pausia representa u n fenóm eno natural e inevitable que

435

CAPÍTULO 19 ■ FUNCIÓN GONADAL

CUADRO 19-2. R E S U L T A D O S A N D R Ó G E N O S E N H IR S U T IS IM O Y V IR IL IZ A C IO N AN A LITO TRASTORNO

T E S T O S T E R O N A T O TAL

T E S T O S T E R O N A LIBRE

SDHEA

Hisurtismo ¡diopático

t

ttf

t

Síndrome ovárico poliquístico

t

tt

t

Hiperplasia suprarrenal congénita

tt

tt

ttt

Tumores de virilización Ovario Suprarrenal

ttt ft

ttt tt

t ttt

Modificado de Demers LM, Hirsutism and Vlrllization, News and Views, Washington, D.C.: American Association for Clinical Chemistry, 1989. SDHEA = sulfato de dehidroepiandrosterona.

produce la elevación de las con cen tracio n es de FSH y LH, con cifras b ajas de estrógen o .1,616,24

les y m ejora la tasa de concep ción, aunque la A dm inistra­ ció n de F árm acos y A lim entos (FD A ) de Estados U nidos n o lo aprueba para este uso.

Sín d ro m e d e ovárico poliquístico Este trastorno frecuente se observa en m u chas presen­ taciones: infertilidad, hirsutism o, anovulación crónica, in tolerancia a la glucosa, hiperlipidem ia o dislipidem ia e h ip erten sión .11,13,14 E l com ien zo suele ser perim enarquial, cró n ico y notable por su progresión lenta. Las investiga­ ciones en este trastorno im plican la estim ación de testosterona libre, con cen tracio n es de globulina unida a horm ona sexual, FSH y LH, glucosa en ayunas y cifras de insulina y lipidos. E n el ultrasonido del ovario se revelan varios quis­ tes en casi todas las pacientes (cerca de 30 % no los presen­ tan). La m ayoría con este trastorno padecen sobrepeso; sin em bargo, las pacientes con síndrom e ovárico poliqu ístico (SO P Q ) de d escendencia asiática oriental o sudam ericana tien en peso norm al. La m ayor parte de los síntom as y las anorm alidades de laboratorio se revierten con pérdida de peso y aum ento de la actividad física. U n fárm aco (m etform in a), que suele utilizarse para el tratam iento de la dia­ betes, es útil para esta afección, inclu so en ausencia de d iabetes .13 Se inform a que norm aliza los ciclo s m enstru a­

ES T U D IO D E C A S O 19-1 Una m u jer de 3 9 años de edad inform a b och orn os y ciclo s m enstruales irregulares durante seis m eses. E l exam en clín ico no revela anorm alidades. La eva­ lu ación de laboratorio m uestra los siguientes resul­ tados: R SC, norm al; glucosa sanguínea, 8 9 mg/dl; HET, 1.5 U I; FSH , 1 2 8 U I; y LH, 3 0 U l. Esta situ ación clín ica es consistente con un a de las siguientes afecciones: 1. SO PQ

Hirsutism o E l hirsutismo con siste en crecim ien to anorm al de cabello term inal sen sible al andrógeno en m u jeres, en áreas donde los folícu los de vello term inal son escasos o no se en cu en ­ tran en cond iciones norm ales. E n Estados U nidos, se calcula que alrededor de 5 a 10% de las m u jeres padecen hirsutism o. Éste se cuantifica por una técnica de m ed ición practica desarrollada por F errim an y Gallwey .11,12,14,25 Las áreas m ás relevantes de crecim ien to excesivo de vello co n ­ trolado por andrógenos se encuentran en la línea m edia del cuerpo, com o resultado de una preponderancia inhe­ rente de la actividad de la 5 a-red u ctasa, que convierte la testosterona en dehidrotestosterona (D H T ). E l h irsutism o sólo debe considerarse en el con tex to del origen étnico de las m ujeres que se som eten a evaluación. Las m ujeres con d escendencia italiana, de Europa del este, del oriente de la India e irlandesa están dotadas con m ás vello term i­ nal sen sible al andrógeno que sus contrapartes del norte de Europa. La obten ció n cuidadosa de los antecedentes étnicos de las personas nacidas en la U n ión A m ericana es im portante antes de com enzar una evaluación de labora­ torio a gran escala. E n el cuadro 1 9 -3 se resum en las anor­ m alidades horm onales relacionadas co n hirsutism o.

Escala d e Ferrim an -G a llw ey • Por lo general, se identifican nueve áreas para la valo­ ración: el labio, el m en tón, el cuello, el abdom en, la espalda b aja y superior, el área de la patilla, la espalda, el m uslo y la parte m edia del pecho. Una versión m odi­ ficada de esta escala usa aréas adicionales. • Los sitios se clasifican en una escala del 1 al 4 , con base en el espesor y la pigm entación del vello. • U na clasificación >8 indica hirsutism o.

2. P rolactinom a 3. Tum or hipofisario 4. M enopausia 5. D eficiencia horm onal hipotalám ica

Clasificación del hirsutism o11,12,1423 • F u n cio n al (co n cen tracion es de andrógeno norm ales co n crecim iento excesivo de vello) o exceso de andrógeno verdadero (andrógenos elevados). • O várico (m ediado por LH ) o suprarrenal (m ediado por A C TH ).

436

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

CUADRO 19-3. C A U SA S D E IN FERTILID A D BLANCO

RESULTADO

CAUSA

Mujeres Hipotálamo

Disminución de GRH

Fármacos Aum ento de estrés Dieta

Hipófisis

Disminución de FSH y LH

Tumor destructivo y lesión vesicular

Ovarios

Descenso de estradiol o progesterona

Insuficiencia orgánica Disgénesis orgánica Anticuerpos antiováricos Desnutrición, peso muy bajo, enfermedad metabólica

Trompas de Falopio y útero

Endometrio inadecuado Cicatrización y cierre de las trompas Disminución de moco cervical

Gasto bajo de progesterona Enfermedad inflamatoria pélvica Infecciones cervicales

Concepción

Inmovilización y destrucción de esperm atozoide

Anticuerpos antiespermatozoides

Azoospermia (falta de espermatozoides) a oligospermia

Defectos primarios en glándulas hipotalámica o hipofisaria Andrógenos exógenos Disfunción testicular, con disminución de la producción testicular

Testículos

Azoospermia (falta de espermatozoides) a oligospermia Retraso o deficiencia de madurez sexual; reducción de testosterona

Orquitis; infecciones testiculares, como paperas; alcoholismo y abuso de sustancias Defectos cromosómicos

Próstata

Disminución del líquido seminal

Infecciones de próstata o vesículas seminales

Tracto uretrogenital

Eyaculación retrógrada o ausente

Anorm alidades físicas; diabetes crónica

Hombres Hipotálamo e hipófisis

• C onversión periférica de andrógenos (obesidad). • H iperandrogenism o tum oral (ovárico, suprarrenal). • C o rión ico m ediado por gonadotropina.

la arteria coronaria, y dism inu ción de la pérdida ósea y de la form ación de pólipo del colon . E sta terapia debe indivi­ dualizarse para cu alquier pacien te determ inado.

C ausas d el hirsutism o11’1214,25 • Enferm edad del ovario p oliqu ístico (E O P Q ), 35 % de

TESTÍCULOS

los casos. • Idiopática, 60% de los casos. • H iperplasia suprarrenal congénita, <1% ; neoplasm as suprarrenal y ovárico. • F árm acos — H irsutism o: danazol, andrógenos y progestinas androgénicas. — H ipertricosis: estreptom icina, p enicilam ina, diazóxido y ciclosporina. — E l m inoxidil causa aum ento y pigm entación del vello.

L os testículos son órganos ovoides pareados que realizan fu nciones duales: á) la produ cción de esperm a; y b) la pro­ d u cción de horm onas que controlan varios procesos del cuerpo hum ano que contribuyen a la rep ro d u cció n .32E n la etapa em brionaria, la horm ona sexu al m ascu lina dom inan­ te, la testosterona (T ), ayuda al desarrollo y la diferencia­ ció n de las gónadas prim ordiales. D espués de la pubertad y a lo largo de la edad adulta y hasta la edad avanzada, la testosterona contribuye a la produ cción de esperm a y m antiene las características sexu ales secundarias.

Terapia del reem plazo de estrógeno

A natom ía funcional del aparato reproductor m asculino

El reem plazo de estrógenos aún es un tem a de d ebate .26-31 E n el estudio Women’s Health Initiative se incluyeron 16 60 8 m ujeres posmenopáusicas que se colocaron en com binacio­ nes de reem plazo convencional. E l resultado del estudio fue aum ento de la incid en cia del cán cer de pecho invasor (ín d ice de riesgos, 1 .2 6 ) y de la form ación de coágulos venosos, red u cción no significativa de la enferm edad de

Los testículos se localizan fuera del cuerpo, revestidos por un saco muscular. E l flujo sanguíneo está controlado por un plexo intrincado de flujo sanguíneo arterial y venoso que, ju n to con la contracción del m úsculo dartos en el saco escrotal, regula la tem peratura de los testículos a 2°C por debajo de la tem peratura corporal central. Esta fu nción im portante

CAPÍTULO 19 ■ FUNCIÓN GONADAL

E S TU D IO D E C A S O 19-2 Una m u jer de 49 años de edad se presenta con aum en­ to de crecim iento de vello durante los seis meses anteriores que com enzó de m anera abrupta. Además, m uestra un patrón m asculino de pérdida de cabello. E n el exam en, se observa pérdida tem poral de cabello y clitorim egalia. La evaluación de laboratorio revela lo siguiente: testosterona, 3 6 0 ng/dl; FSH, 12 U I; LH, 9 U I; y con cen tració n norm al de prolactina. El próxim o paso en la evaluación es uno de los siguientes: 1. C o n cen tración de DHEA-S 2. R epetición de los valores de FSH y LH 3. C o n cen tración de azúcar sanguínea en ayunas 4. Nivel de lípidos en ayunas 5. Tom ografía por com putadora de suprarrenal y ovarios

es vital para no interrum pir la producción de esperm atozoi­ des. E l cordón esperm ático, que tam bién se encuentra en la vaina muscular, tiene la capacidad de contraer los testícu­ los dentro del canal inguinal en caso de amenaza de lesión. La espermatogénesis ocurre en los túbulos seminíferos. Los esperm atozoides se m ueven de m anera secuencial a través de los rete testis; los conductos eferentes de los testículos; la cabeza, el cuerpo y la cola del epidídim o; y al final, dentro de los vasos deferentes. Varios productos de la secreción de las vesículas sem inales y de la próstata se m ezclan con los esperm atozoides para form ar el producto final (sem en), que se deposita en la pared vaginal posterior durante el coito. Las secreciones de la vesícula sem inal son ricas en vitamina C y fructosa, lo que es im portante para la preservación de la movilidad de los esperm atozoides.

Fisiología de los testículos E sp erm a togénesis Los esperm atozoides se form an de células germ inales a las que se les d enom ina esperm atogenias. Éstas se som eten a m itosis y m eiosis; al final, las células haploides se transfor­ m an para form ar esperm atozoides m ad uros .33E l esperm a­ tozoide maduro tiene cabeza, cuerpo y cola, co n capacidad notable para nadar con el ún ico objetivo de form ar un cigoto co n el óvulo haploide. Ciertas esperm atogenias escalonan la división de m odo que la produ cción de esper­ m atozoides no se interrum pa y sea continu a. Las células de Sertoli son células polifun cion ales que con tribuyen al desarrollo y la m aduración de los esperm atozoides.

H o rm on ogénesis La testosterona, la horm ona predom inante secretada por los testículos, está controlada de m anera prim ordial por dos horm onas hipófisis: la horm ona foliculoestim ulante (FSH )

437

y la horm ona luteinizante (LH ).34,35 Debido a que estas hor­ m onas se describieron por prim era vez en m ujeres, se les m enciona en referencia al ciclo m enstrual. Ambas horm o­ nas se producen por un solo grupo de células de la hipófi­ sis a las que se les denom ina gonadotropinas. La FSH actúa sobre todo en las células em brionarias germ inales, y la LH en las células de Leyding que sintetizan testosterona.

Control horm onal d e la fu n ció n testicular E l hipotálam o, que se localiza en el cerebro, genera una horm ona conocid a com o horm ona liberadora de gonado­ tropina (G nRH ) de una form a pulsátil. La GnRH se libera dentro del sistem a hipofisario portal que, a su vez, determ i­ na la producción de LH y FSH de la hipófisis. La alteración de la generación de pulso de la GnRH cond u ce a la produc­ ción inadecuada de LH y FSH , lo que ocasiona hipogonad ism o .35’36 E l prim er paso, y lim itante de la velocidad, de la esteroidogénesis testicular es la conversión de colesterol a pregnenolona. E l colesterol se sintetiza en las células de Leyding, o el colesterol en sangre es atrapado por endocitosis. La LH se une al receptor de glucoproteína en la pared celular e induce la producción de AMP cíclica intracelu­ lar que, a su vez, activa la proteincinasa A, que cataliza la fosforilación proteica. Este últim o paso induce la síntesis de testosterona. La ruta de la esteroidogénesis testicular es sim ilar a la de la corteza suprarrenal y com parten los m ism os sistem as enzim áticos. La testosterona es la prin­ cipal horm ona andrógena en la sangre. La m ayor parte de la testosterona está ligada, sólo 2 a 3% se encuentra libre. Alrededor de 50% de la testosterona se une a la albúm ina y cerca de 45% se enlaza a la globulina de un ión a la horm ona sexual (G U H S). La con centración de la proteína de unión determ ina la con centración total de testosterona, pero no los valores de testosterona libre durante la estim ación de laboratorio. La testosterona y la inhibina son dos horm onas secretadas por los testículos que proporcionan control de retroalim entación para el hipotálam o y la hipófisis. La con cen tració n de testosterona fluctúa de un a m anera circadiana, que refleja los ritm os paralelos de los valores de LH y FSH . Se debe tom ar en cuenta este factor en la inter­ pretación de la con cen tració n sanguínea de testosterona. E l valor más elevado de testosterona se encuentra alrede­ dor de las 8 a.m. y el más b ajo alrededor de las 8 p.m .

M ecanism o celu la r de la acción d e la testosterona La testosterona ingresa a la célula y se convierte en dihidrotestosterona (D H T). É sta form a com p lejo con una proteína receptora intracelular. Este com plejo se une al receptor nuclear, que efectúa la síntesis proteica y el cre­ cim iento celular.

A ccio nes fisiológicas d e la testosterona D esarrollo prenatal. Al com ienzo del desarrollo, los em briones cu entan con com ponentes prim ordiales en los aparatos genitales de am bos sexos. Las gónadas prim itivas se distinguen alrededor de la séptim a sem ana del estado em brionario. Tanto las gonadotropinas corión icas com o la LH fetal estim ulan la produ cción de testosterona por las células de Leyding fetales. La exp o sición de la testos-

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PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

terona al cond u cto de W olff propicia la d iferenciación de los diversos com ponentes del aparato genital m asculino. Las células de Sertoli producen el factor de regresión de M üller, que contribuye a la regresión del aparato genital fem enino prim ordial. La piel escrotal es rica en 5 a -re d u ctasa, que convierte la testosterona a DHT. La exp o sición fetal a fárm acos que bloqu ean esta horm ona cond u ce a la fem inización del feto m asculino. Desarrollo posnatal. La función testicular se reactiva durante la pubertad después de un período de inactividad al producir testosterona que ocasiona crecim iento de vello sexual secundario (cara, pecho, axila y pubis); m ayor desa­ rrollo esquelético lineal; crecim iento de los genitales internos y externos; aum ento de la musculatura corporal superior; y desarrollo de la laringe y de las cuerdas vocales, con profundización de la voz .37-39 Los posibles cam bios de hum or y la agresividad son efectos indeseables que llegan a ocurrir durante la pubertad. Los efectos del crecim iento lineal de la testosterona son finitos, con cierre epifisario cuando se alcanza la altura determinada por factores genéticos. Duran­ te la pubertad, el hipogonadismo conduce a term inación imprecisa de las placas de crecim iento, lo que conlleva a mayor altura, extremidades largas y segm entos del cuerpo superiores e inferiores desproporcionados. Es posible cla­ sificar las características sexuales m asculinas secundarias m ediante un sistem a de desarrollo propuesto por Tanner. Efectos sobre la espermatogénesis. La estim ulación de las células de Leyding induce la producción de testosterona. Ésta, al actuar con la FSH, tiene efectos paracrinos en las células seminíferas y de Sertoli, lo que propicia la esperma­ togénesis. La concentración intratesticular de testosterona es 50 a 100 veces mayor que la de la sangre periférica. El mante­ nim iento de un valor intratesticular elevado de testosterona es im portante para lograr una espermatogénesis efectiva. El uso excesivo o abuso exógeno (atletas) de la testosterona dis­ minuye la concentración intratesticular elevada, con lo que se reduce la producción de espermatozoides. E fecto sobre los resultados sexuales secundarios. La tes­ tosterona tiene efectos que prom ueven el crecim iento en varios tejid os b lanco. Las características sexuales secu n ­ darias que se desarrollan durante la pubertad se conservan en la edad adulta m adura por la testosterona .9 La exp o­ sición del pelo del cuero cabelludo da com o resultado la regresión de los folícu los del cabello (recesió n tem poral). La próstata se agranda de m anera progresiva durante la edad adulta. La pérdida posterior de las características sexuales secundarias debe indicar la evaluación en busca de hipogonadism o. Las con centraciones b ajas de testoste­ rona ocasionan la pérdida de la masa ósea y osteoporosis en hom bres de cu alquier edad.

Trastornos del desarrollo sexual e hipofunción testicular E l desarrollo puberal llega a ser prem aturo (precoz) o retar­ dado, inclu so cuando el desarrollo es norm al al nacer .4142 Las descripciones detalladas de la secu en cia de las anor­ m alidades puberales horm onales del vello, los genitales y el p echo está m ás allá del alcance de este texto. A co n ti­

nu ación se m uestran algunas causas relevantes en con tra­ das en la p ráctica clínica: Pubertad tardía o hipogonadism o, con aum ento de gonadotropinas (F SH u LH, o am bas) Síndrom e de K linefelter Insuficien cia gonadal bilateral Insu ficien cia testicular prim aria A norquia D esvanecim iento de testículos C án cer por agentes citotó xicos Radiación Traum atism o In fección (paperas, orquitis) Pubertad retardada co n con cen tracio n es norm ales o bajas de FSH u LH, o ambas Pubertad retardada con stitu cio n al 43,44 D isfu nción hipotalám ica D esn u trición Enferm edad sistém ica crónica O besidad grave Tumores del SN C H ipopituitarism o Panhipopituitarism o Síndrom e de K allm ann (anosm ia, paladar hendido y red u cción de los valores de FSH y LH) D eficiencia GH aislada H iperprolactinem ia (inducida por prolactinom a o fár­ m acos) H ipotiroidism o D iversas 44 Síndrom e de Prader-W illi Síndrom e de L aurence-M oon Síndrom e de LEOPARD Síndrom e de florecim iento N eoplasia por gérm enes Seudoherm afroditism o m asculino A taxia-telangiectasia D efectos enzim áticos esteroidogénicos E l diagnóstico d iferencial de hipogonadism o inclu ye el anterior grupo grande y diverso de trastornos que afectan los testículos y la regulación hipotalám ica-hipofisaria de los testículos. E n la siguiente sección se exp lican ciertos trastornos im portantes.

H ipogonadism o hipergonadotrópico Las características relevantes de este su b con ju n to de tras­ tornos inclu yen testosterona b aja ju n to co n co n cen tra­ cion es elevadas de FSH o LH y p rod u cción defectuosa de esperm atozoides. Síndrome de Klinefelter. Este trastorno ocurre en alre­ dedor de 1 de cada 4 0 0 hom bres. Se origina por un cro ­ m osom a extra. E l cariotipo más frecuente es 4 7 ,X Y .45 Los hom bres con síndrom e de K linefelter presentan testículos pequeños ( < 2 .5 cm ) y firmes. E n ocasiones se observa, tam bién, ginecom astia (agrandam iento del pecho m ascu­ lin o ) en el m om en to del diagnóstico. D ebido a la produ c­ ció n reducida de testosterona, los valores de FSH y LH están elevados.

CAPÍTULO 19 ■ FUNCIÓN GONADAL

439

ES T U D IO D E C A S O 19-3 Un hom bre de 2 4 años de edad se presenta con an tece­ d ente de alergia al polen, que ha sido tratada co n antihistam inas; inform a dism inu ción del sentid o del olfato. Su crecim iento continúa de m anera lenta y el desarrollo puberal desciende. E l hom bre niega ereccion es o em i­ siones nocturnas. PE Altura

Hom bre eunucoidal, aspecto más jo v e n que su edad cronológica 1 .8 2 m

1.9 0 m A lcance de los brazos Peso 81 kg BP 130/82 Vello Facial superficial, axilar y púbico G enitales Pene, 3 .1 cm (pequeño) Testículos

Blandos, 1 cm X 1.5 cm X 1.5 cm

D espu és de preparado de GnRH T iem p o (m in ) LH 0

< 2 mU/mL

15 30 45 60

10 12 16

12

N orm al Pre-, < 5 A dulto, 3 -1 8 A um ento de LH m ayor de 2 .5 veces basal

T ratam iento Terapia de reem plazo de testosterona M adurez sexual Fertilidad deseada posterior La terapia pulsátil de GnRH p rodu jo u n recuento esperm ático norm al en cuatro m eses y la esposa del hom bre se em barazó.

(norm al, > 4 .5 X 3 cm X 3 cm )

Preguntas L abo ratorio Testosterona LH Prolactina TSH

1. ¿C uál es el nivel del defecto?

157 ng/dl (norm al, prepuberal < 1 0 0 ; adulto, 3 0 0 a 1 0 0 0 ) < 2 mU/ml (norm al, prepuberal

2. ¿Cuál es la im portancia de las m ed iciones corpora­ les?

< 5 ; adulto, 3 a 18)

3. ¿Cuales son las consid eraciones del diagnóstico?

6 ng/ml (n orm al, 5 a 2 5 ) 1.2 mU/ml (norm al, 0 .3 a 5 .0 )

5. ¿Q ué con stitu ye la fertilidad norm al?

E stim u lació n de la G nRH T iem p o (m in ) LH

N orm al

0 , GnRH

Pre-, < 5

< 2 mU/mL

4. ¿C u ál(es) p ru eb a(s) deben obtenerse para realizar el diagnóstico?

6 . ¿Q ué le aconsejaría a este hom bre cuando le pregun­ tara si podrá tener niños?

A dulto, 3 a 18 15 30 45 60

<2 3

<2 3

P ost-, 2 .5 veces Basal hasta cierto punto

Además, estos pacientes padecen azoosperm ia y esteri­ lidad resultante. Los pacientes con m osaicism o tal vez pro­ duzcan algunos esperm atozoides y se inform an em barazos en dichos casos. La elevación de las con centracio n es de FSH y LH induce increm ento de la actividad de la arom atasa, lo que produce con centraciones elevadas de estrógenos. L os hom bres con síndrom e de K linefelter quizá m uestren red ucción de la densidad ósea y cáncer de pecho. Síndrome de fem in ización testicular. É sta es la form a más grave del síndrom e resistente a andrógenos, que produce falta de a cció n de la testosterona en el tejid o b lanco. Com o resultado de la ausencia del efecto de la testosterona, el desarrollo físico sigue el fenotipo fem enino, con pechos desarrollados por com pleto, y d istribución fem enina de grasa y vello. La m ayoría de los pacientes se presentan para la evaluación de am enorrea prim aria; en ese m om en to, la

falta de genitales internos fem eninos se vuelve evidente. Los testículos a m enudo no descien den y no se elim inan de m anera oportuna estos órganos, lo que ocasiona trans­ form ación m aligna. E n la evaluación bioqu ím ica se reve­ lan concentraciones norm ales de testosterona, con valores elevados de FSH y LH. No hay utilidad ni respuesta en la ad m inistración de testosterona exógena. D eficiencia de 5a-redu ctasa. E l genotipo es XY. La dis­ m in u ción de esta enzim a genera la red u cción de la con ­ cen tración de testosterona. E l desarrollo físico es sim ilar al fenotipo fem enino hasta la pubertad, m om en to en que la actividad residual de la 5a-red u ctasa convierte suficiente testosterona a dihidrotestosterona, lo que da com o resul­ tado el desarrollo del fenotipo m asculino. Distrofia m iotónica. La distrofia m iotó nica es u n tras­ torno hereditario predom inantem ente autosóm ico que se

44 0

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

ES T U D IO D E C A S O 19-4 U n hom bre de 17 años de edad acude con el m édico. E n un exam en físico escolar se encon tró m enos vello púbico y axilar que sus com pañeros; pene y escroto m ás pequeños; tejido m am ario a partir de los 13 años de edad; n o hay ereccion es n i em isiones nocturn as, tam poco b rote de crecim iento adolescente. La longitud de la m anga y del pantalón aum enta cada 4 a 6 m eses. PM H, FH PE Altura A lcance de los brazos Peso BP Pulso Vello Pecho G enitales Testes

L abo ratorio Testosterona, total LH Cario tipo

NC 1 .8 5 m 1 .8 7 m 6 7 kg 110/70 69 Axilar y púbico escasos G inecom astia m oderada, 3 cm Pene, 4 .5 cm 1.5 X 1 X 1 cm , bilateral (norm al, > 4 .5 X 2 .5 X 2.5 cm )

Preguntas 1. En este caso, ¿en qué nivel es el defecto? 2. ¿C uáles posibilidades diagnósticas explicarían los datos endocrinos? 3. ¿C u ál(es) tratam iento (s) estarían disponibles para: a) ¿Tratar su d eficiencia andrógena? b ) ¿P erm itirle engendrar niños si es que desea ferti­ lidad? 4. Su aspecto m uestra el defecto ocurrido: a) A ntes del nacim iento (durante la vida fetal). b ) Después del nacim iento (posnatal).

115 ng/dl (norm al, 3 0 0 a 1 0 0 0 ) 4 2 mU/ml (norm al,ad ulto, 3 -1 8 ) 4 7 , XXY

presenta con hipogonadism o, debilidad m uscular, calvicie frontal, diabetes y distonía m uscular. La insuficiencia tes­ ticular aparece en la cuarta década. Lesión testicular e infección. La orquitis de paperas o cu ­ rre en la in fecció n de paperas pospuberal. La orquitis viral tam bién se observa en algunos pacientes. Además, se des­ cribe que la in fecció n por VIH destruye los testículos. La rad iación y la quim ioterapia para cán cer tam bién dañan los testículos. Síndrome de sólo células de Sertoli. E ste trastorno se caracteriza por falta de células germ inales. Los pacientes se presentan con testículos pequeños, con centraciones elevadas de FSH , azoosperm ia y valores norm ales de tes­ tosterona. La biopsia testicu lar constitu ye el ú n ico proce­ dim iento para confirm ar este diagnóstico.

H ipogonadism o hipogonadotrópico E l sello d istintivo de este grupo de trasto rn os es la o c u ­ rren cia de co n cen tracio n es b ajas de testosteron a, ju n to co n valores b a jo s o norm ales inaprop iad os de FSH u LH. Síndrome de Kallmann. E l síndrom e se origina por un rasgo recesivo hereditario vinculado a X que se m anifiesta com o hipogonadism o durante la pubertad. La frecuencia de este síndrom e es de 1 por cada 1 0 0 0 0 hom bres. Los defectos relacionados, com o la anosm ia (au sencia de sen ­ tido del olfato) y defectos de la línea m edia (labio y pala­ dar h end id os), deben indicar al m éd ico la sospecha de este

trasto rn o .46,47 C iertos pacientes padecen ceguera al color rojo-verd oso, sordera congénita o d isfu nción cerebelar. Hiperprolactinem ia. La elevación de la prolactina ori­ ginada por cu alquier causa (inducida por fárm acos o tum ores productores de prolactina de la hipófisis) llega a ocasionar hipogonadism o hipogon ad otróp ico .48,49 Edad. E xiste red ucción gradual de la testosterona des­ pués de los 3 0 años de edad, con una d eclinación prom e­ dio de alrededor de 1 1 0 ng/dl cada década. E n el Baltim ore Longitudinal Study o f Aging se encontró red ucción de las concentracion es de testosterona total de 19% a los 6 0 años, de 28% a los 70 años y de 49% a los 8 0 añ os ,30,31 con valo­ res de testosterona libre m ucho m enores en esos pacientes. Además, la edad se relaciona con la elevación de SHBG en alrededor de 1% por año. Los valores de testosterona total tal vez sean norm ales en hom bres de edad avanzada, pero las con centraciones libres (no unidas) de testosterona son indicadores más confiables de la red ucción bioquím ica. Las características relacionadas con la red ucción del creci­ m iento de vello sexual secundario, la pérdida del volum en y la fuerza m usculares y la pérdida de densidad ósea con sti­ tuyen evidencia corroborativa que indica la falta de efectos tisulares de la testosterona. La deficiencia de la testosterona abarca una constelación de características clínicas de hipo­ gonadism o com binado con concentraciones bajas de tes­ tosterona sérica. La com binación de evidencia bioquím ica y clínica de testosterona debe indicar la consid eración del reem plazo de testosterona en hom bres mayores.

CAPÍTULO 19 ■ FUNCIÓN GONADAL

E nferm edad hipofisaria. E l hipogonadism o adquirido tal vez sea secundario a una lesión en la hipófisis com o resul­ tado de tum ores, traum atism o quirúrgico, lesión vascular, hipófisitis autoinm unitaria o enferm edad granulom atosa o m etastásica. Además, la hem ocrom atosis es un a causa rara de la d isfu nción hipofisaria.

edad avanzada a m enudo presentan d isfu nción secundaria o terciaria (hipotalám ica) com o resultado de la red ucción de la frecuencia hipotalám ica del generador del pulso, lo que produce con cen tracio n es b ajas o norm ales de m anera inapropiada de FSH y LH. Los signos y síntom as clínico s (p. ej., pérdida de las características sexuales secundarias, osteoporosis) del hipogonadism o se corroborarán con valores b ajos de testosterona, en particular cuando se con ­ tem ple la terapia de reem plazo de testosterona.

D iagnóstico del hipogonadism o Se deben cu m plir tanto las características clínicas com o las bioqu ím icas (fig. 1 9 -2 ). Las con cen tracio n es de tes­ tosterona tienen u n ritm o circadiano y es necesario tom ar en cuenta el m om en to del m uestreo. Se obtend rán varias estim aciones de las concentraciones de testosterona libre y unida en diferentes días antes de realizar el diagnóstico de hipogonadism o .52 La d istinción entre prim ario (enfer­ m edad o d estru cción de los testículos) contra secundario (enferm edad o d estru cción de la hipófisis) es relativam ente fácil de establecer. Los valores de FSH u LH, o am bas, son elevados en el hipogonadism o prim ario y son norm ales de m anera inapropiada o b a jo s con etiología secundaria. En individuos jó v en es, se llevará a cabo IRM hipofisaria en presencia de hipogonadism o secundario. Las personas de

Terapia de reem plazo de testosterona Las siguientes form as de ad m inistración están disponibles para uso clín ico en Estados U nidos: 1. T e sto stero n a p aren teral. É ste es el m odo de adm inis­ tración m ás disponible y rentable (en particu lar si se aplica por la esposa o p areja). Los ésteres de cipionato y enantato de testosterona están disponibles por inyec­ ció n intram uscular. El valor m áxim o se logra en 72 h, con una d uración del efecto por un período de una a dos sem anas. Cuando la ad m inistración sem anal pro­ p orciona un valor m áxim o m enor o fluctuación en la con cen tració n de testosterona entre rangos norm ales,

Características de semen defectuoso Medición de testosterona

Testosterona disminuida

PRL normal

Medición de FSH, LH

Medición de FSH, LH

LH, FSH normales

Aumento de LH, FSH

FSH aumentado, LH normal

LH, FSH normales

Evaluación de la falla en el tubo seminífero

Evaluación de anormalidad congénita, deficiencia espermatogénica por obstrucción en el tubo

I___

Evaluación de la estimulación de la hCG

Testosterona sin aumento

Aumento de LH, FSH*

FIGURA 19-2.

441

Testosterona aumentada

Realizar estimulación de la GnRH

Aumento de LH, FSH

LH, FSH sin aumento

Deficiencia hipotalámica

Deficiencia de la hipófisis

Evaluación del diagnóstico clínico del hipogonadismo masculino.

44 2

2.

3.

4.

5.

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

la dosis habitual es de 5 0 a 1 0 0 m g cada sem ana o 2 0 0 a 2 5 0 m g una vez cada dos sem anas. La dosis de la tes­ tosterona se basará en la masa corporal magra, no en el peso corporal. Esto se logra a m enudo al adm inis­ trar una dosis estándar de testosterona, con aum entos de dosis menores basados en el punto medio estimado de los valores de testosterona sérica entre dos inyecciones. E l objetivo es m antener este punto m edio en el nivel de los rangos norm ales del análisis que se está utilizando. Terapia de testosterona transdérmica. E ste m odo de ad m in istración proporciona m ás valores fisiológ icos de testosterona. E l parche tiene permeabilidad reforzada para ayudar en la absorción de la testosterona a tra­ vés de la piel norm al. La posible irritació n de la piel a m enudo lim ita su uso. Parche escrotal. La piel escrotal es delgada y absorbe testosterona con facilidad. E ste m odo de adm inistra­ ció n cond u ce a con cen tracio n es elevadas de dihidrotestosterona com o resultado de la conversión m ediada por 5a-red u ctasa, en la que la piel escrotal es rica. Ésta debe afeitarse según se requiera para con trib u ir a la ad hesión del parche, que es en lo que tal vez ciertos p acientes no estén de acuerdo. Los pacientes co n sín ­ drom e de K linefelter con frecu encia presentan un saco escrotal desarrollado de m anera deficiente que no es lo bastante grande para ajustarse al tam año del parche. Testosterona en gel. É sta preparación de gel hidroalcoh ó lico se aplica a la piel no genital una vez al día. La absorción es gradual y proporciona una con cen tració n sanguínea de testosterona en el rango norm al por 2 4 h. La preocu pación principal con esta preparación es la posible transm isión a parejas fem eninas o n iños en contacto estrecho con la piel. Preparaciones orales. E n la actualidad, el uso de este m odo de ad m inistración se desalienta debido a las

P R E G U N T A S

com plicaciones hepáticas potenciales. Se han descrito anorm alidades de la fu nción hepática, form ación de adenom a y desarrollo de quistes hem orrágicos en el hígado. U na preparación particu lar disponible en E uro­ pa, el éster undecenoato de testosterona, se absorbe dentro de la circu lación linfática, desviando de form a directa la circu lación portal hepática. Las com plicaciones del reem plazo de testosterona son las siguientes: • P olicitem ia. • Agrandam iento de la próstata. • Posible efecto prom otor del crecim iento en cán cer pre­ existen te de próstata no diagnosticado. • E m peoram iento de la apnea del sueño. • Edem a periférico.

M onitoreo de la terapia de reem plazo de testosterona E l antígeno específico de la próstata (A E P ), el recuen­ to sanguíneo y las concentraciones lipídicas se vigilarán durante tres a seis m eses después del reem plazo de tes­ tosterona. La evaluación clín ica de edem a de la pierna, em peoram iento de la apnea del sueño y agrandam iento de la próstata tam bién se recom ienda de m anera rutinaria. Además, el uso farm acológico de la testosterona reducirá la cifra de esperm atozoides al dism inuir la con cen tració n de la testosterona intracelu lar que es varias veces m ayor que la con cen tració n sérica. Si se observa elevación del AEP después del reem plazo de la testosterona, se reco­ m ienda la evaluación de la próstata con posible biopsia. El cán cer de próstata activo constituye una con train d icación para el reem plazo de la testosterona.

DE

R E P A S O

1. Si los valores séricos de estradiol no aum entan des­ pués de la in yección de gonadotropina corión ica hum ana, el pacien te padece: a) D eficiencia hipofisaria. b) D eficiencia ovárica prim aria. c) D eficiencia ovárica terciaria. d ) D eficiencia ovárica secundaria.

3. ¿Cuál de los siguientes es el precu rsor de la form ación de estradiol en la placenta? a ) Testosterona m aternal. b) Progesterona m aternal. c) h C G placentaria. d) C olesterol suprarrenal fetal. e) DHEAS suprarrenal fetal.

2. Si un pacien te presenta u n defecto de la fase lútea, ¿cuál horm ona es más probable que sea deficiente? a) Estrógeno. b ) hC G . c) FSH. d) Prolactina. e ) Progesterona.

4 . ¿C uál de los siguientes tejid os b lanco es incapaz de producir horm onas esteroideas? a) Placenta. b) O vario. c) Testículo. d) Corteza suprarrenal. e) M édula suprarrenal.

CAPÍTULO 19 ■ FUNCIÓN GONADAL

443

5. La sustancia m adre en la biosíntesis de andrógenos y estrógenos es: a) Cortisol. b) Catecolam inas. c) Progesterona. d) Colesterol.

8. ¿C uál de las siguientes se secreta por la placen ta y se

6 . E l andrógeno natural con m ayor actividad biológica

9. E l dolor m etabólico fetal crónico está dem ostrado por: a) D ism inu ción del estrógeno en el plasm a m aterno y aum ento del líquido am niótico de estriol. b) A um ento de estradiol en el plasm a m aterno, con increm en to correspondiente de estriol en el liq u i­ do am niótico. c) Increm en to de la excreció n de estriol urinario y aum ento del estradiol sérico m aterno. d) D ism inu ción de la excreció n de estriol urinario y d ism inu ción del estriol sérico m aterno.

es:

a) A ndrostenediona. b ) D ehidroepiandrosterona. c) Epiandrosterona. d) Testosterona. 7. D urante las últim as tres sem anas, las concen tracion es de estradiol sérico de una m u jer em barazada aum en­ taron de m anera constante. E sto es con sistente con: a) U n em barazo norm al. b) Enferm edad h em olítica del recién nacido. c) M uerte fetal. d) In fecció n de citom egalovirus congénita.

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utiliza para la d etección tem prana del em barazo? a) H orm ona foliculoestim ulante (FSH ). b ) G onadotropina corión ica hum ana (h C G ). c) H orm ona luteinizante (LH ). d) Progesterona.

10. La secreción de andrógeno por los testículos es esti­ m ulada por: a) H orm ona luteinizante (LH ). b) H orm ona foliculoestim ulante (FSH ). c) Testosterona. d) G onadotropinas.

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PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

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CAPITULO

Función de la glándula tiroides

20

Daniel H. Knodel C O N T E N I D O

D E L

LA TIROIDES Anatom ía y desarrollo de la tiroides Síntesis de la hormona tiroidea Unión proteica de la hormona tiroidea Control de la función de la tiroides Acciones de la hormona tiroidea PRUEBAS PARA LA EVALUACIÓN DE LA TIROIDES Pruebas sanguíneas OTROS INSTRUMENTOS PARA LA EVALUACION DE LA TIROIDES Evaluación por medicina nuclear Ultrasonido de la tiroides Aspiración con aguja fina TRASTORNOS DE LA TIROIDES Hipotiroidismo Tirotoxicosis

C A P Í T U L O Enfermedad de Graves Adenomas tóxicos y bocios multinodulares DISFUNCIÓN DE LA TIROIDES INDUCIDA POR FÁR­ MACOS Enfermedad de la tiroides inducida por amiodarona Tiroiditis subaguda ENFERMEDAD NO TIROIDEA NODULOS TOROIDEOS RESUMEN PREGUNTAS DE REPASO REFERENCIAS

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • A nalizar la biosíntesis, la secreción, el transporte y la acción de las hormonas tiroideas. • Conocer la ubicación de la glándula tiroides. • Describir el eje hipotalámico-hipofisario-tiroideo y cómo regula la producción de la hormona tiroidea. • Explicar los principios de cada una de las pruebas de la función tiroide que se estudian.

•

T E R M I N O S Anticuerpos receptores de TSH Células foliculares Eje hipotalámico-hipofisario-tiroideo Enfermedad de Graves Glándulas paratiroides

Globulina de unión con tiroxina (GUT) Hipertiroidismo Hipertiroidismo subdínico Hipotiroidismo Hipotiroidismo subdínico

Correlacionar la información de laboratorio con respecto a los trastornos tiroides sospechados, establecidos los datos clínicos del paciente. Describir el protocolo apropiado de prueba de laboratorio de la función tiroidea para utilizarlo en la evaluación o la vigilancia efectiva de pacientes con sospecha de enfermedad tiroidea.

C L A V E

Hormona liberadora de tirotropina (TRH) Peroxidasa tiroidea (POT) Prealbúmina de unión con tiroxina (PAUT) T4 libre

Tiroglobulina Tiroiditis subaguda Tirotoxicosis Tirotropina (TSH) Tiroxina (T4) Triyodotironina (T3)

445

44 6

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

L A TIROIDES La glándula tiroides es responsable de la produ cción de dos horm onas: tiroidea y calcito nin a; la últim a se secreta por células C parafoliculares y participa en la hom eostasis del calcio. La horm ona tiroidea es crítica en la regula­ ció n del m etabolism o corporal, el desarrollo neurológico y otras num erosas fu nciones corporales. Desde el punto de vista clín ico , los trastornos que afectan las co n cen tra cio ­ nes de la horm ona tiroidea son m u cho m ás frecuentes y constitu yen el tem a principal de este capitulo.

A natom ía y desarrollo de la tiroides La glándula tiroides se localiza en la parte anterior in fe­ rior del cu ello y tiene form a sim ilar a la de una m ariposa. Se divide en dos lóbulos, uno a cada lado de la tráquea. U na franja de tejido tiroideo, denom inada istm o, sirve de pu ente entre los lóbulos. D ebajo de la glándula tiroides se encuentran las glándulas paratiroides (responsables del equ ilibrio del calcio ) y los nervios laríngeos recurren tes (inervación para las cuerdas v ocales). E stas estructuras tardías adquieren gran im portancia durante la cirugía de la tiroides, cuando es necesario tener cuidado para evitar lesión e hipocalcem ia resultante o ronquera perm anente, respectivam ente. La tiroides fetal se desarrolla a partir del recubrim iento de la parte anterior del intestino a la base de la lengua, y em igra a su localización norm al sobre el cartílago tiroi­ des en las prim eras 4 a 8 sem anas de gestación. Para la sem ana 11 de gestación, la glándula tiroides com ienza a producir cantidades cuantificables de horm on a tiroidea .1 É sta resulta crítica para el desarrollo neurológico del feto. E l yodo es un com ponente esencial de la horm ona tiroi­ dea. E n partes del m undo donde existe deficiencia grave de yodo, ni la madre ni el feto llegan a p roducir horm ona tiroidea y am bos desarrollan hipotiroidism o. E l im pacto es m ás im portante en la descendencia porque el hipotiroi­ dism o conduce a retardo m ental y cretinism o. D onde la deficiencia de yodo no es u n problem a, surgen otras com ­ plicaciones con el desarrollo de la tiroides. Por ejem plo, 1 de cada 4 0 0 0 niños nace con hipotiroidism o con g én ito .2 Si la madre tiene fu nción tiroidea norm al, el feto será pro­ tegido durante el desarrollo por cantidades pequeñas de horm ona tiroidea m aterna que atraviesan la placenta. Sin em bargo, inm ediatam ente después del parto es necesario que estos recién nacidos com iencen a recibir dosis apropia­ das de horm ona tiroidea o, de lo contrario, su desarrollo neurológico se verá dañado en gran medida. E n el m undo desarrollado, se realizan pruebas de valoración en todos los recién nacidos para diagnosticar hipotiroidism o congé­ nito y prevenir com plicaciones catastróficas a través de la in stitu ción oportuna de la terapia de la horm ona tiroidea.

Síntesis de la horm ona tiroidea La horm ona tiroidea se com pone en su m ayor parte del oligoelem ento yod o .1 Con esto en m ente, resulta com ­ prensible que el m etabolism o del yodo ju eg u e un papel clave en la fu n ció n de la tiroides. E l yodo se encuentra en

m ariscos, productos lácteos, panes enriquecidos co n este elem ento y vitam inas; es im portante en el cuidado de la salud, tam bién está presente en elevadas con cen tracio n es en el medio de contraste utilizado para visualizar arterias en cau terizaciones del corazón y exám enes de tom ografía p or com putadora (T C ) y en la am iodarona, un m ed ica­ m ento em pleado para tratar ciertos problem as cardíacos. La ingesta m ínim a recom endada de yodo es de 1 5 0 pg/ día, aunque la m ayoría de la gente de países desarrolla­ dos consu m e m u ch o m ás de esta cantidad. Si la ingesta de yodo cae por d ebajo de 5 0 pg/día, la glándula tiroides será incapaz de producir cantidades adecuadas de h o rm o ­ na tiroidea, por lo que sobrevendrá la d eficiencia de esta horm ona: el hipotiroidism o.3 Las células tiroides están organizadas en folículos. Éstos son esferas de células tiroides que rodean un nú cleo de una sustancia viscosa denom inada coloide. E l principal com ­ ponente del coloid e es la tiroglobulina, una glucoproteína producida de m anera exclusiva por las células folicu lares de la tiroides. La tiroglobulina es rica en el am inoácido tiroxina. Algunos de estos residuos tiroxilos son yodatados, lo que proporciona bloques de con stru cción de la horm ona tiroidea. E n el lado extern o del folícu lo, el yodo se transporta de m anera activa en la célu la tiroides por el transportador NaVL localizado en la m em brana basam ental. D entro de la célula tiroides, el yodo se difunde a través de la célula al lado apical del folícu lo, lo que finaliza el nú cleo del coloide. Aquí, el yodo concentrado, catalizado por una enzim a de u n ió n con la m em brana denom inada peroxidasa tiroidea (TPO), se oxida y se un e con los resi­ duos tiroxilos en la tiroglobulina. E sto ocasiona la produ c­ ció n de m onoyod otironina (M IT ) y diyodotironina (D IT ). Esta m ism a enzim a ayuda, tam bién, al acop lam iento de dos residuos tiroxilos para form ar triyodotironina (Tf) (un residuo M IT + un residuo D IT ) o tetrayodotironina ( T J (dos residuos de D IT ). Éstas son la dos form as activas de la horm ona tiroidea. E sta matriz de la tiroglobulina, con ram ificaciones que sostien en ahora T 4 y T 3 se alm acena en el nú cleo del folícu lo tiroideo. La horm ona estimulante de la tiroides (TSH) señala la célula folicular para ingerir una gota m icroscóp ica de coloide por end ocitosis. D entro de la célula folicular, estas gotas se digieren por lisosom as intracelu lares dentro de T 4, T 3y otros p rod u ctos .3 Luego la T 4 y T 3se secretan por la célula tiroides en la circulación (fig. 20- 1 ). La actividad de la horm ona tiroidea depende de la lo ca­ lización y el núm ero de átom os de yodo. Alrededor de 80% de T 4 se m etaboliza en T 3 (3 5 % ) o rT 3(4 5 % ). La deyodinació n del anillo exterior de T + (5'-d ey o d in ación ) conduce a la produ cción de 3 ,5 ,3 '-triy o d o tiro n in a (T ). La T 3tiene actividad m etabólica de tres a och o veces m ayor que T 4y a m enudo se le consid era la form a activa de la horm ona tiroidea, en tanto la T 4 es la “pre” horm on a (co n tiroglobulina com o la “prohorm on a”). Sin em bargo, la deyodin ación del anillo in tern o de T 4 origina la p rod u cción de reserva con inactividad m etabólica T 3 (rT 3) (fig. 2 0 -2 ). E xisten tres form as de 5'-deyodinasa. É l tipo l,5 '-d e y o dinasa, la m ás abundante, se encuentra de m anera pri­ m ordial en el hígado y en el riñ ón , y es responsable de

CAPÍTULO 20 ■ FUNCIÓN DE LA GLÁNDULA TIROIDES

Plasma

Célula folicular tiroidea

447

Coloide

!_

I1“ Yodo

Tirogiobulina

T4

nn w

#

FIGURA 20-1. Biosíntesis de la hormona tiroidea. La síntesis de la hormona tiroidea incluye los siguientes pasos: (1) yodo (I-) atrapado por células foliculares; (2) difusión de yodo al ápice de la célula y transporte en el coloide; (3) oxida­ ción del yodo inorgánico a yodo e incorporación deí yodo en los residuos de tiroxina dentro de moléculas de tiroglobulina en el coloide; (4) combinación de dos moléculas de diyodotiroxina (DIT) para formar tetrayodotironina (tiroxina, T4), o de monoyodotiroxina (MIT) con DIT para formar triyodotironina (T3); (5) captación de tirogiobulina a partir del coloide en la célula folicular por endocitosis, fusión de la tirogiobulina con un lisosoma y proteólisis y liberación de T4 y T3; (6) liberación de T4 y T3 en la circulación.

la con trib u ción m ás grande al depósito circulante de T 3 C iertos fárm acos (p. e j., propiltiou racil, glucocorticoides y propranolol) llegan a retardar la actividad de esta deyodinasa y se utilizan en el tratam iento de hipertiroidism o grave. E l tipo 2,5'-deyod inasa se encuentra en el cere­ bro y la hipófisis. Su fu n ció n es m antener constan tes las con cen tracio n es de T 3 en el sistem a nervioso central. Su actividad dism inuye cuando los valores circulantes de T + son elevados y se increm en ta cuando las concentracio nes son bajas. La actividad de las enzim as de deyodinación

proporciona otro nivel de con trol en la actividad de la hor­ m ona tiroidea d istinto al con trol hipotalám ico-hipofisario por m edio de la TRH y TSH (fig. 2 0 -2 ).1

Unión proteica de la horm ona tiroidea Cuando se libera en la circulación , sólo 0 .0 4 % de la T 4 y 0 .4 % de la T 3 no se u nen a proteínas y están disponibles para la actividad horm onal. Las tres principales proteí­ nas de u n ió n son, en orden de im portancia, la globulina

Hormona tiroidea Tiroxina (T4)

/=\ O H -/

/=\

NH:)

/ > ° “ <\

/>CH2- C H - ^

'

'

I

COOH

Monodeyodinasa

\

Hormona tiroidea inactiva 3,3,5-triyodotironina (rT3)

\ - \

0H

\\

/ )0

}

/

j

\

NH2

Y.

Hormona tiroidea activa 3,5,3-triyodotironina (T3) /

CO O H FIGURA 20-2.

/

/) ° \ \

0H 7

\

I

Metabolismo de la tiroxina.

I

\

NHp

/ CH2_CH CO O H

448

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

de unión a la tiroxina (GUT), la prealbúm ina de unión a la tiroxina (PAUT) y la albúm ina. La cantidad de T 4 y T 3

Hipotálamo

en la circu lació n depende en gran m edida de la cantidad de proteína de u n ió n disponible para transportar estas horm onas. P or ejem plo, las con cen tracio n es elevadas de estrógeno durante el em barazo con d u cen al increm en to de la p rod u cción de proteína de u n ió n a la tiroxina por par­ te del hígado. Los valores elevados de G U T enlazan más horm ona tiroidea, lo que origina con cen tracio n es elevadas de T 3y T 4 totales. E n el estado eutiroidea, las con cen tra­ cion es de la horm ona tiroidea libre activa perm anecen en el rango norm al. Puesto que es posible que la m ed ición de las con cen tracio n es de T 3 y T 4 libres evite la con fu ­ sión causada por los valores anorm ales de las proteínas de u n ión, las pruebas en las que se tom a en cuenta este h ech o constitu yen la elecció n de la actualidad para m edir las con cen tracio n es de la horm on a tiroidea.

Control de la función de la tiroides La clave para interpretar de m anera adecuada la prueba de la fu n ció n de la tiroides radica en la com p rensión del eje hipotalám ico-hipofisario-tiroideo. La fu n ció n de este eje es regular la p ro d u cción de la h orm on a tiroidea. La hor­ m ona lib erad ora de tirotropina (TRH) se sin tetiza p o r las neuronas de los nú cleos supraóptico y supraventricular del hipotálam o y se alm acena en la em in en cia m edia del hipotálam o. Cuando se secreta, esta h orm ona estim ula célu las de la hipófisis anterior para produ cir y lib erar tiro­ tropina (TSH). La TSH , a su vez, circu la a la glándula tiroi­ des e indu ce aum ento de la p ro d u cción y lib eración de la h orm ona tiroidea. Cuando el hipotálam o y la hipófisis perciben que existe una cantidad inadecuada de horm ona tiroidea en la circu lació n , se in crem en ta la secreció n de TR H y TSH , y se origina aum ento de la p ro d u cción de la h orm ona tiroidea. Si las co n cen tra cio n es de horm ona tiroid ea son elevadas, se in h ib irá la lib era ció n de TR H y TSH , lo que cond u ce a m en or p ro d u cción de la horm ona tiroidea. E ste ciclo de retroalim entación requiere que el hipotálam o, la hipófisis y la tiroides tengan fu n ció n n or­ m al, adem ás de ausencia de agentes que im iten la a cció n de la TSH (fig. 2 0 -3 ).

FIGURA 20-3.

Eje h ip o ta lá m ic o -h ip o fisa rio -tiro id e o . La h o rm o n a lib e­

rad o ra d e tiro tro p in a (T R H ) e stim u la la p ro d u cció n y lib eració n d e tiro tro ­ p in a (T S H ). La T S H e stim u la la g lá n d u la tiro id e s p ara sin te tiz a r y s e cre ta r h o rm o n a tiro id e a . La T 4 q u e se libera p o r la g lá n d u la tiro id e s se co n vie rte e n su m a y o r p a rte e n T 3 p o r el h íg ad o y el riñ ó n . La re tro a lim e n ta c ió n de T 3 y T 4 in h ib e la lib eració n d e T S H de m a n e ra d ire cta a tra v é s d e la a cció n e n la h ip ó fisis y d e fo rm a in d ire cta p o r d ism in u ció n d e la lib era ció n d e T R H a p a rtir del h ip o tá la m o . (M o d ific a d o d e S u rk s M l y S ie ve rt R, D ru g s a n d th yro id fu n c tio n , N En gl J M e d , 1 9 9 5 ;3 3 3 :1 6 8 8 .)

PRUEBAS PARA LA EVALUACIÓN DE LA TIROIDES Acciones de la horm ona tiroidea La horm ona tiroidea circula en el flujo sanguíneo. La T 3y T 4 libres están disponibles para viajar a través de la m em ­ brana celular. E n el citoplasm a, la T 4es deyodinada a T 3 la horm ona tiroidea activa. La T 3se com bin a con su receptor n u clear en los genes que responden a la h orm ona tiroidea, lo que cond u ce a la produ cción del m ensajero RNA y lu e­ go, a su vez, las proteínas que influyen en el m etabolism o y el desarrollo. Los efectos de la horm ona tiroidea in clu ­ yen el crecim iento del tejido, la m ad uración del cerebro, el aum ento en la produ cción de calor, el in crem en to en el consu m o de oxígeno, y la elevación de la cantidad de receptores |3-adrenérgicos. Desde el punto de vista clín i­ co, los pacientes con exceso de horm ona tiroidea (tiroto xico sis) tendrán síntom as de m etabolism o elevado. Los p acientes co n hipotiroidism o inform an síntom as de m eta­ b olism o bajo.

Pruebas sanguíneas TSH La prueba más útil para evaluar la función de la tiroides es la de la TSH. A través de los años, se desarrollaron tres genera­ ciones de análisis. Todos diagnostican hipotiroidism o prima­ rio (enfermedad de la glándula tiroides que conduce a baja producción de la horm ona tiroidea) con elevadas concen­ traciones de TSH. Los análisis inm unom étricos de TSH de segunda generación, con límites de detección de 0.1 mU/L, detectan de m anera efectiva el hipertiroidismo. Sin embargo, es m enos probable que las pruebas quim iolum inom étricas de TSH de tercera generación, con lím ites de detección de 0 .0 1 , proporcionen resultados falsos negativos. Además, dichas pruebas cuentan con mayor precisión para distinguir entre un paciente con hipertiroidismo y otro con eutiroidismo. Los análisis de TSH de segunda y tercera generaciones

CAPITULO 20 ■ FUNCIÓN DE LA GLÁNDULA TIROIDES

se utilizan de manera rutinaria para vigilar y ajustar la tera­ pia de reemplazo de la horm ona tiroidea, así com o para valo­ rar hipertiroidismo e hipotiroidism o .4 Nuestra confianza en estas pruebas dio lugar a un aum ento de nuevos diagnósti­ cos ante grados leves de disfunción tiroidea, a lo que se le denom ina enfermedad subclínica. E n el hipotiroidismo subclínico, la TSH muestra una elevación mínim a, en tanto la T 4 es normal. E n el hipertiroidismo subclínico, la TSH se suprime, en tanto la T 4 es normal. E l valor del análisis de TSH se basa en el hecho de que pequeños cam bios en las concentracio­ nes de T 4 libre (a m enudo dentro del rango norm al) inducen un im portante cambio recíproco en la cifra de TSH .5 T 4 y T3 séricos Por lo general, los valores séricos totales de T 4 y T 3 son por radioinmunoanálisis (RIA), análisis quim iolum inom étrico o técnica inm unom étrica similar. Debido a que más de 99.9% de la horm ona tiroidea se une a proteína, las alteraciones en las proteínas de unión a la horm ona tiroidea, sin relación con la enfermedad tiroidea, a menudo conducen a valores de T 3 total y T 4totales fuera del rango normal. Por esta razón, se rea­ lizan esfuerzos para desarrollar análisis que midan la T 4 y T 3 libres, las formas con actividad biológica de la horm ona tiroi­ dea .6 Por desgracia, los equipos disponibles en la actualidad tienen lim itaciones en la m edición de las concentraciones de T 4libre. Es decir, muestran dificultad para proporcionar valo­ res precisos de T 4libre a través de todas las anormalidades de proteínas de unión conocidas .7 A pesar de estas desventajas, los equipos de T 4 libre reemplazaron las determ inaciones de T . total en el ámbito clínico, debido a su facilidad de interpretación y m enor costo de procesamiento. Sin embargo, los equipos que sirven para calcular las concentraciones de T 3 libre tam bién cuentan con desventajas teóricas puesto que su utilidad clínica aún está por definirse con claridad.

Tiroglobulina La tiroglobulina es sintetizada y secretada de manera exclu­ siva por las células foliculares tiroideas. Esta prohorm ona en la circulación demuestra la presencia de tejido tiroideo resi­ dual, sea benigno o maligno. Este hecho hace que la tirog­ lobulina sea un indicador ideal de tum or para pacientes con cáncer de la tiroides. Los pacientes con cáncer de la tiroides bien establecido, que recibieron tratamiento de manera exi­ tosa con cirugía y ablación con yodo radiactivo, tal vez pre­ senten concentraciones indetectables de tiroglobulina. En la actualidad, la tiroglobulina se mide por m étodos de radioinm unoanálisis (RIA) de doble anticuerpo, inm unoanálisis ligado a enzim as (ELISA, por sus siglas en inglés), análisis inm unorradiom étrico (IRM A, por sus siglas en inglés) y análisis inm unoquim iolum iniscente (ICM A, por sus siglas en inglés). La precisión del análisis de tiroglobu­ lina depende sobre todo de la especificidad del anticuerpo utilizado y la ausencia de autoanticuerpos antitiroglobu-

449

lina. Incluso con análisis m odernos, los autoanticuerpos antitiroglobulina conducen a resultados de tiroglobulina poco confiables. Por esta razón, resulta de im portancia crí­ tica la valoración de anticuerpos siem pre que se m ida la tiroglobulina. Si están presentes anticuerpos, el valor del análisis de tiroglobulina es m arginal. Alrededor de 25% de los pacientes con cáncer tiroideo bien establecido presenta­ rán autoanticuerpos antitiroglobulina. Esto es alrededor de dos veces más elevado que en la población general. Cuan­ do a un paciente con cáncer tiroideo b ien diferenciado y autoanticuerpos antitiroglobulina se le trata de m anera exi­ tosa con cirugía y ablación con yodo radioactivo, se espera que los autoanticuerpos desaparezcan con el tiem po .4

A utoinm unidad d e la tiroides M uchas enfermedades de la glándula tiroides se relacionan con procesos autoinm unitarios. E n la enfermedad de la tiroides autoinm unitaria, los anticuerpos se dirigen al tejido tiroideo con respuestas variables. La causa más frecuente de hipertiroidismo es una enfermedad autoinm unitaria deno­ minada enfermedad de Graves. El anticuerpo de este trastor­ no se dirige al receptor de TSH y estimula al receptor, lo que origina el crecim iento de la glándula tiroides y la producción de cantidades excesivas de horm ona tiroidea. Es posible diag­ nosticar esta afección con pruebas que detectan anticuerpos en el receptor de la TSH. E n los anticuerpos estimuladores de la tiroides (TSAb, TSI) se utiliza un bioanálisis para deter­ m inar la presencia de hipertiroidismo autoinm unitario. Las pruebas para los anticuerpos del receptor de la TSH (TRAb, TSHR-Ab) detectan el anticuerpo del receptor de la TSH sea que actúen para estimular o bloquear el receptor de la TSH. Am bos tipos de análisis con anticuerpos serán positivos en 7 0 a 100% de los pacientes con enfermedad de Graves. La tiroiditis linfocítica crónica se encuentra en el otro extre­ m o del proceso autoinm unitario. Se trata de la causa más frecuente de hipotiroidismo en el m undo desarrollado. En este trastorno, los anticuerpos propician el descenso de la producción de la horm ona tiroidea por la glándula tiroides. La m ejor prueba para esta afección es el anticuerpo de la peroxidasa tiroidea, que se encuentra presente en 10 a 15% de la población general, y en 8 0 a 99% de los pacientes con hipotiroidism o autoinm unitario (cuadro 20- 1 ).

OTROS INSTRUMENTOS PARA LA EVALUACION DE LA TIROIDES Evaluación por m edicina nuclear El yodo radiactivo es útil en la evaluación de la actividad m etabólica del tejido de la tiroides y contribuye a la evalua­ ción y el tratamiento del cáncer de la tiroides. Cuando el yodo radiactivo se administra de manera oral, la glándula tiroides capta un porcentaje de la dosis. A este porcentaje se le deno­ m ina captación de yodo radiactivo (CYRA). La captación ele­

CUADRO 20-1. PREVALENCIA DE LOS ANTICUERPOS DE LA TIROIDES ANTICUERPO

POB L A C I Ó N G E N E R A L

E N F E R M E D A D DE G R A V E S

HIPOTIROIDISMO A U T O I N M U N I T A R I O

Antiglobulina

3%

12 a 3 0 %

3 5 a 60%

Peroxidasa tiroidea (antes, anticromosómica)

10 a 15%

45 a 80 %

8 0 a 99%

Receptor anti-TSH

1 a 2%

70 a 100%

6 a 60%

450

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

vada sugiere que la glándula presenta actividad metabólica y produce cantidades importantes de horm ona tiroidea. La cap­ tación baja sugiere que la glándula tiene inactividad m etabó­ lica. Debido a que la TSH estimula la captación de yodo por la glándula tiroides, es importante interpretar la tomografía en conjunción con esta prueba de la función de la tiroides. Una TSH indetectable debe suprimir la captación de yodo por parte de la glándula tiroides. Cuando la captación es ele­ vada, con una TSH indetectable, la tiroides actúa de manera autónom a (sin tomar en cuenta el sistema de retroalimenta­ ción habitual) o a través de un sustituto de la TSH. En el caso de la enfermedad de Graves, una inm unoglobulina activa el receptor de la TSH sobre la glándula tiroides, lo que conduce a índices elevados de producción de la horm ona tiroidea y CYRA elevada. La concentración alta de horm ona tiroidea en la circulación se retroalimenta en la hipófisis y el hipotálamo, lo que suprime la TSH. Por desgracia, esto no tiene efecto en la inm unoglobulina estimulante de la tiroides (sustituto de la TSH ). Si la TSH es indetectable con captación baja de yodo radiactivo, el diagnostico diferencial incluye ingestión oral excesiva de horm ona tiroidea, consum o elevado de yodo o un trastorno en el que la horm ona tiroidea almacenada se está fugando de la glándula tiroides (por lo general a partir de una causa de tiroiditis subaguda). E l yodo radiactivo es útil, tam bién, en la evaluación de los nodulos tiroideos seleccionados. Es poco probable que los nodulos de la tiroides que captan cantidades im portantes de yodo radiactivo en las tomografías de la tiroides (nodu­ los calientes) representen cáncer tiroideo. Por desgracia, lo opuesto no contiene la verdad. La m ayor parte de los nodu­ los tiroideos son fríos o indeterm inados en la tom ografía de la tiroides e incluso la m ayor parte son benignos.

Ultrasonido de la tiroides Los ultrasonid os de la tiroides se volvieron más im por­ tantes en las valoraciones de la anatom ía de la tiroides y en la d eterm inación de las características de cualquier anorm alidad palpable de la tiroides. Los ultrasonid os de la tiroides sirven para detectar pequeños nodulos tiroideos, a m enudo sin im portancia desde el punto de vista clín i­ co. E n hasta 50% de las glándulas tiroideas norm ales, se observan nodulos tiroideos pequeños (< 1 cm ).

Aspiración con aguja fina La biopsia de la tiroides por aspiración con aguja fina (AAF) a m enudo constituye el prim er paso y es el instrum ento m ás preciso en la evaluación de los nodulos tiroides. E l uso rutinario de la biopsia por AAF perm ite la identificación y el tratam iento oportunos de m alignidades tiroideas y evita cirugías innecesarias en la m ayoría de los pacientes con lesiones benignas de la tiroides. E n este procedim iento, se coloca a los pacientes agujas de calibre pequeño insertadas en los nodulos, en tanto las células se aspiran para evalua­ ció n citológica.

TRASTORNOS DE LA TIROIDES

por una con cen tració n b aja de T 4 libre (en hipotiroidism o prim ario o cen tral) o TSH elevada (en hipotiroid ism o p ri­ m ario ), o am bas. Los síntom as de hipotiroidism o varían, lo que depende del grado de hipotiroid ism o y de la velo­ cidad de su desarrollo (cuadro 2 0 -2 ). Cuando la horm ona tiroidea dism inuye en gran m edida, se inform an síntom as de intolerancia al frío, fatiga, piel seca, estreñim iento, ronquera, disnea en el ejercicio, disfu nción cognoscitiva, pérdida de cabello y aum ento de peso. E n el exam en físi­ co, es posible que los pacientes con hipotiroid ism o grave presen ten tem peratura corporal b aja, m ovim ientos lentos, bradicardia, retraso en la fase de relajació n de los refle­ jo s del tend ón profundo, d ecoloración am arilla de la piel (debido a la hipercarotenem ia), pérdida de cabello, hiper­ ten sió n d iastólica, efusiones pleurales y pericárdicas, irre­ gularidades m enstruales e hin ch azón periorbital. El hipotiroidism o conduce a varias anorm alidades. En presencia de concentraciones inapropiadas de horm ona antidiurética, tal vez ocasione hiponatrem ia .9 Además, el hipotiroidism o im portante llega a producir m iopatía y cifras elevadas de creatina fosfocinasa (C P K ).10 Tam bién se observa anem ia en el hipotiroidism o .11 La etiología de la anem ia es resultado de la demanda mas baja en la capa­ cidad de transporte de oxígeno o bien a través de anemia perniciosa autoinm unitaria asociada. Asim ism o, es posible que el hipotiroidism o conduzca a hiperlipidem ia ,12 en espe­ cial cuando la TSH es m ayor a 10 mU/L. E n u n estudio se docum entó que el 4 .2 % de los pacientes con hiperlipidem ia padecía hipotiroidism o .13 En otro estudio se inform ó que más de la m itad de los pacientes con hipotiroidism o pade-

CUADRO 20-2. SÍNTOMAS Y SIGNOS DEL HIPOTIROIDISMO SÍNTOMAS

SIGNOS

Intolerancia al frío

Movimientos y lenguaje lentos

Disnea en el ejercicio

Retraso en la relajación de los reflejos del tendón

Aum ento de peso

Bradicardia

Disfunción cognoscitiva

Carotenemia

Retardo mental (niños)

Piel tosca

Estreñimiento

Cara hinchada y pérdida de cejas

Falta de crecimiento

Edema periorbital

Piel seca

Agrandam iento de la lengua

Ronquera

Hipertensión diastólica

Edema

Efusiones pleurales y pericárdicas

Mialgia y parestesia

Ascitis

Depresión

Galactorrea

Menorragia

Hipotiroidism o

Artralgia

U na de las enferm edades m ás frecuentes de la glándula tiroides es el hipotiroidism o. Este trastorno se diagnostica

Retraso puberal

CAPÍTULO 20 ■ FUNCIÓN DE LA GLÁNDULA TIROIDES

E S T U D IO D E C A S O 20-1 Una m u jer de 2 4 años de edad presenta dos m eses de posparto co n síntom as de hipertiroidism o. No se observa evidencia de oftalm opatía de Graves. Su co n cen tració n de TSH es indetectable y la T 4 libre está dos veces por arriba del lím ite superior norm al.

Preguntas 1. ¿C u áles so n las p o sib les cau sas de su tiro to x i­ co sis? 2. ¿C uáles pruebas serán útiles para determ inar la causa de la tirotoxicosis?

cían hipercolesterolem ia. E n todos los trastornos ya m en­ cionados (hiponatrem ia, concentraciones elevadas de CPK inexplicables, anem ia, hiperlipidem ia), es prudente evaluar la presencia de hipotiroidism o com o causa secundaria. Es posible clasificar al hipotiroidism o en enferm edad prim aria, secundaria o terciaria, de acuerdo a si el defecto se localiza en la glándula tiroides, la hipófisis, el hipotá­ lam o, respectivam ente (cuadro 2 0 -3 ). E n países desarro­ llados, la causa m ás frecuente de hipotiroidism o es por tiroiditis lin focítica crónica, o tiroiditis de H ashim oto. Ésta es una enferm edad autoinm unitaria de la glándula tiroi­ des, que a m enudo se le relaciona con el agrandam iento de la glándula tiroides (b o cio ). E l exam en del anticuerpo P O T será positivo en 8 0 a 99 % de pacientes con tiroiditis lin focítica crónica. O tras causas frecuentes de hipotiroi­ dism o inclu yen deficiencia de yodo, cirugía de la tiroides y tratam iento con yodo radiactivo. C iertos fárm acos lle­ gan a causar hipotiroidism o (cuadro 2 0 -3 ). E n ocasiones, los pacientes experim entaran hipotiroid ism o tran sitorio relacionado con inflam ación de la glándula tiroides. Entre los ejem plos de hipotiroidism o transitorio se encuentran recu p eración de enferm edad n o tiroidea y de la fase hipotiroidea de una de las form as de tiroiditis subaguda (dolorosa, posparto y sin dolor).

451

E l hipotiroid ism o es frecuente: 5 a 15% de m ujeres m ayores de 6 5 años de edad lo presentan. Por esta razón, varias organizaciones recom iendan evaluaciones periódi­ cas rutinarias de la fu n ción de la tiroides en m u jeres .1413 El hipotiroid ism o se trata co n terapia de reem plazo de la horm ona tiroidea. La levotiroxina (T 4) es el tratam iento de elección. E n el hipotiroidism o prim ario, el objetivo de la terapia es lograr una TSH normal. Cuando el hipotiroi­ dismo es de origen hipofisario o hipotalámico (hipotiroidis­ m o secundario o terciario), las concentraciones de TSH no serán útiles en el control del trastorno y una concentración m edia norm al de T 4 se vuelve el objetivo de la terapia. La levotiroxina tiene una vida m edia de alrededor de siete días. Cuando las dosis de la horm on a tiroidea se cam bian, es im portante esperar cuando m enos cin co vidas medias antes de reverificar las pruebas de la función de la tiroides para lograr un nuevo estado estable.

Tirotoxicosis La tiroto xicosis es un com plejo de hallazgos que se produ­ cen cuando el tejid o periférico está presente co n exceso de horm ona tiroidea y responde a él. La tiroto xicosis se origi­ na por ingesta excesiva de horm on a tiroidea, pérdida de la horm ona tiroidea alm acenada de la reserva de los folícu los tiroideos o produ cción excesiva de la glándula tiroides de la horm ona tiroidea. A esta últim a form a de tiro to xico ­ sis se le denom ina hipertiroidismo. Las m anifestaciones de tiroto xicosis varían, lo que depende del grado de elevación de la horm ona tiroidea y del estado del paciente. Por lo general, los síntom as inclu yen ansiedad; fragilidad em o­ cional; debilidad; tem blor; palpitaciones; intolerancia al calor; aum ento de la tran spiración; y pérdida de peso, a pesar de apetito norm al o m ayor (cuadro 2 0 -4 ).

Enferm edad de Graves La enferm edad de G raves es la causa m ás frecu ente de tirotoxicosis. Se trata de un trastorno autoinm unitario en el que se produ cen anticuerpos que activan el receptor de TSH. Las características de la enferm edad de Graves in clu yen tiroto xicosis, b o cio , oftalm opatía (cam bios en

CUADRO 20-3. ETIOLOGÍA DEL HIPOTIROIDISMO

Primaria

TRASTORNO

COMENTARIOS

Tiroiditis linfocítica crónica

TPOAb o TgAb son positivos en 80 a 99% de los pacientes Los antecedentes son clave para el diagnóstico

Tiroides de yodo radiactivo para bocio tóxico Tiroidectomía subtotal para bocio tóxico Ingesta excesiva de yodo Tiroiditis subaguda (con dolor, sin dolor o posparto)

Los antecedentes y el examen físico (cicatriz del cuello) son claves para el diagnóstico Los antecedentes y el yodo urinario son útiles para el diagnóstico El hipotiroidismo por lo general es transitorio

Secundaria

Hipopituitarismo

Causado por adenoma hipofisario, terapia de radia­ ción hipofisaria o destrucción hipofisaria.

Terciaria

Disfunción hipotalámica

Raro

452

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

CUADRO 20-4. SÍNTOMAS Y SIGNOS DE LA TIROTOXICOSIS SINTOMAS

SIGNOS

Nerviosismo, irritabilidad, inquietud, reducción del periodo de atención, problemas de conducta

Taquicardia

Temblor

Temblor fino

Palpitaciones

Piel caliente, húmeda, sonrojada, lisa

Fatiga o debilidad, disminución en la tolerancia al ejercicio

Retraso en el parpadeo, hendiduras palpebrales ensanchadas

Pérdida de peso con buen apetito

Agrandam iento de la tiroides

Hiperdefecación

Reflejos rápidos

Intolerancia al calor y transpiración

Debilidad muscular, atrofia

Cambio menstrual; por lo general oligomenorrea

Dermopatía (enferm edad de Graves)

Masa en el cuello

Oftalm opatía (enfermedad de Graves)

Prominencia de ojos Debilidad muscular

los ojos relacionad os con inflam ación e in filtración del tejido periorbital) y derm opatía (cam bios en la piel en las extrem idades inferiores que tien en una textura de cásca­ ra de n aran ja). E xiste una fuerte d isposición fam iliar para la enferm edad de Graves: 15% de los pacientes tendrá un pariente cercano con este trastorno. Es cin co veces más probable que las m ujeres desarrollen este trastorno que los hom bres. P or lo general, en las pruebas de laboratorio se docum entará una con cen tració n elevada de T 4 y T 3libres, asi com o TSH indetectable. Los anticuerpos receptores de T SI y TSH suelen se positivos en esta enferm edad. La CYRA será elevada, en tanto la tom ografía de la tiroides m ostrará cap tación difusa (cuadro 2 0 -5 ). La oftalm opatía de Graves tal vez resulte bastante proble­ m ática .16 Alrededor de 2 0 a 25% de los pacientes con hiper­ tiroidism o de Graves presentan oftalm opatía de Graves obvia desde el punto de vista clínico. Con pruebas más sen­

ES T U D IO D E C A S O 20-2 A una m ujer de 67 años de edad se le prescribe trata­ miento para hiperlipidemia. Su colesterol y triglicéridos son elevados, a pesar del tratamiento con medicamen­ tos reductores de lípidos. Se observa que padece pérdi­ da de cabello (porta una peluca) y ronquera en su voz. Se queja de intolerancia al frío y fatiga.

Preguntas 1. ¿Q ué estudio sería ú til para valorar la enferm e­ dad tiroidea? 2. ¿Q ué tratam iento recom endaría? 3. ¿Q ué otras anorm alidades de laboratorio son fre­ cu entes en pacientes con hipotiroid ism o, adem ás de hiperlipidem ia y pruebas de fu nción tiroidea anorm al?

sibles, com o la tomografía por com putadora (T C ) orbital o las imágenes de resonancia m agnética (IR M ), la mayoría de los pacientes con hipertiroidism o de Graves tienen oftalm o­ patía .17 Entre los hallazgos de la oftalm opatía de Graves se encuentran inflam ación de tejido blando orbital, inyección de la conjuntiva, proptosis (protrusión frontal del ojo, secu n­ daria a la infiltración de m úsculos y grasa retroorbitales), visión doble (secundaria a la afección del m úsculo orbital y fibrosis) y enfermedad de la córnea (a m enudo relacionada con dificultad para cerrar los párpados). E l tratam iento de la oftalm opatía de Graves es controversia! E n ocasiones, los pacientes requieren descom presión quirúrgica de las órbitas para prevenir daño al nervio óptico y ceguera. La enferm edad de la tiroides relacionada con enferm edad de Graves es tratada con m edicam entos, yodo radiactivo o cirugía. Al principio, la mayoría de los pacien tes tirotóxicos reciben tratam iento con (3-bloqueadores para controlar los síntom as del exceso adrenérgico, com o tem blor y taquicar­ dia. Es posible agregar propiltiouracilo (P T U ) o m etim azol (M M I) para inhib ir la biosíntesis y secreción de la horm ona tiroidea .18 Además, estos m edicam entos presentan efectos inm unom odulatorios en la enferm edad autoinm unitaria subyacente, lo que ayuda a prom over la rem isión del tras­ torno después de varios m eses de terapia. E n Estados U ni­ dos, los índices de rem isión a largo plazo varían, pero por lo general se encuentran entre 2 0 y 50% . Al parecer es más probable que se logre rem isión en m ujeres que en hom ­ bres. Del m ism o m odo, los pacientes co n b ocios pequeños e hipertiroidism o leve tienen m ás probabilidad de lograr la rem isión. E l yodo dietético b ajo aum enta la posibilidad de perm anencia de la rem isión a largo plazo. Los pacientes que experim entan dicha rem isión no requieren terapia con reem plazo de la horm ona tiroidea. Cuando se utiliza yodo radiactivo o cirugía, el objetivo es destruir o elim inar suficiente tejid o tiroideo para que el pacien te se vuelva hipotiroideo. P or lo general se requiere tratam iento subsigu iente de por vida con terapia de reem ­ plazo de la horm ona tiroidea. La terapia con yodo rad iac­

CAPÍTULO 20 ■ FUNCIÓN DE LA GLÁNDULA TIROIDES

453

C U A D R O 2 0 -5 . TRASTORNOS RELACIONADOS CON LA TIROTOXICOSIS MECANISMO

Hipertiroidismo

CAPTACIÓN DE

OTRAS PRUEBAS

YODO RADIACTIVO

IMPORTANTES PARA

(CYRA)

EL DIAGNÓSTICO

TRAb, TSI positivo Imagen en tom ografía tiroidea Imagen en tom ografía tiroidea Imagen en tom ografía tiroidea

TRASTORNO

PATOGÉNICO

Enfermedad de Graves

Anticuerpos receptores de TSH Tumor benigno

Disminuido

Aum entado

Disminuido

Aum entado

Focos de autonomía funcional Tumor hipofisario secretor de TSH

Disminuido

Aum entado

Elevado de manera inapropiada

Aum entado

IRM de hipófisis

Pérdida de hormona tiroidea Pérdida de hormona tiroidea, base autoinm unitaria Hormona en alimentos o medicamentos Metástasis funcional del tum or tiroideo; estruma ovárico

Disminuido

Disminuido

Tg elevada de manera inapropiada

Disminuido

Disminuido

Anticuerpos de POT por lo general elevados

Disminuido

Disminuido

Disminuido

Disminuido

Adenoma tóxico Bocio multinodular tóxico Estados de exceso de TSH Sin hipertiroidismo

NIVEL DE TSH

Tiroiditis dolorosa Tiroiditis posparto

Ingestión de hormona Tejido tiroideo ectópico

tivo se ha utilizado para el tratam iento de la enferm edad de Graves durante más de 5 0 años, y suele ser segura y efectiva. La cirugía está relacionada con riesgo de lesión del nervio laríngeo recurren te, lo que ocasiona ronquera perm anente o lesión a las glándulas paratiroides, o ambas, con lo que se origina hipocalcem ia secundaria a hipopa­ ratiroidism o. E xisten dos situaciones en la enferm edad de Graves en las que se prefiere la cirugía sobre otras form as de terapia. Si hay preocu pación de que el p acien te padezca cáncer tiroideo adem ás de enferm edad de Graves, la ciru ­ gía constituye la m ejo r m anera de asegurar la elim inación del cáncer potencial. En pacientes con oftalm opatía grave, algunos expertos en el con trol de la enferm edad de G ra­ ves prefieren la cirugía debido a la preocu pación de que el tratam iento con yodo radiactivo cause u n destello agudo relacionado con problem as del ojo.

A denom as tóxicos y bocios m ultinodulares Los adenomas tóxicos y bocios multinodulares son dos cau­ sas relativamente frecuentes de hipertiroidismo. Estos tras­ tornos se originan por tejido tiroideo de función autónoma. No se requieren TSH ni inm unoglobulina estim ulante del receptor de TSH para estimular la producción de la hor­ m ona tiroidea. En algunos nodulos tóxicos, se identifican m utaciones. Estas m utaciones tienen el m ism o efecto que la estim ulación crónica del receptor de la TSH en la produc­ ción de la horm ona tiroidea. Desde el punto de vista clínico, en pacientes con hipertiroidismo están presentes adenomas tóxicos y un nodulo tiroideo palpable. E n la tomografía de

Tomografía de la tiroides

la tiroides, los nodulos son “calientes”, es decir, captan yodo radiactivo con avidez. Además, la captación de yodo radiac­ tivo es elevada de manera inapropiada para el nivel suprim i­ do de la TSH. E n bocios multinodulares tóxicos, hay varias áreas dentro de la glándula tiroides que producen de manera autónom a horm ona tiroidea. E l tratam iento para estos dos trastornos incluye cirugía, yodo radiactivo o m edicam en­ tos (M M I o PTU ). Aunque es posible que los m edicam en­ tos bloqueen la producción de horm ona tiroidea en estos pacientes, no se espera que conduzcan a la rem isión de estos dos trastornos. A menudo, los nodulos tóxicos producen tanta horm ona tiroidea que el resto de la glándula tiroidea está suprimida e inactiva desde el punto de vista metabólico. Cuando se administra yodo radiactivo, éste tiende a destruir sólo las porciones hiperactivas (autónom as) de la glándula tiroidea, lo que deja sin daño el tejido tiroideo norm al (supri­ m ido). Los pacientes que reciben este tipo de tratamiento a m enudo quedan con función norm al de la tiroides sin nece­ sidad de terapia de reemplazo de la horm ona tiroidea.

DISFUNCIÓN DE LA TIROIDES INDUCIDA POR FÁRM ACOS Enferm edad de la tiroides inducida por am iodarona Varios fárm acos, com o el PTU y m etim azol, afectan la fu n­ ción tiroidea. La am iodarona, utilizada para tratar arritm ias cardíacas, es uno de estos fárm acos .19 Es soluble en grasa y, por tanto, tiene una larga vida m edia (5 0 días) en el cuerpo.

454

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

El h echo de que 37% del peso m olecular de la amiodarona sea yodo explica una parte im portante de la disfunción tiroidea observada. E l yodo, cuando se adm inistra en dosis grandes, cond u ce de m anera sutil a la in h ib ición de la produ cción de la horm ona tiroidea. A esto se le denom i­ na efecto de W olff-Chaikoff. La am iodarona tam bién b lo ­ quea la conversión de T + a T 3 La com binación de estas dos acciones produce hipotiroidism o en 8 a 20% de los pacien­ tes en terapia crónica. Además, la am iodarona origina hipertiroidism o en 3% de los pacientes tratados de m anera crónica con esta m edicación. Ciertos pacientes desarrollan hipertiroidism o a medida que eluden el efecto de W olffC h aikoff y utilizan el exceso de yodo para la produ cción de la glándula tiroides. Otros desarrollan hipertiroidism o si la m ed icación conduce a inflam ación de la glándula tiroides (tiroiditis subaguda) y pérdida subsiguiente de la horm ona tiroidea alm acenada en la circulación.

Tiroiditis subaguda Varios trastornos ocasionan cam bios transitorios en las con cen tracio n es de la horm ona tiroidea .20Estos trastornos están relacionados con inflam ación de la glándula tiroides, pérdida de la horm ona tiroidea alm acenada y reparación p o sterior de la glándula. Aunque la nom enclatu ra varía entre autores, donde algunos agrupan ju n ta s a la tiroiditis posp arto, no dolorosa y dolorosa com o form as de tiro id i­ tis subaguda, se trata de uno de los esquem as de clasifica­ ció n más sen cillos. Estos trastornos a m enudo se vinculan con una fase tirotóxica cuando se pierde horm ona tiroidea de la circulación, con una fase hipotiroidea cuando la glándula tiroides se repara por sí misma y con una fase eutiroidea cu an­ do la glándula es reparada. E stas fases llegan a durar de sem anas a m eses. La tiroiditis posparto es la form a m ás frecuente de tiroi­ ditis subcutánea. O curre en 3 a 16% de las m u jeres pos­ p arto .21 Se relaciona en gran medida con los anticuerpos P O T y la tiroiditis lin focltica crónica. Los pacientes quizá experim enten tirotoxicosis seguida por hipotiroid ism o o sólo hipotiroidism o o hipertiroidism o. P or lo general, las con cen tracio n es de horm ona tiroidea regresan a lo n or­ m al después de varios m eses; sin em bargo, durante cuatro años después del parto, 25 a 50% de las pacien tes presenta hipotiroid ism o persistente o b o cio , o am b os .22 D urante la fase tirotóxica, es posible utilizar (3-bloqueadores si es que el tratam iento es necesario. D urante la fase hipotiroidea, se puede adm inistrar la terapia de reem plazo de la hor­ m ona tiroidea, por lo general durante tres a seis m eses, a m enos que evolucione el hipotiroidism o perm anente. La fase tirotó xica de este trastorno, así com o otras for­ m as de tiroiditis subaguda, se distingue de la enferm edad de Graves por una CYRA b aja y ausencia de anticuerpos receptores de T SI o TSH. La tiroiditis indolora o lin focítica subaguda com parte m uchas características de la tiroiditis posparto, excepto que no hay em barazo asociado. La tiroiditis dolorosa, tam bién denom inada granulo m a­

tosa subaguda, tiroiditis no supurativa subaguda o tiroiditis de Quervain, se caracteriza por dolor del cu ello , fiebre de b ajo grado, m ialgia, b ocio difuso delicado y oscilaciones

en pruebas de la fu n ción de la tiroides (co m o ya se ana­ lizó ). Se piensa que las infecciones virales desencadenan este trastorno. Por lo general, los anticuerpos PO T están ausentes; el índ ice de sed im entación eritrocita y las co n ­ centraciones de tiroglobulina a m enudo son elevadas.

ENFERM EDAD NO TIROIDEA Los pacien tes hospitalizados, en especial aquellos con enferm edad crítica, a m enudo presentan anorm alidades en sus pruebas de la fu nción tiroidea. P or lo general, el patrón de laboratorio consta de T , F T 4 y (algunas veces) TSH bajas. D ebido a que la enferm edad dism inuye la acti­ vidad de la 5'-m onodeyod inasa, se convierte m enos T 4 a T 3 activa. E sto cond u ce a red ucción de las co n cen tracio ­ nes de T 3 y m ayores valores de T 3 inversa. Al parecer tam ­ bién hay un elem ento de hipotiroidism o central y cam bios de u n ión de la horm ona tiroidea relacionados con enfer­ m edad grave. Se cree que m u chos de estos cam bios son una adaptación apropiada a la enferm edad, y la terapia de reem plazo de la horm ona tiroidea no está indicada.

NODULOS TORO IDEOS Los nodulos tiroideos son com unes. E n clínica, los nod u­ los tiroideos evidentes están presentes en 6.4 % de m u je­ res adultas y en 1.5% de hom bres adultos, de acuerdo con los datos de F ram ingham .23 C on el ultrasonido tiroideo se localizan nodulos tiroideos insospechados en 2 0 a 45% de las m u jeres, y 17 a 25% de los h om bres .24 La p rin ci­ pal preocupación con los nodulos tiroideos es que tal vez representan un cáncer tiroideo. Por fortuna, sólo en 5 a 9% de los nodulos tiroideos se dem uestra que se trata de cán cer tiroideo. La aspiración con aguja fina (A A F) de estos nod u los, con exam en citológ ico del aspirado, se ha vuelto una práctica rutinaria para ayudar a diferenciar los nodulos que requieren extirpación quirúrgica de aquellos que no la n ecesitan .23

RESUMEN La glándula tiroides es responsable de la p rod u cción de la horm ona tiroidea. Se producen dos tipos de horm onas tiroideas con actividad m etabólica: la T 4 y T y La m ayor parte de la T 4 liberada por la glándula tiroides se co n ­ vierte en la periferia a T 3 con actividad m etabólica. Estas horm onas son críticas en la regulación del m etabolism o corporal, el desarrollo neurológico y otras num erosas fu nciones corporales. La deficiencia de la horm ona tiroi­ dea es frecuente, y por lo general se diagnostica co n una TSH elevada en pruebas de laboratorio. Los pacientes con este trastorno a m enudo presentan síntom as relacionados con un m etabolism o lento. La tiroto xicosis es resultado del exceso de horm ona tiroidea. Desde el punto de vis­ ta clín ico , los pacientes con este trastorno tien en valores indetectables de TSH y cifras elevadas de T 3 y T 4libre. Las afeccion es tiroideas tienden a ser m uy tratables. Es im por­ tante estar fam iliarizado con los síntom as, las pruebas de diagnóstico y los algoritm os de tratam iento de la enferm e­ dad tiroidea.

CAPITULO 20 ■ FUNCIÓN DE LA GLÁNDULA TIROIDES

P R E G U N T A S

DE

455

R E P A S O

1. Todas las siguientes afirm aciones sobre el yodo son verdaderas, E X C E PT O : a) La deficiencia de yodo es una de las causas más frecuentes de hipotiroidism o en el m undo. b) La T 4 tiene cuatro m oléculas de yodo. c) E l tratam iento con yodo radiactivo de la enferm e­ dad de Graves es efectivo en m enos de 4 0 % de los pacientes tratados con este agente. d) La captación de yodo radiactivo a m enudo es útil en la d eterm inación de la causa de tiro toxicosis.

6 . U na m u jer de 3 4 años de edad presenta b o cio , taqui­

2. E l feto: a) Es dependiente de la horm ona tiroidea para el desarrollo neurológico norm al. b) No desarrolla la glándula tiroides hasta el tercer trim estre. c) No es susceptible de daño por terapia de yodo radiactivo proporcionada a la madre. d) N acerá co n hipotiroidism o en alrededor de 1 de cada 4 0 0 nacim ientos en países desarrollados.

7. U na m u jer de 6 5 años de edad presenta fatiga, hip o­ term ia, efusiones pericárdicas y pérdida de cabello. E n las pruebas de fu n ció n de la tiroides se m uestra una TSH bastante elevada y una T 4 libre baja. Todas las siguientes anorm alidades de pruebas de labora­ torio se relacionan co n su enferm edad subyacente, EXCEPTO : a) C o n cen tración elevada de colesterol. b) Anemia. c ) C oncentraciones elevadas de CPK. d) W B C elevada.

3. La glándula tiroides: a) Es una tram pa de yodo ineficaz. b) D epende de la peroxidasa tiroidea (P O T ) para perm itir la yod inación de los residuos de tirosil para producir M IT y DIT. c) Depende la peroxidasa tiroidea (P O T ) para per­ m itir la unión de dos residuos de D IT para form ar

cardia, y perdida de peso de dos m eses de duración. La TSH es in detectable y la T 4 libre es elevada. Todas las siguientes pruebas son útiles en el diagnóstico de la causa del hipertiroidism o, E X C E P T O : a) A nticuerpos receptores de TSH. b) CYRA. c ) Biopsia por aspiración con aguja fina de la glán­ dula tiroides. d) TSH.

8 . U n hom bre de 2 6 años de edad presenta un nodulo de 3 cm en el lóbu lo derecho y una TSH norm al. ¿Cuál es la próxim a prueba que debe realizarse? a ) AAF del nodulo. b) Valor de T + libre. c ) U ltrasonido de la tiroides. d) Tom ografía de la tiroides.

t 3-

d) Por lo general funciona de m anera independiente con los valores de TSH. 4. La glándula tiroides produce todas las siguientes, EXC EPTO : a) TSH. b) Tirogiobulina.

5.

Por lo general, el hipotiroidism o se relaciona con todos los siguientes, E X C E P T O : a) A um ento de peso. b) Elevación de las con cen tracio n es de TSH. c) A nticuerpos POT. d) A nticuerpos receptores de TSH.

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9. Las siguientes son op ciones de tratam iento para hipertiroidism o relacionado con enferm edad de G ra­ ves, E X C E P T O : a) PTU . b) p-bloqueadores. c ) Yodo radiactivo. d) H orm ona tiroidea. 10.

Todas las siguientes anorm alidades se esperan en un pacien te con enferm edad grave, E X C E P T O : a) T 4baja. b) T 3 baja. c ) TSH baja. d) T 3 inversa baja.

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456

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

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Función paratiroidea y control de la homeostasis del calcio Thomas P. Knecht y Lauren E. Knecht C O N T E N I D O

21

D E L C A P Í T U L O

■ HOMEOSTASIS DEL CALCIO Control hormonal del metabolismo del calcio ■ FISIOLOGIA ORGANICA Y METABOLISMO DEL CALCIO Sistema gastrointestinal Sistema renal Sistema óseo ■ HIPERCALCEMIA Signos y síntomas de la hipercalcemia Causas de la hipercalcemia

■ HIPOCALCEMIA Signos y síntomas de hipocalcemia Causas de hipocalcemia ■ FÁRMACOS QUE AFECTAN EL METABOLISMO DEL CALCIO ■ ENFERMEDADES ÓSEAS METABÓLICAS Raquitismo y osteomalacia Osteoporosis ■ RESUMEN ■ PREGUNTAS DE REPASO

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Describir la fisiología endocrina y orgánica del m etabolismo del calcio.

Analizar las herram ientas de laboratorio utilizadas para evaluar el metabolismo del calcio. Aplicar las herramientas de laboratorio en los esta­ dos patológicos clínicos del metabolismo del calcio.

T É R M I N O S Absorciometría de rayos X de energía dual (DEXA) Bisfosfonatos Cinacalcet 1,25-Dihidroxivitamina D (1,25(OH)2D) Diuréticos tiacídicos

25-Hidroxivitamina D Hipercalcemia Hipocalcemia Hormona paratiroidea (PTH) Hueso cortical Hueso trabecular (también conocido como hueso

C L A V E

cancellous, aunque no es tan frecuente y no se le utiliza en este capítulo) Litio Osteoblasto Osteoclasto Osteom alacia Osteoporosis

Proteína relacionada con la hormona paratiroidea (PTHrP) Raquitismo Receptor detector del calcio Regeneración ósea Teriparatida Vitam ina D

457

458

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

HOM EOSTASIS DEL CALCIO E n la form a fisiológica clásica, b ajo con d iciones de salud norm ales y co n la fu nción fisiología end ocrina y orgáni­ ca intacta, el m etabolism o del calcio está en equilibrio en seres hum anos y se preservan los rangos norm ales. E n este capítu lo se revisa la fisiología end ocrina y orgánica res­ ponsable del con trol del calcio sanguíneo y la m anera en que los trastornos de estos sistem as causan enferm edad .1 C ualquier com prensión del m etabolism o del calcio requie­ re una revisión de los órganos implicados en la hom eostasis del calcio y de los sistemas horm onales que afectan la fisiolo­ gía orgánica (fig. 21 - 1 ). E n la com prensión de la hom eostasis del calcio, resulta esencial la d eterm inación de cuál parám etro de “ca lcio ” es el b lan co de regulación. E l calcio sanguíneo (calcio sérico desde el punto de vista del analito) es, desde una pers­ pectiva teleológica, lo que la red del sistem a endocrino/ orgánico desarrolla para m antener un rango “norm al ”.2,3 Al igual que se analizó en las seccion es sobre horm onas, glándulas, órganos y tejidos, se debe tener en m ente que el cuerpo dispone de una red integrada para m antener el cal­ cio sanguíneo “dentro de los lím ites n orm ales”. Los efectos celulares y tisulares del calcio, que im plican m aquinaria con tráctil, papeles estructurales y fu nciones en reacciones enzim áticas, entre otros, dependen de que el calcio san ­ guíneo se encuentre dentro de los valores norm ales. E l depósito circulante (sangre) de calcio está en flujo constante. E l calcio entra al depósito sanguíneo y sale de él. D ebido a que el calcio es el elem ento central en la hom eos­ tasis del calcio, resulta útil tom ar en cuenta los factores que lo colocan en la sangre (los factores “en la sangre”) y los que lo elim inan de ella (los factores “fuera de la sangre”) (fig. 2 1 -1 ). Los principales órganos que participan en este flujo son el intestino delgado, el esqueleto (huesos) y los riñones. Todo el calcio que ingresa al cuerpo después del nacim iento se adquiere a través de absorción gastrointestinal (G l). Por tanto, el calcio dietético desempeña un papel crucial en la hom eostasis com o la única fuente “externa” para el cuer­ po. E l hueso, reserva principal de calcio en el cuerpo, sirve para elim inarlo de la sangre al alm acenarlo en el hueso y liberar el calcio óseo almacenado a la sangre. Además de las pérdidas intrascendentes del cuerpo a través del tracto G l, el sudor y la saliva, la única pérdida neta real de calcio del cuerpo ocurre por medio de los riñones en la orina. Al estudiar la hom eostasis del calcio, se revisará en pri­ m er lugar las horm onas im plicadas en el con trol del calcio sanguíneo y, después, los órganos que ju eg a n los papeles Calcio dietético El único “captador” Hábitos dietéticos, suplementos

principales en la hom eostasis del calcio. Se dem ostrará la m anera en que la regulación h orm onal de la fu nción órgano/tejido m antiene el calcio sanguíneo y la form a en que varios procesos patológicos interfieren co n uno o más pasos de esta red reguladora. Al hacerlo, se observará la in terru p ció n de la hom eostasis del calcio.

Control horm onal del m etabolism o del calcio D os horm onas desem peñan el papel predom inante en la regulación end ocrina de la hom eostasis del calcio: la hor­ m ona paratiroidea (P T H ) y la vitam ina D. E stas h o rm o ­ nas ju eg a n papeles vitales en la regulación de la fu nción órgano/tejido para m antener el calcio sanguíneo dentro del rango norm al.

Vitam ina D A ntes de esbozar los aspectos fisiológicos de la vitam ina D, se debe puntualizar que ésta es, en realidad, una horm o­ na. Com o suele suceder en las horm onas, la vitam ina D se produce en u n sitio o sitios diferentes de los órganos a los que afecta en su fu n ció n .4 Se le con o ce com o vitam ina co n base en térm inos h istóricos, y esa term inología se ha adoptado. La vitam ina D com parte sim ilitudes notables de origen con las horm onas esteroideas; es decir, la vitam ina D es un producto m etabólico de la ruta sin tética del coles­ terol. Los tejid os im plicados en la síntesis de la vitam ina D son la piel, el hígado y los riñones (fig. 21 - 2 ), en tanto que la fu n ció n tisular afectada consta del in testin o , el hueso y la paratiroid es .4 La síntesis nueva de la vitam ina D com ienza en la piel, donde el 7-dehidrocolesterol se transform a en vitam ina D 3 por la acción de la luz ultravioleta. La vitam ina D 3está iner­ te desde el punto de vista biológico y debe ser metabolizada de m anera adicional al m etabolito con actividad biológica. Una enzim a del hígado, la 25-hidroxilasa hepática, m etaboliza la vitam ina D 3a 25-hidroxivitam ina D . La 25-hid roxi­ lasa hepática no está regulada por ningún com ponente del sistem a hom eostático del calcio y funciona constitutivam en­ te en la vitam ina D 3 hidroxilada en la posición 25 del siste­ m a de anillo de esteral. La 25-hidroxivitam ina D constituye la prueba sanguínea utilizada para evaluar la pertinencia de las reservas de vitam ina D en el cuerpo. Los valores de 25hidroxivitam ina D son bajos en la mayor parte de las formas de raquitism o y osteom alacia (véase más adelante). U na enzim a de los riñones, la a -h id ro x ilasa renal, co m ­ pleta el m etabolism o de la vitam ina D al m etabolito activo, la 1,25-dihidroxivitam ina D (l,2 5 (O H )2D). La l a - hidroxiFIGURA 21-1. Homeostasis del caldo. Tejidos y órga­ nos incluidos en la homeostasis del calcio (intestino, esqueleto, y riñones) y cómo ellos relacionan al calcio de la sangre. También se muestran los medios de incorporación del calcio nuevo al sistema (absorción Gl) y la eliminación del caldo del sistema (excreción renal) bajo condiciones fisiológicas normales.

Hueso Fisiología orgánica Fisiología endocrina

Calcio sanguíneo

Absorción intestinal'

Riñones'

Fisiología orgánica Fisiología endocrina

Fisiología orgánica Fisiología endocrina

Orina El principal “expulsador”

CAPÍTULO 21 ■ FUNCIÓN PARATIROIDEA Y CONTROL DE LA HOMEOSTASIS DEL CALCIO

Piel

Hígado

Riñón

7-dehidrocolesterol

Vitamina D3

25(OH)vitamina D

hu

25-hidroxilasa

Vitamina Dq

25(OH)vitamina D

459

1a--hidroxilasa

FIGURA 21-2. Síntesis de la vitamina D. Tejidos implicados en la síntesis de la vitamina D y los pasos por los que es res­ ponsable cada tejido. Además, se muestran las enzimas que se encargan de los dos pasos mediados por enzimas (25hidroxilación hepática y 1cx-hidroxilación renal). El producto de este proceso, 1,25(OH)2vitamina D, es responsable de los efectos específicos de los tejidos de la vitamina D.

1,25(OH)2 vitamina D (metabolito activo)

Respuestas de la vitamina D específicas de tejidos

lasa renal es una enzim a regulada por la horm ona paratiroidea (PTH). Ésta estim ula la la -h id ro x ila sa y, por tanto, tam bién la síntesis del m etabolito activo de la vitam ina D, l,2 5 (O H )2D. La edad, la exposición a la luz solar y la latitud llegan a influir en la pertinencia de las con cen tracio n es de vitam i­ na D. Es m ás probable que los individuos de edad avan­ zada, aquellos con exp o sición a la luz solar b aja o nula y aquellos que habitan en latitudes de los hem isferios norte y al sur desarrollen deficiencia de vitam ina D (si es que no reciben suplem entos en la dieta). La vitam ina D se obtiene, tam bién, a partir de fuentes dietéticas. E n Estados Unidos, la vitam ina D es relativam en­ te rara en la m ayor parte de los alim entos típicos que se con ­ sum en en ese país, cuando no están fortificados. Las únicas fuentes dietéticas de vitamina D que suelen encontrarse son las vitam inas (en especial m ultivitam ínicos o suplem entos especificados que contienen vitam ina D) y la leche forti­ ficada con vitam ina D. A la leche se le fortifica por radia­ ción ultravioleta, de manera sim ilar a la luz ultravioleta que penetra a la piel y media la form ación de vitam ina Dy Por lo general, en los m ultivitam ínicos se proporcionan 4 0 0 u n i­ dades de vitam ina D 3 casi la m ism a cantidad que se obtiene de un litro de leche fortificada con vitam ina D. Otra de estas fuentes frecuentes es el aceite de hígado de bacalao. Com o ya se m encionó, existen sim ilitudes de evolución entre la vitam ina D y las h orm onas esteroideas. E l proce­

so b iosin tético del colesterol proporciona los precursores de la vitam ina D y de las horm onas esteroideas. E xisten una relación evolutiva adicional, en la que el recep tor de vitam ina D está en la m ism a fam ilia del supergén que los receptores de las horm onas esteroideas, la horm ona tiroi­ dea, los receptores retinoides y varios receptores “huér­ fanos” (estos receptores huérfanos no tien en u n ligando cono cid o; al parecer algunos fu ncionan a través de la regu­ lación del estado de fo sfo rila ció n ). Al igual que co n todos los receptores en esta fam ilia de supergén, el recep tor de vitam ina D es un receptor n u clear y lleva a cabo la regu­ lación fisiológica al dirigir la tran scripción de los genes específicos de respuesta a la vitam ina D. La l,2 5 (O H )2D es el ligando natural para el receptor de vitam ina D. E l com plejo l,2 5 (O H ) D -receptor de vitam ina D se une al flujo ascendente (5 ') del elem ento de respuesta de la vitam ina D del sitio inicial de tran scripción de genes que influyen en la vitam ina D e interviene en la trascripción del gen por la in teracció n con otros elem entos de trans­ crip ción y la polim erasa RNA para regular la tran scripción del gen en cu estión (fig. 2 1 -3 ). La influencia fisiológica de la vitam ina D se realiza a través de sólo algunos sistemas/tejidos orgánicos. E n las células epiteliales (sobre todo d uodenales) del in testi­ no delgado, la l,2 5 (O H )2D regula la expresión de varios genes que estim ulan el transporte de calcio transepitelial del lum en intestinal a la sangre. E l sitio de m ayor absorción

En el núcleo FIGURA 21-3. Mecanismo de acción de la vitamina D. Se muestra el enlace y la interacción del DNA con otros componentes de la maquinaria de transcripción del complejo vitamina D-receptor de la vitamina D. Observe la notable similitud evolutiva entre este mecanismo y el de otras hormonas esteroldea y tiroidea. Como ejemplo primario, la vitamina D inhibe la transcripción del gen de la PTH en el tejido de la paratiroides y estimula la transcripción del transportador del calcio en el epitelio intestinal del borde áspero.

46 0

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

es el duodeno. La i,2 5 ( O H ) )D tam bién estim ula la absor­ ció n de fosfato. E n el hueso, la l,2 5 (O H )2D estim ula la diferenciación term inal de los precursores de osteoclastos a osteoclastos. La 1,25 (O H )2D tam bién estim ula a los osteoblastos para influir en los osteoclastos en la m ovilización del calcio óseo. La l,2 5 (O H )2D no afecta de form a directa la fisiolo­ gía del osteoclasto maduro. La l,2 5 (O H )2D ju eg a u n papel im portante en la m ineralización del hueso. Se observa hu eso anorm al cuando la vitam ina D es deficiente o tiene m etabolism o defectuoso. C om o ya se ind icó, la l,2 5 (O H )2D aum enta el calcio sanguíneo m ediante el increm ento de la absorción in tes­ tinal de calcio lum inar. E l calcio sanguíneo retroalim enta el tejid o paratiroideo y afecta la síntesis y secreción de la PTH (que se analiza en la siguiente secció n ). Sin em bar­ go, la l,2 5 (O H )2D tam bién tiene con trol de tran scripción directo sobre el gen de PTH en la paratiroides. E l com plejo l,25(O H ),D -recep tor de vitamina D se une al flujo ascenden­ te del elem ento de respuesta de la vitam ina D del gen de la PTH y subregula la transcripción del gen de la PTH. Éste es un caso típico de regulación endocrina de la fu nción tisular (fig. 2 1 -4 ): la PTH estim ula la produ cción de la l,2 5 (O H )2D, y ésta, a su vez, se retroalim enta para dis­ m inu ir la secreció n de la PTH , todo ello para m antener al calcio sanguíneo dentro del rango norm al.

Hormona paratiroidea Desde el punto de vista fisiológico, la PTH m antiene el calcio sanguíneo y el fosfato en el rango n orm al .5E n co n ­ d iciones norm ales, hay cuatro glándulas paratiroides, que por lo general se encuentran en la región de la glándula tiroides (de ahí el nom bre de paratiroides). Algunas veces, una o más glándulas paratiroides se encuentran dentro de la glándula tiroides. Las glándulas paratiroides se encuentran, tam bién, fuera de su sitio anatóm ico norm al, en cualquier lugar entre el hueso hioideo del cuello y el m ediastino.

FIGURA 21-4. Circuitos de alimentación hacia delante y hada atrás. Se muestra la respuesta endocrina a los cambios en el calcio sanguí­ neo (elevación o descenso). Una respuesta concertada de la hormona, mediada a nivel orgánico por los órganos que se muestran en la figu­ ra 21-1, ayuda a restaurar el calcio sanguíneo a valores normales.

Para rem arcarlo, el nom bre de paratiroides sólo se refiere a la proxim idad anatóm ica con la glándula tiroides. N o existe relación m etabólica entre la glándula tiroides y la paratiroides. Cuando se m ide la PTH , se debe valorar la m olécula intacta (horm ona paratiroidea intacta, PTH intacta, P TH .), no la m olécula m edia m ás antigua u otros fragm entos de la m olécula in tacta .6 La PTH actúa de m anera prim ordial para aum entar el calcio sanguíneo. Cuando éste es b ajo, representa la pri­ m era señal para que la paratiroides afecte esta respuesta. La PTH actúa sobre el hueso (para causar resorción ósea e increm entar el calcio sanguíneo) y los riñones (para elevar la reabsorción fraccional del calcio tubular renal [filtrado glom erular] y, por tanto, increm entar el calcio sanguí­ n eo ). Además, estim ula la la -h id ro x ila c ió n renal de la 2 5 -hidroxivitam ina D, para producir l,2 5 (O H )2D, el m etab olito activo de la vitam ina D; al hacerlo, la PTH estim ula de m anera indirecta la absorción intestinal de calcio, lo que contribuye a aum entar el calcio sanguíneo. La PTH tam ­ bién dism inuye las concentraciones de fosfato sanguíneo. E xiste un receptor sensible al calcio en las glándulas paratiroides .5 Este receptor está en la fam ilia que abarca siete transm em branas de receptores. E l receptor sen sible al calcio detecta el calcio sanguíneo del entorno y origina una respuesta para contribu ir a la regulación de la secreción de PTH. La respuesta de la PTH al calcio am biental se centra en un punto de ajuste, con respuestas m ás pronunciadas cerca de la parte media del rango norm al del calcio sanguí­ neo (fig. 2 1 -5 ). E l receptor sensible al calcio detecta si el calcio am biental es demasiado bajo y la secreción de PTH se eleva. E l increm ento de la PTH circulante aum enta la resorción ósea, produce retención renal de calcio (reabsor­ ción tubular del calcio en el filtrado glomerular) y estimula la absorción intestinal de calcio (a través del efecto de la PTH sobre la produ cción de l,2 5 (O H ),D ). E n respuesta a este proceso, el calcio am biental aum enta. A su vez, la elevación del calcio retroalim enta la glándula paratiroides. Cuando el calcio sanguíneo aum enta dem asiado, el receptor sensible al calcio lo detecta y la secreción de H PT se suprim e, lo que perm ite m ayor pérdida urinaria de calcio, y que el cal­ cio perm anezca en el hueso y no se estim ule la absorción intestinal de calcio (al dejar de estim ular la produ cción de l,2 5 (O H )2D ). La supresión de HPT por concentraciones elevadas de calcio se utiliza en clínica para valorar una cau­ sa de hipercalcem ia (véase más adelante). E n resum en, la PTH regula la co n cen tració n de cal­ cio sanguíneo y el m etabolism o de la vitam ina D, lo que retroalim enta la paratiroides para regular la secreción de PTH (otro ejem plo de la regulación endocrina exquisita de la fisiología). Al igual que sucede con todas las horm onas, la PTH m edia su efecto por u n ió n saturable de afinidad elevada a u n receptor esp ecífico .5E l receptor de la PTH es un recep ­ tor de proteína transm em brana que m edia el efecto de la PTH , cuando m enos en parte, por activación de la enzi­ m a adenalito ciclasa y la segunda vía del m ensajero que com prende el AMP cíclico (A M Pc), con sus efectos en la fosforilación de la proteína. U n ejem plo interesante de la m edicina m olecular es el seudohipoparatiroidism o, que se

CAPITULO 21 ■ FUNCIÓN PARATIROIDEA Y CONTROL DE LA HOMEOSTASIS DEL CALCIO

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FISIOLOGÍA ORGÁNICA Y M ETABOLISM O DEL CALCIO Com o ya se m en cion ó, tres sistem as dom inan la co n tri­ b u ción del sistem a orgánico al m etabolism o del calcio: el tracto G l, los riñones y los huesos.

Sistem a gastrointestinal

Rango normal Calcio sanguíneo FIGURA 21-5. Receptor sensible al calcio: efecto en la secreción de PTH. Se muestra la respuesta del tejido paratiroideo (como se demuestra por la secreción de PTH) al calcio sanguíneo. El punto fijo se determina por la respuesta de la paratiroides mediada por la transmembrana del receptor sensible al calcio. La curva normal corresponde a heterocigocidad para el receptor sensible al calcio "tipo comodín" (+/+). La curva desplazada a la derecha que se mues­ tra corresponde al caso en que hay heterocigocidad para el receptor (hipercalcemia hipocalciúrica benigna familiar): una copia tipo como­ dín del gen y mutación desactivadora (+/-).

analiza más adelante en la sección sobre h ipocalcem ia. Se trata de una enferm edad en la que hay m u tación d esacti­ vadora en la proteína G estim ulatoria (G e) que acopla al receptor de la PTH a la adenilato ciclasa. E l desacoplado del receptor de la HPT de la adenilato ciclasa h ace que el tejid o b lanco de la PTH sea insensible a PTH , aunque ésta se encuentre p resen te y, de h ech o, elevada en com paración con los valores norm ales (de ahí la d en om in ación de seudohipoparatiroidism o) 7

La fu n ció n intestinal norm al se requiere para la absorción del c a lcio .8 Las interrup ciones en la fu nción intestinal, com o se observa con los defectos gen éticos o fisiológicos de los síndrom es del intestino delgado, llegan a afectar la absorción del calcio. Se requiere la disponibilidad y el m etabolism o norm ales de la vitam ina D para la absorción óptim a del calcio. Es necesaria la ingesta adecuada de calcio d ietético. E l calcio duodenal casi se duplica por la l,2 5 (O H )2D, de alrededor de 30% de ingesta a casi 6 0 a 70% . Cabe hacer notar que el fosfato dietético se une al calcio d ietético en el lum en in testinal, se form a el precipi­ tado insolu ble fosfato de calcio y se evita la absorción tan­ to de calcio com o de fosfato. La insolubilidad del fosfato de calcio se refleja en su constan te de producto de solu b ili­ dad, Kps, que es igual a 1.2 X 10-29. Ésta es la base para que el carbonato de calcio se u tilice com o enlazador de fosfato en pacientes con insuficiencia renal. P or esta razón, una dieta con elevado contenido de fosfato (p. e j., una dieta de alim ento chatarra o consum o elevado de refresco) tenderá a in h ib ir la absorción de calcio.

Sistem a renal Los riñones desem peñan un papel esencial en el m etab olis­ m o del ca lcio .9E l papel de los riñones en el m etabolism o de la vitam ina D es crucial. C onstituye una fuente im portante de in su ficiencia renal con alteración del m etabolism o de calcio (insu ficiencia para producir l,2 5 (O H )2D, absorción intestinal subóptim a de calcio, PTH elevada, incapacidad de los riñones con insuficiencia para regular la excreción

ES T U D IO D E C A S O 21-1 Una m u jer de 4 0 años de edad acude a su m édico con queja de dolor im portante en el costado izquierdo que com enzó la noch e anterior. Ella asegura que el dolor es peor que el que se produce al dar a luz. Además, infor­ ma la presencia de sangre en su orina más tem prano ese m ism o día. Se siente fatigada y más olvidadiza, y cree que su concentración no fue tan buena durante el últim o año. No presenta antecedentes m édicos im por­ tantes, no toma m edicam entos y su historial fam iliar no es contributivo. En un exam en físico, al parecer sufre dolor agudo. Hay sensibilidad marcada a la percusión suave sobre el ángulo costovertebral izquierdo. La san­ gre está pálida y notable en calcio, 11.2 mg/dl (norm al, 8 .5 a 1 0 .2 mg/dl); albúm ina, 3 .8 g/dl (norm al, 3 .5 a 4 .8

g/dl) y PTH intacta, 1 6 2 pg/ml (norm al, 11 a 5 4 pg/ml). La fu nción renal es norm al (Ñ U S, 2 5 ; creatinina, 0 .9 ). E l análisis de la orina es notable en sangre, y > 5 0 glóbu­ los rojos por cam po de poder elevado. Esto indica una recolección de orina a las 2 4 h, que revela calcio elevado a 4 8 3 mg/24 h (norm al, 1 0 0 a 2 5 0 mg/24 horas).

Preguntas 1. ¿Cuáles resultados de laboratorio son anorm ales? 2. ¿Cuál es el presunto diagnóstico para esta paciente? ¿Y el diagnóstico diferencial? 3 . ¿Q ué tratam iento está indicado para esta patología?

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PARTE III S VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

de calcio y fosfato, d eposición ectópica de fosfato de calcio en tejid os suaves y salud ósea d eficien te). L os riñones responden a la PTH de varias m aneras cla­ ve, para conservar el calcio sanguíneo y evitar hip ocalcemia. Ya se revisó el papel de la PTH en la estim u lación de la la -h id ro x ila c ió n de la 2 5 (O H ) vitam ina D. Además, la PTH estim ula la reabsorción tubular de calcio a partir del filtrado glom erular, lo que regresa el calcio filtrado a la sangre, conserva el calcio sanguíneo y previene h ip ocal­ cem ia. Al analizar la fisiología renal con relación a la hom eos­ tasis del calcio , resulta im portante diferenciar entre reab­ sorción fraccion al de calcio a partir del túbulo y la carga excretada neta de calcio. En la hipercalcem ia que se origina por hiperparatiroidism o prim ario y en el establecim iento de la hipercalcem ia en la m ayor parte de otras causas, la carga filtrada de calcio aum enta en gran m edida. Aunque la PTH estim ula la reabsorción tubular de calcio, por la m ayor carga filtrada, la excreción neta de calcio aún per­ m anece elevada en com paración con el estado norm al (no hiperparatiroid eo). La hipercalciuria se origina com o un com ponente estándar del hiperparatiroidism o prim ario. Cabe n otar que la hipercalciuria originada por cualquier causa plantea u n m ayor riesgo de cálculos que contienen calcio en los riñones. Esto explica el aparente aum ento parad ójico de la reabsorción renal fraccion al de calcio y el m ayor riesgo de cálculos renales en el hiperparatiroidism o prim ario. De h ech o, la hipercalcem ia por casi cualquier causa aum entó el riesgo de cálculos de calcio.

Sistem a óseo A lo largo de la vida, tiene lugar un proceso acoplado en el hueso co n form ación y resorción óseas, al que a m en u ­ do se le co n o ce com o renovación ósea.10 E n cond iciones norm ales, este proceso está acoplado de m anera estrecha, de m odo que uno no ocurre sin el otro. La form ación ósea es m ediada por los osteoblastos y la resorción ósea por los osteoclastos (una célula de la familia monocito/macrófago). Resulta interesante que el osteoclasto requerido para m ovilizar el calcio del esqu eleto n o defina receptores para 1 .2 5 (O H ),D o PTH , las horm onas principales que estim ulan la resorción ósea. E n cam bio, estas horm onas actú an de m anera directa en los osteoblastos que, a su vez, p rodu cen una serie com pleja de citocin as, que luego acti­ van los osteoclastos y causan resorción ósea y la libera­ ción del calcio del esqueleto. Cuando la form ación ósea m ediada por osteoblastos y la resorción ósea m ediada por osteoclastos se desacoplan, de tal m odo que el índ ice de resorción sobrepasa la tasa de form ación (co n lo que se favorece la resorción n eta), el efecto global co n el tiem po es la pérdida de m asa ósea. La resorción neta ósea tal vez afecte la salud del esqueleto, lo que ocasiona pérdida de m asa ósea y deterioro de la m icroarqu itectu ra del esquele­ to, con lo que aum enta el riesgo de fractura. Los dos tipos principales de hueso en el esqueleto son el trabecular y el cortical.11 Este últim o es el tipo principal en los huesos largos. E l hueso cortical es fuerte en las dim en­ siones axial y sección transversal, por lo que se adapta de

m anera adecuada a las necesidades de los huesos largos. El hueso trabecular consta de m iles a m illones de conexiones de hebras transversales, a las que se les denomina trabéculas. G racias a estas trabéculas interconectadas, el hueso tra­ becu lar es fuerte y el hueso com pacto que origina, com o los cuerpos vertebrales de la espina dorsal, proporcionan fuerza e integridad. La contribución de los huesos trabeculares y corticales varía en diferentes sitios del esqueleto. Los huesos largos son en esencia corticales y los cuerpos vertebrales de la colum na espinal son principalm ente trabeculares. O tros sitios del esqueleto consisten en una com ­ b in ación de huesos corticales y trabeculares, que incluyen el cuello fem oral, el radio distal y el húm ero proxim al. El hueso trabecúlar es el que más está sujeto a pérdida ósea debido a hipogonadism o (considérese m enopausia) o dosis farm acológica de glucocorticoides (prednisona) que, a su vez, están relacionados con m ayor riesgo de fractura. E n resum en, la hom eostasis del calcio constituye un equilibrio com p lejo entre los factores internos y externos de la sangre, lo que refleja la fisiología endocrina y orgá­ nica integrada. Es este equilibrio lo que perm ite u n m eta­ b olism o de calcio norm al; cuando se altera, el resultado son trastornos en el m etabolism o del calcio que llegan a originar varias afeccion es m édicas que se analizan a co n ­ tinuación.

HIPERCALCEM IA La hipercalcem ia se define com o el estado de con cen tra­ ciones de calcio sanguíneo por arriba del rango n o rm al .12 E l calcio ionizado (lib re) es el com ponen te con actividad biológica del calcio circulante. Alrededor de la m itad del calcio circulante form a com plejo (se u n e) con proteínas séricas, sobre todo albúm ina, con la m itad rem anente io n i­ zada (lib re). Cuando el calcio total se m ide en un panel quím ico de suero, hay que recordar que sólo casi la m itad se ioniza. Por tanto, el valor del calcio total es lim itado, a m enos que se considere en el con tex to de la albúm ina sérica del paciente. E n pacientes co n albúm ina sérica baja, se esperaría que tengan calcio total b ajo y calcio ioniza­ do norm al; lo contrario ocurre en pacien tes con albúm ina sérica elevada. Al so licitar una valoración de calcio io n i­ zado, es posible elim inar esta salvedad. É sta es una m edi­ ció n directa del calcio libre y refleja el estado de calcio , sin necesidad de tom ar en cuenta la fracción unida a proteínas séricas. E l calcio ionizado se correlacion a de m ejo r m ane­ ra co n la actividad b iológica del calcio, así com o con sín ­ tom as de hipercalcem ia o hipocalcem ia cuando el calcio se encuentra fuera del rango norm al. La u n ión del calcio io n i­ zado a las proteínas es un a fu nción del pH; más calcio se u n e a pH m ás alcalino y m enos a pH más ácido. La sangre arterial, que debe presentar un pH de alrededor de 7 .4 , por lo general tiene más calcio unido a proteínas que la sangre venosa, que debe de tener un pH cercano a 7 .2 . D ebido a la diferencia arterial-venosa en el calcio ionizado, éste sue­ le m edirse en sangre arterial. E n la actualidad es posible m edir el calcio ionizado en sangre venosa; el laboratorista clín ico calcula el equivalente de calcio ionizado a un pH de 7 .4 e inform a ese valor.

CAPÍTULO 21 ■ FUNCIÓN PARATIROIDEA Y CONTROL DE LA HOMEOSTASIS DEL CALCIO

Signos y síntom as de la hipercalcem ia

C ausas de la hipercalcem ia

Los signos y síntom as de la hipercalcem ia tal vez sean pro­ teicos y dependen del grado de ésta. Desde el punto de vista clín ico , los signos y síntom as varían tanto entre los pacientes com o en las con cen tracio n es de calcio sanguíneo en que in cu rren (trastornos com órbid os tam bién influyen en el desarrollo de los síntom as ).12 P or lo general, los sig­ n os y síntom as se describen por sistem a orgánico:

C ausas endocrinas

• Sistem a nervioso central (SN C ): los pacientes llegan a presentar alteración de la fu n ción del SN C, que incluye letargo, actitud apática, depresión, confusión, olvido, ob nu b ilación y, en casos extrem os, estado de com a. • GI: los pacientes experim entan anorexia, estreñ im iento y náusea y vóm ito. • Renal: el calcio actúa com o diu rético y afecta la capa­ cidad de los riñon es para con cen trar orina. Es posible que esto cause d eshid ratación, que llega a em peorar a hipercalcem ia. E n el establecim ien to de la m ayor parte de las causas de hipercalciuria, la hipercalcem ia aum enta el riesgo de cálcu los renales que con tien en calcio. • Esqu elético: los pacientes con la m ayor parte de las causas de hipercalcem ia presentan aum ento de la resor­ ció n ósea y, por tanto, m ayor desm ineralización ósea. E sto increm enta el riesgo de fractura. • Cardiovascular: la hipercalcem ia tal vez cause hip erten­ sión o la exacerbe. E l intervalo Q T en el E C G pudiera acortarse com o resultado del aum ento de la afluencia de calcio durante la despolarización del m iocardio.

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Com o ya se m en cion ó, las causas endocrinas de hipercal­ cem ia se relacionan con trastornos que afectan la fu nción de la paratiroides y de la vitam ina D, así com o co n otros fenóm enos que guardan cierta relación. E n esta sección tam bién se tratan los fárm acos que causan hipercalcem ia. El hiperparatiroidism o prim ario 13 representa la causa más frecuente de hipercalcem ia en el entorno del paciente externo sano. Se trata de una afección que se origina por adenom a, adenom as m últiples o hiperplasia de la paratiroides. E l térm ino prim ario se reñere al h ech o de que el defecto fisiológico radica en las glándulas tiroides. Por lo general son ben ign os (rara vez son m alignos) y produ­ cen hipersecreción de PTH, de m anera independiente a la regulación de la retroalim entación norm al por el calcio am biental. E n esencia, a m enudo se trata de un problem a de pu nto de aju ste :3 al parecer hay un nuevo punto de aju ste reconocid o por las células paratiroides en el tejido paratiroideo anorm al. El tejid o anorm al “pien sa” que el calcio am biental norm al es dem asiado b ajo y lo lleva a una cifra anorm alm ente elevada por h ip ersecreción de HPT. En el hiperparatiroidism o prim ario (H PT I o), la PTH por lo general es elevada, pero en realidad pudiera encontrarse en el rango norm al alto. Al pensar que el calcio elevado debe suprim ir el tejid o paratiroideo norm al (en u n esfuerzo por restaurar las con centracio n es de calcio norm al [razo­ nam iento clásico de retroalim entación en d o crin a ]), esto ayuda a consid erar una PTH norm al elevada en presencia de hipercalcem ia com o anorm al. Se calcula que alrededor

ES TU D IO D E C A S O 21-2 U n hom bre de 5 8 años de edad ha sido fum ador duran­ te m u chos años. Según recuerda, fuma tres cajetillas por día, e insiste en que sus cigarrillos “no m e hacen ningún daño, doc”. Sin em bargo, últim am ente se siente enferm o, con ausencia de apetito, m alestar y pérdida de peso. Su estado m ental se volvió apático en fecha reciente, y no recuerda “de un m om en to a o tro ” lo que está haciend o en su trabajo. H ace poco su tos básica em peoró, y observa m anchas de sangre en su exp ecto­ ración cuando la exam ina. N o tiene antecedentes m édi­ cos im portantes d istintos al abuso de tabaco. N o toma m edicam entos. Su historial fam iliar sólo es notable porque su padre m urió de cáncer pulm onar a la edad de 6 3 años y su madre de enfisem a, a los 68 años. En un exam en físico, se m uestra que se trata de un hom bre delgado, con aspecto m ucho m ás viejo que su edad cronológica. Cuando produce algunas exp ecto­ raciones a solicitu d del m édico, se observa que tienen tinte rosa y m anch as de sangre. E l exam en del pecho revela resuellos y estertores esparcidos en la región pu l­ m onar superior derecha. M uestra debilidad difusa en la

prueba de fuerza muscular. Los hallazgos de laborato­ rio son notables: calcio, 1 6 .8 mg/dl (norm al, 8 .5 a 10.2 mg/dl); albúm ina, 3 .4 (norm al, 3 .5 a 4 .8 g/dl); ÑUS, 27 ; y creatinina, 1.3. En la radiografía se revela una masa hilar de 3 cm en la región derecha proxim al con m anchado distal. Se indican pruebas adicionales y se descubre PTH intacta indetectable a < 1 pg/ml (norm al, 11 a 5 4 pg/ml) y PTH rP elevada a 1 8 .3 pmol/L (norm al, 0 .0 .a 1.5 pmol/L).

Preguntas 1. ¿Considera que el tabaquism o de este pacien te se relaciona con su hipercalcem ia? 2. ¿Q ué otros resultados de laboratorio son anorm ales? 3. ¿C u ál es el diagnóstico del p acien te? ¿Y su p ro n ós­ tico?

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PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

de 5 a 10% de los pacientes con H PT I o presentan PTH en el rango norm al alto. Por lo general, la hipercalcem ia de H PT I o no es extrem a, a m enos que esté acom pañada por factores adicionales, com o d eshidratación o insuficiencia o falla renal. E n el H PT I o, aunque la PTH aum ente la reabsorción tubular fraccional de calcio, la carga filtrada de calcio es m u cho m ayor de lo norm al, de m odo que hay u n aum ento neto en la excreción de calcio a pesar del increm en to en la reabsorción fraccional. La hipercalciuria es un hallazgo esperado en el H PT I o. P or lo com ún, la PTH tam bién increm enta la excreció n renal de fosfato, por lo que tal vez el H PT I o ocasione hipofosfatem ia. Sin em bargo, esto depende de la dieta y, en térm inos genera­ les, el fosfato sérico sólo es útil si se m ide en ayunas (el fosfato sérico no se m ide de m anera rutinaria en pacien tes tratados por H PT I o). E n el H PT I o, se espera en contrar calcio sanguíneo elevado (en cond iciones ideales, m edido com o calcio ionizad o), PTH elevada (o norm al elevada) y aum ento en la excreción de calcio urinario (m edida en una reco lecció n de orina a las 2 4 h oras); en ayunas, tam ­ b ién llega a observarse hipofosfatem ia. E n la m ayor parte de los casos, el hiperparatiroidism o prim ario ocurre de m anera esporádica, pero tam bién se presenta en varios síndrom es genéticos: • La neoplasia endocrina m ú ltiple tipo 1 (N EM 1) produ­ ce tum ores de la paratiroides, la hipófisis y el páncreas. Se origina por la pérdida de u n gen supresor del tum or que realiza el m apeo para el crom osom a hum ano l l .14 • La neoplasia endocrina m últiple tipo 2A (N EM 2A) da com o resultado tum ores de la paratiroides, hiperplasia o cáncer de la tiroides m edular y feocrom ocitom a. Se origina por una m u tación activadora en el protooncogén ret, que reside en el crom osom a hum ano 10. Se debe m edir de m anera rutin aria el protooncogén ret en el laboratorio clín ico . Se m edirá siem pre que se sos­ p eche este trastorno, de m odo que otros m iem bros de la fam ilia, cuando sea apropiado, deben ser alertados y exam inarse . 14 • E l hiperparatiroidism o fam iliar causa H PT I o, sin otros tum ores relacionados. E l gen es d escon ocido, pero se le ha ubicado en el crom osom a hum ano l .14 • H ipercalcem ia hipocalciú rica benigna fam iliar (H H B F ). P or lo general, este interesante síndrom e se origina por m u taciones en el receptor sen sible al calcio ( vide supra). Se relaciona co n hipercalcem ia e hiperparatiroidism o leves (fig. 2 1 -5 ) y excreción del calcio urinario dism i­ nuida (o norm al b aja ).15 La d ism inu ción de la excreción del calcio urinario distingue la HHBF del H PT I o, lo que hace que sea la ún ica prueba que diferencia entre am bos. Com o su nom bre lo indica, se trata de un tras­ torno benigno y no requiere tratam iento. No predispo­ ne a fractura n i cálculos renales. E l recon o cim ien to es crítico, de m odo que no sea necesaria la p aratiroidectomía. La hipervitam inosis D es u n trastorno que se produce por la ingesta excesiva de vitam ina D, o p or la p rodu cción aberrante de l,2 5 (O H )2D com o resultado de la -h id ro x ilación extrarrenal de 25-hid roxivitam ina D, por lo general

relacionada con afecciones granulom atosas o tejido linfoideo an orm al .16 Es difícil consum ir dem asiada vitam ina D en la dieta, suponiendo que todos los sistem as orgánicos fu ncion en de m anera norm al. La causa observada m ás a m enudo (au nque aún es m uy poco frecu ente) de hiper­ calcem ia con hipervitam inosis D se debe a la actividad extrarrenal de la la -h id ro x ila sa en los granulom as o el tejid o linfoideo. Ésta no es la m ism a enzim a la -h id ro x ila sa encontrada en los riñ ones, co n actividad regulada por la PTH y el calcio. Se trata de un producto gen ético diferente que n o m uestra regulación por retroalim en tación de cal­ cio. Esta actividad de la la -h id ro x ila sa fu nciona de m ane­ ra constitu tiva para producir l,2 5 (O H )2D, que, a su vez, llega a causar hipercalcem ia por los m ecanism os ya anali­ zados (fisiolog ía endocrina y fisiolog ía orgánica). La hiper­ calcem ia que se produce por exceso de vitam ina D está m ediada de m anera prim ordial por estim u lación de absor­ ció n G l de calcio y por reclutam iento de osteoclastos, lo que ocasiona resorción ósea .16 La l,2 5 (O H )2D suprim e la trascrip ción genética de PTH; por tanto, el perfil de labo­ ratorio esperado en un paciente con hipervitam inosis D a partir de la -h id ro x ila c ió n ectópica de 25-h id roxiv ita­ m ina D es hipercalcem ia, PTH suprim ida y l,2 5 (O H )2D elevada. Las afecciones granulom atosas relacionadas más a m enudo con esto son la sarcoidosis y la tuberculosis. C iertos cánceres producen hipercalcem ia m ediada por horm onas com o u n síndrom e paraneoplásico. En algunos casos, estos factores actúan más de una m anera paracrina que end ocrina real. E n todos estos casos, el factor o los factores producidos por el tum or no están su jetos a regu­ lación de retroalim entación por calcio. E l m ielom a m últiple es una m alignidad de (3-linfocitos que produce anticuerpos (es decir, células plasm áticas). E stas m alignidades a m enudo producen hipercalcem ia por secreción de citocin as, que activan osteoclastos para la resorción del hueso, y resorción desacoplada a partir de form ación ósea m ediada por osteob lastos .17 D ebido a que el tejid o paratiroideo no es anorm al en estos pacientes, la PTH se suprim e de m anera apropiada en la hipercalcem ia de m ielom a m últiple. La hipercalcem ia tal vez sea extre­ ma. Es posible que las cadenas ligeras de inm un oglobu lina de la enferm edad tam bién causen necrosis tubular renal y produzcan insu ficiencia renal, lo que em peora la hiper­ calcem ia. E n radiografías del hueso afectado, se observan lesiones líticas óseas. La proteína relacionada con la horm ona paratiroidea (PTHrP) representa una causa h orm onal frecuente de hipercalcem ia relacionada con varias m alignidades .1819 Se produce, tam bién, por tum ores benignos y causa hiper­ calcem ia .20 La PTH rP com parte la hom ología secu encial N -term inal co n la PTH (de ahí el nom bre de proteína rela­ cionada con la PTH). La PTH y la PTH rP se u n en al m ism o receptor en riñones y hu eso; el receptor tam bién se encu en­ tra en varios otros tejidos. E l papel fisiológico norm al de la PTH rP no está claro. Tal vez desem peña una fu n ció n en la regulación paracrina norm al de varios tejidos, com o el cartílago, la piel, las neuronas del SN C y el pecho (calcio de la lech e m aterna). Los cánceres que suelen relacionar­ se co n la produ cción de PTHrP (a la que históricam ente

CAPITULO 21 ■ FUNCIÓN PARATIROIDEA Y CONTROL DE LA HOMEOSTASIS DEL CALCIO

se le con o ce com o hipercalcem ia hum oral de m alignidad) inclu yen cáncer pulm onar de células escam osas, cáncer de pecho y cáncer renal. O tros tum ores que llegan a vicularse con hipercalcem ia m ediada por la PTH rP constan de feocrom ocitom a, algunos tum ores celulares del islote y ciertos linfom as. La secreción de la PTH rP no está regu­ lada de una m anera de retroalim entación por el calcio san­ guíneo (fig. 2 1 -6 ). Cuando la PTH rP (que tal vez funcione desde el punto de vista fisiológico de una m anera paracrina) se produce por cánceres, se produce en exceso en gran m edida a tal grado que circula de m anera sistem ática, lo que le perm ite actuar de una m anera endocrina (desde una perspectiva clínica, afecta de m anera prim ordial al hueso y al riñ ó n ). Es posible medirla en sangre cuando se sospecha hipercalcem ia hum eral de malignidad. La PTH rP y la PTH no hacen reacción cruzada entre sí en inm unoanálisis, lo que perm ite m edir de m anera confiable cada proteína en el laboratorio clínico. La hipercalcem ia m ediada por PTHrP se relaciona con la supresión de la PTH. Al igual que con la hipercalcem ia mediada por la PTH , la hipercalcem ia m ediada por la PTHrP se origina sobre todo por resorción ósea y aum ento de la reabsorción tubular renal fraccio­ nal de calcio. Los cánceres que producen PTH rP y cau­ san hipercalcem ia se vincu lan co n un pronóstico bastante m alo. Los síntom as relacionados con el síndrom e incluyen cam bios en el estado m ental, cálculos renales y fracturas, así com o otras m anifestaciones relacionadas con cáncer.

C ausas p o r el sistem a orgánico E l síndrom e leche-álcali es una causa rara de hipercalce­ m ia, pero a lo largo del tiem po ha tenido im p ortancia .21 Se le describió por prim era vez en la década de 1 9 2 0 en pacientes tratados por úlceras pépticas co n lech e o crem a, o am bas, y sales de carbonato o bicarbonato. E l consum o de dosis elevadas de calcio y antiácidos absorbibles (p. ej., b icarb onato de sodio; am bos agentes se encuentran ju n to s en el carbonato de calcio) tal vez ocasione hipercalcem ia y alcalosis m etabólica. E l síndrom e lech e-álcali se relacio­ na a m enudo con insuficiencia renal. E l m ecanism o actual del síndrom e leche-álcali es un poco im preciso, pero se Tumor

PTHrP -

-Hueso: resorción------------Riñón: reabsorción tubular

Paratiroides: supresión de la secreción de PTH

Hipercalcemia Nota: sin circuitos de retroalimentación al tumor

FIGURA 21-6. Fisiopatología endocrina de la PTHrP. Se demuestra el efecto de los tumores que producen PTHrP en exceso. El efecto flslopatológlco es a través de los mismos sistemas orgánicos utilizados por la PTH para aumentar el calcio sanguíneo. La diferencia entre la PTH y la PTHrP es que la primera está sujeta a regulación por retroali­ mentación, en tanto la PTHrP no depende de ninguna regulación por retroalimentación por calcio (compárese con la fig. 21-4.).

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relaciona, cuando m enos en parte, con aum ento de la absorción intestinal y dism inu ción de la d epuración renal de calcio y bicarbonato. La PTH se suprim e en la hipercal­ cem ia del síndrom e leche-álcali. La insu ficien cia renal causa varias anorm alidades en el m etabolism o de calcio , com o hipercalcem ia e hip ocalce­ m ia, lo que depende de varios factores .21-22 No es correcto por com pleto d ecir si se trata de una causa n o horm onal de hipercalcem ia porque a m enudo tam bién se encuentran variaciones anorm ales en el m etabolism o de la PTH y la vitam ina D. E n la insuficiencia renal, la excreció n renal de calcio y fosfato se encuentra suprim ida en gran m edida, si no es que por com pleto. E l fosfato de calcio es insoluble y tiende a precipitarse en tejid o blando. P or lo general, la PTH aparece elevada en presencia de in su ficiencia renal y, en equilibrio con la precipitación de fosfato de calcio y la pérdida de excreció n del calcio urinario, tal vez con trib u ­ ya a hipercalcem ia. La 1-hid roxilación de la 25-h id roxiv itam ina D es abolida en la insuficiencia renal, de m odo que no se produce la form a activa de la vitam ina D. Se sue­ le adm inistrar l,2 5 (O H )2D a pacientes co n insuficiencia renal, lo que quizá contribuya a hipercalcem ia.

F á rm a co s q u e ca u sa n hipercalcem ia Varios fárm acos causan hipercalcem ia .21 Estos fárm acos se analizan m ás adelante con m ayor detalle ( “Fárm acos que afectan el m etabolism o del ca lcio ”). Los diuréticos tiacídicos cu entan con una larga historia en el tratam iento de hipertensión y llegan a causar reten ­ ció n del calcio filtrado de m anera glom erular y producen hipercalcem ia o contribuyen a ella. A las dosis utilizadas de rutina para tratar hipertensión, la hipercalcem ia es p oco habitual. Cualquier otro factor que exacerbe el efecto hipercalcém ico de las tiazidas tal vez aum ente la probabi­ lidad de hipercalcem ia relacionada con la tiazida (p. ej, insuficiencia renal, hiperparatiroidism o prim ario). E l litio , a dosis usadas de rutina para tratar el trastorno afectivo bipolar, quizá se relaciona co n hipercalcem ia. Al parecer el litio cam bia el punto de aju ste de regulación de calcio para la secreción de PTH , lo que favorece una con cen tració n m ás elevada de calcio sanguíneo. Además, esto aum enta la señalización de PTH al tejid o b lan co de la PTH (en particu lar hueso y riñ ó n ), lo que increm en ta el calcio sanguíneo. Las dosis elevadas de vitam ina A o los análogos/metab olito s de vitam ina A de la fam ilia del ácido retin oico se relacionan con hipercalcem ia. E n la hipercalcem ia de vita­ m ina A/ácido retin oico, la PTH y la l,2 5 (O H )2D se supri­ m en, en tanto la PTH rP no se eleva. Al parecer la vitam ina A/ácido retin oico funciona a través de la activación de osteoclastos y resorción ósea.

HIPOCALCEM IA La hipocalcem ia se define com o el estado de co n cen tracio ­ nes de calcio sanguíneo por debajo del rango n o rm al .23 Tal vez la m ejo r m anera de m edirla sea por calcio ionizado. E l calcio total no es d iagnóstico, a m enos que tam bién se acom pañe por una m ed ición de albúm ina.

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PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

Signos y síntom as de hipocalcem ia

C ausas de hipocalcem ia

Los signos y síntom as de hipocalcem ia, con respecto a los signos y síntom as relacionados co n hipercalcem ia, son p roteicos y dem uestran variación individual en el d escen­ so de calcio ante cualquier signo o síntom a particular que aparezca .23 Por lo general, los signos y síntom as de h ip o­ calcem ia se d escriben por sistem a orgánico: • N eurom usculares: la tetania (contracción m uscular invo­ luntaria) afecta de manera prim ordial los m úsculos de las m anos, los pies, las piernas y la espalda. La afección del 7o nervio craneal (nervio facial), ju sto en la parte ante­ rior del oído, llega a producir contracción en la esquina ipsolateral de la boca (signo de Chvostek). Se observa entum ecim iento y horm igueo en cara, m anos y pies. La inflación de un puño de presión sanguínea a 2 0 mmHg por arriba de la presión sanguínea sistólica del paciente que induce u n estado de isquemia en el brazo (acidosis m etabólica), tal vez produzca espasmo en los m úsculos de la m uñeca y de la mano (signo de Trousseau). • SN C: se observan irritabilidad, convulsiones, cam bios de personalidad y alteración del fu ncionam iento in te­ lectual. • Cardiovasculares: el calcio no sólo ju eg a un papel cru ­ cial en la corriente lenta de calcio interno del com p lejo Q RS de d espolarización ventricular, sino que tam bién desem peña una fu nción crítica en el acoplam iento electrom ecánico. E n la hipocalcem ia, tal vez se observe prolongación Q T en la E C G . E n el extrem o, se detecta d isociación electrom ecánica (D E M ). La disfu nción co n ­ tráctil cardíaca es rara pero, en casos extrem os, origina cardiopatía congestiva. La d isfu nción cardíaca a partir de hipocalcem ia debe tratarse con calcio intravenoso em ergente.

C ausas endocrinas La PTH y la vitam ina D dom inan las causas end ocrinas de hipocalcem ia. E sto es im portante para com enzar con el análisis de una respuesta endocrina clave a la hipocalcem ia (o la am enaza de ésta). Con excep ción de la hip ocalce­ m ia debida a hipoparatiroidism o, una respuesta fisiológica endocrina clave para todos (otros) los tipos de h ip o calce­ m ia es que la paratiroides secreta más PTH para tratar de prevenir o contrarrestar la hipocalcem ia. A la elevación de la PTH en respuesta a una am enaza de hipocalcem ia se le co n o ce com o hiperparatiroidism o secundario23 y, debido a él, se encuen tra que m u chos pacientes con esta respuesta m antienen el calcio sanguíneo dentro de los lím ites nor­ m ales. E l hiperparatiroidism o secundario se distingue del hiperparatiroidism o prim ario de varias m aneras im portan­ tes (cuadro 2 1 -1 ). E n el hiperparatiroidism o prim ario, la PTH se eleva debido a un trastorno del tejid o paratiroideo (una o más glándulas paratiroides); en el hiperparatiroi­ dism o secundario, la paratiroides es norm al y saludable, y la PTH se eleva com o adaptación fisiológica a la amenaza de hipocalcem ia. E n el hiperparatiroidism o prim ario, la hipercalcem ia se cura por extirpación de la (s) paratiroides afectadas. E n el hiperparatiroidism o secund ario, la hip o­ calcem ia (o la am enaza de ésta) em peoraría bastante y sería m ás difícil de tratar si se extirpara la paratiroides. Cuando sea posible, se debe tratar el hiperparatiroidism o secundario al atacar la causa subyacente o am enaza de hipocalcem ia y dejar sola a la paratiroides. Debido a que el papel principal de la PTH es prevenir la hipocalcem ia, resulta com prensible que la fu n ció n inade­ cuada de la paratiroides causaría hipocalcem ia o tendencia hacia ella .24 E l trastorno de fu n ción paratiroidea inadecua­ da (o pérdida de la m ism a), o hipoparatiroidism o, ocurre

ES T U D IO D E C A S O 21-3 U n hom bre de 26 años de edad acude co n su m édico tres sem anas después de som eterse a extirpación q u i­ rúrgica de la tiroides por cáncer de la tiroides. Su d oc­ tor le asegura que “todo está resuelto”. Sin em bargo, a partir del m om en to en que regresó a casa, n otó calam ­ bres m usculares involuntarios bastante dolorosos. Ade­ m ás, tuvo entum ecim iento y horm igueo alrededor de la b oca y en m anos y pies. Su novia inform a que ha esta­ do “más irritable” durante el últim o par de sem anas. Su historial m édico sólo es notable por el diagnóstico reciente de cán cer de la tiroides y la resección de tres sem anas antes de su visita. E l ú n ico m ed icam ento que tom a es L -tiroxin a. Los antecedentes fam iliares no co n ­ tribuyen. E n el exam en físico, se observa la cicatriz de la tiroidectom ía b ien cicatrizada. El golpeteo en la cara, en la parte in terio r de los oídos, causa co n tracció n en la esquina ipsolateral de la boca (signo de C hvostek). No hay m asas palpable en el lech o tiroideo. E l puño

de presión sanguínea inflado por arriba de la presión sistólica indu ce una contractu ra m uscular involuntaria en la m ano ipsolateral después de 6 0 s (signo de Trous­ seau). Los resultados de laboratorio son notables para calcio , 5 .6 mg/dl (norm al, 8 .5 a 1 0 .2 mg/dl); albúm ina, 4 .1 g/dl; Ñ US, 2 0 ; y creatinina, 1.0. La PTH intacta es indetectable a < 1 pg/ml.

Preguntas 1. ¿C uáles resultados de laboratorio son anorm ales? 2. ¿Q ué trastorno está experim entando a partir de la tiroidectom ía? 3 . ¿Cuál es la causa de esta afección sintom ática? 4. ¿C uál es el tratam iento para este pacien te, adem ás de la m ed icación con tiroxina?

CAPÍTULO 21 ■ FUNCIÓN PARATIROIDEA Y CONTROL DE LA HOMEOSTASIS DEL CALCIO

CUADRO 21-1. HIPERPARATIROIDISMO PRIMARIO (1°) CONTRA SECUNDARIO (2°)a HPT 1o

HPT 2o

Calcio sanguíneo

Elevado

Bajo o normal

Concentración de PTH

Elevado

Elevado

Calcio urinario

Elevado

Por lo general bajo

Anormalidad/ disfunción

Paratiroidismo

a En este cuadro se resumen importantes distinciones entre el hiper­ paratiroidismo primario (HPT 1o) y el hiperparatiroidismo secundario (HPT 2o), como calcio sanguíneo y PTH, calcio urinario y la ubicación del defecto subyacente.

en varias situaciones, de las cuales la más frecuente es la posquirúrgica. La cirugía del cu ello llega a elim inar las glándulas paratiroides o las daña de m anera irreversible. E l con texto más habitual es la cirugía de la tiroides, com o resultado de la proxim idad anatóm ica de la paratiroides a la glándula tiroides. No es posible resaltar lo suficiente la im portancia de u n ciru jano experim entado en cabeza y cuello para ayudar a reducir al m áxim o la posibilidad de elim inación o daño accidental de la paratiroides. Al igual que sucede con m uchas glándulas endocrinas, el tejid o paratiroideo es atacado por el sistem a inm un itario y ori­ gina d estrucción de la paratiroides autoinm unitaria. Al hipoparatiroidism o autoinm un itario se le agrupa co n otras enferm edades autoinm unitarias, com o la diabetes tipo 1 , enferm edad de la tiroides autoinm unitaria y enferm edad de Addison. E l hipoparatiroidism o autoinm unitario es un po co raro en com paración con otras enferm edades que se observan con m ayor frecuencia. E l tratam iento del h ip o­ paratiroidism o se centra en el m antenim iento norm al del calcio sanguíneo, sin ocasionar otros efectos adversos. La PTH no está disponible en clín ica para la terapia de reem ­ plazo (dada la reciente disponibilidad de la PTH recom b inante hum ana, es posible que pronto se utilizará la PTH para tratar el hipoparatiroidism o). Cuando la paratiroides ya no está presente o fu ncion a de m anera apropiada, la d eficiencia se trata con una dosis relativam ente elevada de vitam ina D y ca lcio .24La vitam ina D estim ula la absorción intestinal de calcio. Sin em bargo, en ausencia de la PTH , el calcio absorbido tal vez se excrete en la orina libre, lo que produce hipercalciuria que, a su vez, pudiera in crem en­ tar el riesgo de cálculos renales con contenid o de calcio. P or tanto, es necesario que exista cierto equilibrio en el consu m o de calcio y vitam ina D para prevenir de m anera sim ultánea hipocalcem ia e hipercalcem ia. Por lo general, el objetivo es m antener el calcio sanguíneo en el extrem o inferior de lo norm al para ayudar a lograr este equilibrio. E l seudohipoparatiroidism o es una enferm edad gené­ tica que da com o resultado desacoplam iento del receptor de la PTH de la adenilato ciclasa, debido a un a proteína G estim ulatoria m utante (G E) . 7 E n esta enferm edad, no hay u n efecto fisiológico de la PTH. Ésta se une con su recep­

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tor, pero no activa al segundo m en sajero, la AM P cíclica (A M Pc). Los pacientes tien en hipocalcem ia y a m enudo hiperfosfatem ia, sim ilar a los pacientes con hipoparati­ roidism o; sin em bargo, al m edir la PTH , ésta es elevada. N ótese que la PTH elevada constitu ye la respuesta fisio­ lógica de tejid o paratiroideo norm al y sano a la h ip ocal­ cem ia porque el defecto radica en la señ alización a través del recep tor de la PTH y no en la glándula paratiroides. Éste es un ejem plo clásico de u n síndrom e de resistencia horm onal. Además, los pacientes con seudohipoparatiroi­ dism o tien en baja estatura, y 4° y 5 o m etacarpianos cortos. Se trata de un trastorno raro, pero u n caso instructivo de la m edicina m olecular y el m etabolism o del calcio. E l tra­ tam iento consta de calcio y vitam ina D, com o ya se d escri­ bió para el hipoparatiroidism o. La hipovitam inosis D d escribe de m anera am plia un grupo de estados que am enazan al cuerpo con h ip ocal­ cem ia, com o disponibilidad b aja de vitam ina D ,23 m eta­ bolism o d efectuoso de la vitam ina D ,26 o m u taciones en el receptor de la vitam ina D .26 E stos problem as causan acción insuficiente de la vitam ina D (el efecto de la vita­ m ina D es m ediado por 1 ,2 5 (O H )2vitam ina D que se une al receptor de la vitam ina D, un m iem bro de la fam ilia del supergén receptor nuclear, y regula la tran scripción de los genes responsables de la vitam ina D ). E sto causa la am enaza de hipocalcem ia, enfrentada por el desarrollo de hiperparatiroidism o secundario, que reducirá a su m ínim a expresión la h ipocalcem ia o la elim inará. E l hiperparati­ roidism o secundario es una respuesta de adaptación para reducir al m áxim o la fisiopatología de la a cción defectuosa de la vitam ina D y nu nca se tratará co n paratiroidectom ía. E l tratam iento depende del defecto subyacente. La insufi­ cien cia de vitam ina D se trata por reem plazo de la vitam i­ na D con fuentes dietéticas (leche fortificada con vitam ina D o suplem entos v itam ínicos). Los defectos genéticos del m etabolism o de la vitam ina D se tratan al sum inistrar el m etabolito activo, l,2 5 (O H )2D, para evitar el defecto m etabólico. Las anom alías genéticas del receptor de la vitam ina D tal vez sean más difíciles de tratar; por lo gene­ ral, se adm inistra l,2 5 (O H )2D e n dosis farm acológicas, y la respuesta es variable. E l fenóm eno del hiperparatiroidism o terciario se m en­ ciona de m anera breve porque se aborda con frecuencia en la literatura. Por lo general, este trastorno (sin im plica­ ciones respecto a la fisiopatología subyacente) se encu en­ tra en pacientes con insuficiencia o falla renal crónica. La insuficiencia o falla renal es una etiología frecu ente para hiperparatiroidism o secundario. Se piensa que la estim u­ lación prolongada de la fu n ció n de la paratiroides en el hiperparatiroidism o secundario pudiera estim ular el desa­ rrollo de u n adenom a paratiroideo o hiperplasia parati­ roidea, lo que se asem eja al hiperparatiroidism o prim ario en el establecim ien to de hiperparatiroidism o secundario previo .27 Los autores ponen en duda esta supuesta fisio­ patología del hiperparatiroidism o terciario: es com o si el hipotiroid ism o cró n ico estim ulara el desarrollo de adeno­ m as tirotróficos hipofisarios o la enferm edad de Addison estim ulara el desarrollo de adenom as corticotrop os hipo­ fisarios o la enfermedad de Graves estimulara el desarrollo

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PARTE III ■VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

de adenom as tiroideos con h ip erfu n ción (ningu na de estas situaciones sucede en realidad). No obstante, abun­ da la literatura sobre el hiperparatiroidism o terciario. A d iferencia de lo que sucede co n el hiperparatiroidism o secund ario, el terciario casi siem pre se trata co n m edios quirúrgicos.

Causas en el sistem a orgánico Las causas de hipocalcem ia en el sistem a orgánico se rela­ cionan con los sistem as orgánicos que ju eg an papeles cla­ ve en la hom eostasis del calcio. L os problem as intestinales, que inclu yen síndrom e del in testino delgado, síndrom es de m alabsorción y síndrom es de secreción , llegan a producir m alabsorción de calcio y, por tanto, am enaza de hipocalcem ia. Una vez m ás, la am e­ naza de hipocalcem ia se contrarresta por el desarrollo de hiperparatiroidism o secundario, que trata de m antener el calcio sanguíneo dentro de los lím ites norm ales al extraer calcio del hueso y aum entar la reabsorción tubular renal de calcio. Por lo general, el tratam iento con sta de dosis elevadas de vitam ina D y calcio. La insuficiencia o falla renal causa hipocalcem ia por hiperfosfatem ia (la constan te del producto de b aja solu bi­ lidad, Kbs, para el fosfato de calcio es Kbs= 1 .2 X 10-29) y por m etabolism o defectuoso de la vitam ina D .27 Además, estos pacientes desarrollarán hiperparatiroidism o com o respuesta adaptable. E l calcio sérico de pacien tes tratados con hem odiálisis o diálisis peritoneal es fácil de norm ali­ zar (el fosfato no se controla con tanta facilidad m ediante d iálisis). Por lo general, el trasplante corrige el defecto. E l tratam iento con calcitriol (l,2 5 (O H ),D ) a m enudo es útil, pero conlleva el riesgo concom itante de desarrollo de hipercalcem ia. O tra causa de hipocalcem ia es un defecto genético en el túbulo renal que causa incapacidad para recuperar de m anera norm al el calcio filtrado fuera del líquido tubular. E l calcio filtrado se pierde en esencia por la orina. Esto tam bién causa hiperparatiroidism o secundario para preve­ n ir la hipocalcem ia, que generaría el consu m o inapropiado de calcio. E l hiperparatiroidism o aum enta la absorción GI

de calcio y la resorción ósea y am inora la tend encia a hip o­ calcem ia, pero no increm enta la reabsorción tubular de calcio debido al defecto genético. Por tanto, estos pacien ­ tes presentan hipercalciuria y tend encia a cálculos renales. E l tratam iento para este trastorno es la hidroclorotiazida (H C TZ ) a dosis m ás elevadas que las utilizadas para tratar hip erten sión .9 Los aspectos finales del tratam iento son la norm alización de la excreción de calcio urinario y la n or­ m alización de la PTH.

FÁRM ACO S QUE AFECTAN EL M ETABOLISM O DEL CALCIO Una vez analizada la hom eostasis del calcio y la hipercal­ cem ia y la hipocalcem ia, hay que m en cion ar ciertas cla­ ses im portantes de fárm acos que afectan el m etabolism o del calcio. Es posible que estos fárm acos se relacionen de m anera directa con la fisiología endocrina y orgánica ya analizada. Los fárm acos antirresortivos inhib en la resorción ósea mediada por o steoclastos .28 Los fárm acos de esta cate­ goría am plia inclu y en fárm acos que han estado disponi­ bles por varios años para tratar o prevenir osteoporosis, com o estrógenos, bisfosfonatos, m oduladores receptores de estrógeno selectivo (SERM S; el prototipo es la raloxifen a ), y calcitonin a. E stos fárm acos actúan a través de varios m ecanism os sobre los osteoclastos para prevenir la resor­ ció n ósea m ediada por osteoclastos, de ahí el nom bre de la categoría, antirresortivos. Estos fárm acos se utilizan en varias situaciones clínicas para ayudar a prevenir la ren o­ vación ósea y la pérdida de m asa esquelética y a dism i­ nu ir el riesgo de fractura. Entre los ejem plos clín ico s más sobresalientes en encuentran la osteoporosis posm enopáusica, la osteoporosis inducida por g lu cocorticoid es y la osteoporosis idiopática. E n algunos casos, varios de estos fárm acos se utilizan para tratar hipercalcem ia (vide supra). D e m anera específica, varios bisfosfonatos adm inistrados por vía intravenosa se em plean para tratar la hipercalcem ia m aligna. Además, la calcitonin a subcutánea se utiliza para tratar el calcio sanguíneo peligrosam ente elevado, aunque

ES T U D IO D E C A S O 21-4 U na m u jer de 8 2 años de edad que vive en u n hogar para ancianos siente inestabilidad en sus pies y ya no sale m u cho a la calle. No ha tom ado lech e, ya que es in tolerante a la lactosa. No toma algún suplem ento die­ tético. Ella d ice, “son los estragos de la edad, doc” pero por otra parte no tiene ninguna queja específica. E n su evaluación de laboratorio anual, se en con tró calcio un po co b ajo de 8 .2 mg/dl (norm al, 8 .5 a 1 0 .2 mg/dl), con albúm ina de 3 .5 mg/dl (norm al, 3 .5 a 4 .8 g/dl); ÑUS, 2 8 ; y creatinina, 1.1. Esto indica valoración adicional, que revela PTH intacta elevada a 181 pg/ml y 25(O H ) vitam ina D baja de 6 ng/ml (n orm al, 2 0 a 5 0 ng/ml).

Preguntas 1. ¿Q ué posibilidad diagnóstica sugieren los resultados de laboratorio iniciales de su evaluación anual? 2. E ste diagnóstico diferencial del paciente inclu ye dos enferm edades. ¿Cuáles son? 3. ¿Su fu nción renal se relaciona co n cualquiera de estas dos enferm edades? 4. ¿C óm o se debe tratar a esta paciente?

CAPÍTULO 21 ■ FUNCIÓN PARATIROIDEA Y CONTROL DE LA HOMEOSTASIS DEL CALCIO

la taquifilaxia se desarrolla con rapidez y se establecerán otros m edios para reducir el calcio en el m om ento en que se ponga en práctica. Además, existen fárm acos que estim ulan la resorción ósea, sobre todo los glucocorticoides, com o la prednisona y la m etilprednisolona. E stos fárm acos se utilizan de m anera am plia para tratar trastornos inflam atorios, com o asma, artritis reum atoide y lupus, así com o en el régim en de m edicam entos antirrechazo que se em plean en pacien ­ tes con trasplantes orgánicos. Las dosis farm acológicas de glu cocorticoid es sem ejan el efecto del cortisol elevado en el síndrom e de Cushing end ógen o .29 La prednisona (p. ej., g lu cocorticoid e) afecta al m etabolism o del calcio de varias m aneras. U na de ellas es a través de la estim u lación de los osteoclastos para la resorción ósea. E sto desacopla relati­ vam ente la form ación y resorción óseas, lo que favorece esta últim a. E l resultado es una pérdida neta de masa ósea (y arquitectura ósea). U na fuente principal de m orbilidad relacionada con dosis farm acológicas de glucocorticoides es la osteoporosis inducida por glucocorticoides. D os bisfosfonatos, el alendronato y risedronato, están aprobados por la A d m inistración de F árm acos y A lim entos (FD A , por sus siglas en inglés) de Estados U nidos para el tratam iento de la pérdida ósea inducida por glucocorticoides. O tros m ed icam entos relacionados con la resorción ósea acele­ rada inclu yen anticonvulsivos (en particular la fen itoín a), ciclosporina A y varios agentes cito tóxicos. E l litio , un catión m onovalente pequeño de la fam ilia alcalino-terra/prim era colum na de la tabla periódica, se em plea para tratar el trastorno afectivo bipolar. A dosis rutinarias para tratar d icho trastorno, el litio se relaciona con hipercalcem ia. Al parecer el litio cam bia el punto de aju ste para la regulación del calcio de la secreción de la PTH , lo que favorece una con cen tració n elevada del calcio sanguíneo. Además, es posible que esto aum ente la señ ali­ zación de la PTH al tejid o objetivo de la PTH (en particu­ lar hueso y riñ ó n ), lo que eleva el calcio sanguíneo. Los d iu réticos de la tiazida, que cu entan co n u n lar­ go historial en el tratam iento de la hipertensión , llegan a causar reten ció n de calcio filtrado de m anera glom erular e hipercalcem ia o contribuyen a ella. E n Estados U nidos, la H C TZ es el agente de esta clase m ás utilizado. A dosis rutinarias para tratar la hipertensión , la hipercalcem ia es rara, aunque los factores que exacerban el efecto hipercalcém ico de las tiazidas tal vez in crem en ten la probabi­ lidad de hipercalcem ia relacionada con la tiazida (p. ej., enferm edad renal, hiperparatiroidism o prim ario ).21 Sin em bargo, la causa de un problem a quizá sea el tratam iento de otro. La H C TZ es el tratam iento de elecció n para la filtración renal genética de calcio que causa hipercalciuria (y pred isposición a cálculos renales que con tien en calcio ) e hiperparatiroidism o secundario. E n fecha reciente, la FDA aprobó la PT H j 34 recom binante hum ana, o teriparatida, u n fárm aco con el que, por primera vez, se logra la estim ulación directa de la form a­ ción ósea mediada por osteoblastos .30 Debido a que se trata de una horm ona peptídica, debe adm inistrarse de manera parenteral (de manera sem ejante a la insulina); se inyecta por vía subcutánea de la mism a forma que la insulina. Aun­

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que parece paradójico, la PTH , la horm ona ya descrita para reabsorber hueso, tam bién se utiliza para construir hueso. Esto tiene que ver con la farm acocinética de la teriparatida. E n las células óseas, sólo los osteoblastos expresan recepto­ res de la PTH. La teriparatida, adm inistrada una vez al día, tiene una vida media breve en el suero, de alrededor de una a dos horas, y sale del sistem a en sólo unas cuantas horas. La adm inistración una vez al día de la teriparatida señala a los osteoblastos la construcción de hueso; sin embargo, debido a la duración de la señal, no perm ite que los osteo­ blastos envíen la señal de la citocina a los osteoclastos (a los que habrían respondido por resorción del hueso). La teri­ paratida estimula la form ación del hueso cortical y trabe­ cular sin una respuesta de resorción ósea acoplada. Sólo está aprobada para tratar osteoporosis grave. Sin embargo, tiene otros usos, com o el tratam iento de hipoparatiroidis­ m o y aum ento de la curación de fracturas, que están bajo estudio. Además, es posible utilizarla en com binación con un fárm aco antirresortivo, que llega a potenciar aún más el efecto del m edicam ento sobre el esqueleto. Está en desarrollo una interesante nueva clase de fár­ m acos, los calcim im éticos, para tratar el hipertiroidism o. E l congénere de esta clase, cinacalcet, es un agonista del receptor sen sible al ca lcio .31 Al un irse al recep tor sen si­ b le al calcio en el tejido para tiroideo, este agente señala a la célu la paratiroidea que hay calcio am biental adecua­ do, que subregula la tran scripción del gen de la PTH y la secreción de PTH. Este agente se en cuentra b a jo estudios clín ico s para evaluar su fu n ción en el tratam iento no q ui­ rúrgico del hiperparatiroidism o prim ario y com o coadyu­ vante para el tratam iento del carcinom a paratiroideo y el hiperparatiroidism o secundario.

EN FERM EDADES Ó SEAS M ETABÓLICAS Varios estados patológicos afectan la m icroarquitectura y m acroarquitectura, la fuerza y la integridad del esque­ leto. Los ejem plos que se proporcionan aquí constitu yen m odelos para la enseñanza o suelen encontrarse en ciertas poblaciones de pacientes. E n la m ayor parte de los casos, estos m odelos se relacionan co n los principios fisiológicos antes revisados.

Raquitism o y osteom alacia E l raquitismo y la osteom alacia son enfermedades del m eta­ bolism o de la vitam ina D .25,26 Ambas enfermedades m ues­ tran defectos en la m ineralización del esqueleto (deposición de calcio y fosfato, o hidroxiapatita, en hueso). Una diferen­ cia distintiva entre estas enfermedades es la edad de inicio: el raquitism o se caracteriza por com enzar en la infancia, en tanto que la osteom alacia aparece en la edad adulta. Varios defectos causan raquitism o y osteom alacia; de acuerdo con el m om ento de inicio, las m anifestaciones esqueléticas difie­ ren. E l raquitism o está relacionado con deformidades óseas debido a la presión de los huesos largos bajo la influencia de la gravedad. Puesto que los huesos ya están form ados para el m om ento de inicio de la osteom alacia, dicha deform i­ dad ósea no se manifiesta. Por lo general, am bos trastornos están vinculados con el desarrollo del hiperparatiroidism o

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PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

secundario. En am bos casos, es posible que surjan fractu­ ras a causa de la deficiente estructura ósea; es probable que éstas contribuyan a hiperparatiroidism o secundario. En ocasiones se observa hipocalcem ia, aunque tam bién llega a encubrirse por los efectos del hiperparatiroidism o secu n­ dario. Gracias a la existencia de la leche fortificada con vitam ina D y a la conciencia pública, ambos trastornos se volvieron m enos frecuentes que a principios del siglo pasa­ do. No obstante, la gente de cualquier edad que no recibe la luz solar y aquella que no incluye suplem entos en su dieta están en riesgo de deficiencia en vitam ina D. La pertinencia de la vitam ina D en el cuerpo se valora por la concentra­ ción sanguínea de la 25-hidroxivitam ina D. Debido a que en estas condiciones tam bién se espera hiperparatiroidismo secundario, se obtendrán PTH intacta en suero y calcio, y albúm ina o calcio ionizado para su confirm ación. E l raquitism o se origina, tam bién, por los defectos gené­ ticos en el m etabolism o de la vitam ina D o en el receptor de la vitam ina D .26 E l análisis bioqu ím ico de pertinencia de la vitam ina D ( 2 5 (O H )vitam ina D ) tal vez sea norm al, lo que depende del defecto. La l,2 5 (O H )2D es baja, norm al o elevada, de acuerdo con el defecto genético. Los defec­ tos en el m etabolism o de la vitam ina D se tratan de m ejo r m anera al adm inistrar el com puesto de actividad m etabó­ lica, l,2 5 (O H )2D (calcitrio l). Se han descrito varios defec­ tos del receptor de la vitam ina D, que inclu yen la unión anorm al del ligando, la unión anorm al del DNA y la tran­ sactivación anorm al de la m aquinaria transcripcional en el sitio regulatorio de los genes de respuesta de la vitam ina D. E l defecto determ ina la conveniencia con que el paciente responderá a las dosis farm acológicas de calcitriol.

O steoporosis Se le considera una consecuencia inevitable de la edad y es la enferm edad ósea m etabólica m ás frecuente en adultos. La osteoporosis es una enferm edad silenciosa hasta que

ES TU D IO Una niña de 6 años de edad es llevada con el pediatra debido a que sus padres inform an que su altura n o se desarrolla de la m anera en que ellos piensan que debe­ ría h acerlo (o com o lo hizo su herm ana de 8 años) y sus piernas tienen aspecto arqueado. La paciente tom a lech e y, más allá de su b aja estatura y sus pier­ nas arqueadas, tiene las características norm ales de sus am igos de 6 años. No toma m edicam entos. Sus ante­ cedentes fam iliares inclu yen prim os en la fam ilia del padre con u n problem a sim ilar. E l pediatra obtiene resultados de laboratorio que son notables para calcio, 7 .2 mg/dl (norm al, 8 .5 a 1 0 .2 mg/dl), co n albúm ina, 4 .1 g/dl (norm al 3 .5 a 4 .8 g/dl). E n la radiografía de la extrem idad inferior se m uestra arqueado de los huesos largos y desm ineralización generalizada. Esto indica la o b ten ció n de otras pruebas de laboratorio, m ism as que revelan una PTH intacta elevada a 866 pg/ml (norm al, 11 a 5 4 pg/ml); 2 5 (O H ) vitam ina D, norm al a 3 5 ng/ml

causa una fractura, co n frecuencia a un grado de traum a­ tism o que no habría causado una fractura en u n esqueleto n o osteop orótico (es decir, la fractura por fragilidad osteop o rótica). E n la actualidad, se recon o ce que la osteop oro­ sis es una enferm edad específica con significado personal y consecu encias en la salud pública. C on este re co n o ci­ m ien to, se lograron avances im portantes en el diagnóstico, la prevención y el tratam iento de la osteoporosis. E n Estados U nidos, la osteoporosis afecta a un estim ado de 2 0 a 2 5 m illones de habitantes (co n predom inancia de alrededor de 4 :1 , m u jeres:hom bres) y causa cerca de un m illón y m edio de fracturas cada a ñ o .32 La m ayor parte son com presiones vertebrales, seguida por la cadera, y des­ pués por el antebrazo distal, las costillas y el húm ero. La fractura osteop orótica más m órbida es la de cadera, en ésta todas las fracturas requieren cirugía. Aunque alrededor de la m itad de las com presiones vertebrales llega a ser asintom ática, la fractura de cadera conlleva una m orbilidad im portante, así com o m ayor m ortalidad. De h echo, la m or­ talidad por fractura de cadera aum enta alrededor de 20% en el prim er año después de la fractura. Además, se piensa que en la actualidad la cantidad de m uertes relacionadas con fractura de cadera es igual a la de cán cer de pecho. E xisten varios factores de riesgo para la dism inución de la masa ósea con aum ento concom itante de riesgo de fractura ,32 pero la valoración del factor de riesgo por sí sola constituye un pobre factor pronóstico de osteoporosis. Los factores de riesgo aceptados de dism inución de la masa ósea incluyen hipogonadism o (más a m enudo el estado posm enopáusico en m ujeres, pero tam bién hipogonadism o en hom bres), increm ento de la edad, antecedente fam iliar de osteoporosis (aunque el gen o los genes im plicados no se con o cen ), hábitos corporales de delgadez, ascendencia cau­ cásica o asiática, tabaquism o, alcoholism o, exceso de gluco­ corticoides (síndrom e de Cushing o, con m ayor frecuencia, adm inistración exógena), hiperparatiroidism o, trastornos del m etabolism o de la vitamina D, hipertiroidism o endó-

C A S O 21-5 (norm al, 2 0 a 5 7 ng/ml); y l,2 5 (O H )2 vitam ina D inde­ tectable a < 1 pg/ml (norm al, 2 0 a 75 pg/ml).

Preguntas 1. ¿Cuál trastorno in d ican las pruebas prelim inares de laboratorio?

2 . ¿Cuál es el significado de las con cen tracio n es de 2 5 (O H ) vitam ina D y de l ,2 5 (O H )2 vitam ina D en las pruebas de laboratorio de seguim iento? 3. D escriba el error innato del m etabolism o de esta paciente. 4. ¿Cuál trastorno secundario recurrirá si el tratam ien­ to de la vitam ina D se interrum pe en una etapa pos­ terior de su vida?

CAPÍTULO 21 ■ FUNCIÓN PARATIROIDEA Y CONTROL DE LA HOMEOSTASIS DEL CALCIO

CUADRO 21-2. PRUEBAS DE LABORATORIO QUE SON ÚTILES EN LA EVALUACIÓN DE PACIENTES PARA DENSIDAD Ó SEA BAJA O FRACTURA3_____________________________________________ ÑUS, creatinina Bicarbonato Calcio y albúmina (o calcio ionizado) Fracción de globulina (proteína-albúmina total) Fosfatasa alcalina, fosfatasa alcalina específica del hueso, osteocalcina TSH,' T,4 _______________________ libre

—

Gonadotropinas, estradiol o testosterona PTH intacta RSC, WBC diferencial 25-hidroxivitamina D 1,25 dihidroxivitamina D Calcio urinario a las 24 horas Otras pruebas de laboratorio de acuerdo con el perfil del paciente: PTHrP, cortisol libre urinario, electroforesis proteica en suero, proteína de Bence Jones Radiografías del sitio del esqueleto en cuestión Densitometría mineral ósea (DEXA) Otros análisis de acuerdo con el perfil del paciente aSe enumeran las pruebas de laboratorio (no todas concluyentes) que son útiles en la determinación de insuficiencia renal, acidosis, hipercal­ cemia, aumento de la fracción de globulina, renovación ósea, función tiroidea, hiperparatiroidismo, hipercalciuria, anemia, pertinencia de vitamina D y otras dirigidas de manera más específica a cualquier anor­ malidad encontrada o considerada.

geno (en particular m ujeres posm enopáusicas) y algunas malignidades (incluyendo la ausencia de m etástasis ósea). Algunos de estos factores cuentan con terapias específicas, en las que se pone énfasis en la im portancia de la evalua­ ción y el tratam iento de las causas secundarias de la pérdida ósea antes de tan sólo com enzar con la terapia general para

osteoporosis. Varias pruebas de laboratorio son útiles en el diagnóstico de osteoporosis u otros procesos patológicos que tal vez ocasionen salud ósea deficiente (cuadro 21 - 2). La osteoporosis se diagnostica con base en una frac­ tura que ocurre a un grado inapropiado de traumatismo {osteopor ótico, o fractura por fragilidad ). Dichas fracturas no incluyen aquellas que suceden a un grado apropiado de traumatismo. La ocurrencia de una prim era fractura por fragilidad predice más fracturas de este tipo. Es preferible diagnosticar osteoporosis antes de la ocurrencia de una pri­ mera fractura por fragilidad. Esto es posible al utilizar absorciom etría de rayos X de energía dual (DEXA, por sus siglas en inglés) de la espina lumbar y la cadera. Esta técnica, a la que se le suele conocer com o densitometría mineral ósea (o densidad m ineral ósea o densidad ósea), en esencia mide la m ineralización ósea. Lo que DEXA mide en realidad son los gramos de calcio por centím etro cuadrado del área seccional transversal de hueso (g/cm2), es decir, no una densidad masa/ volum en, o g/cm3 en absoluto; sin embargo, la term inología de densidad ha permanecido. E l riesgo m ínim o de fractura en la vida sucede cuando la densidad ósea está en su valor m áxim o, por lo general alrededor de los 3 0 años de edad tanto en hom bres com o en m ujeres, y se increm enta cuando se pierde masa ósea (fig. 2 1 -7 ). El diagnóstico de osteoporo­ sis basado en la densitom etría ósea se establece al com parar la densidad ósea del paciente con el promedio de densidad ósea m áxim a correspondiente al grupo étnico y género en la vida. Esto se inform a com o desviaciones estándar por arriba o debajo de la masa ósea m áxim a, com o una calificación T ( + = arriba del promedio m áxim o en la vida; - = debajo del promedio m áxim o en la vida). La densidad ósea norm al se encuentra por arriba de una calificación T de - 1 .0 . La osteo­ porosis se indica por una calificación T de - 2 .5 o menor. U n interm edio entre norm al y osteoporosis, la osteopenia, se diagnostica com o una calificación T entre - 1 .0 y - 2 .5 . La terapia de la osteoporosis está dirigida a u n objetivo: la prevención de la fractura. E l tratam iento debe inclu ir m odificación de factores de riesgo evitables, com o el taba­ quism o, el estilo de vida sedentario, el alcohol excesivo y la ingesta adecuada de calcio (por lo general, 1 5 0 0 mg por día) y vitam ina D (4 0 0 Ul/dia es el m ínim o recom endado; lo dosis óptim a tal vez sea cercana a 8 0 0 a 1 0 0 0 Ul/día). FIGURA 21-7.

Edad

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La masa ósea como fundón de la edad; las perturbaciones que la afectan. Se muestra la acumulación de la masa ósea con ¡a edad a un valor máximo que ocurre a mediados de la tercera década de vida y principios de la cuarta (en ambos sexos), y la perdida ósea que ocurre a lo largo de la vida después de este valor máximo. El riesgo de fractura se incrementa a medida que se pierde masa ósea. El "umbral de fractura teórico" es una noción artificial, pero tal vez sea útil en la demostración de que a un grado dado de traumatismo (que varía del simple acto de levantar peso al aumento de los niveles de Impacto) los factores que están relacionados con la masa ósea baja elevan el riesgo de fractura, y que la edad a la que se alcanza el riesgo de frac­ tura es relativamente menor que la mínima a la que se alcanza la masa ósea más baja.

472

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

E S T U D IO D E C A S O 21-6 U na m u jer de 74 años de edad se resbaló al trapear el suelo de la cocina y sufrió una fractura de cadera, que se trató con red u cción abierta y fijación interna (R A F I). Después de darla de alta del hospital, acude co n su m édico, para preguntarle si padece osteoporosis y, si es así, lo que tiene que hacer. No tom a suplem entos die­ téticos de calcio ni de vi tam ina D y sólo consum e leche en su cereal. La m u jer tiene asm a, y ha recibido tra­ tam iento con descarga de prednisona y adelgazadores alrededor de seis veces en su vida (al m enos eso es lo que recuerda). E ntró en la m enopausia a la edad de 4 9 años y nunca se som etió a reem plazo horm onal. Ade­ más de su cadera, no inform a otras fracturas en la edad adulta, pero indica que ha perdido alrededor de 6 cm de altura. Piensa que su madre tuvo osteoporosis porque padeció cifosis. El m édico ordena una densitom etría ósea, en la que se m uestra una calificación T de la espi­

La terapia llega a in clu ir prevención de osteoporosis y tra­ tam iento de la osteoporosis establecida. E l objetivo de la prevención de la osteoporosis es intervenir antes de que exista pérdida im portante de masa ósea. Por lo general, las terapias farm acológicas utilizadas con m ayor frecuencia se clasifican com o antirresortivas, ya que inhiben la resorción ósea mediada por osteoclastos .28-29 Estos fárm acos incluyen los bisfosfonatos (alendronato y rised ro n ato), el m odulador receptor de estrógeno selectivo (ra lo x ifen o ), el reem plazo horm onal gonadal (estrógeno ± progestina en m ujeres y testosterona en hom bres) y la calcitonina. La teriparatida (P TH 3 recom binante hum ana), lanzada en fecha recien­ te, es el prim er agente disponible para el tratam iento de osteoporosis que funciona a través de la estim ulación directa de la form ación ósea mediada por osteoblastos .30La experiencia con la teriparatida es lim itada hasta el m om en­ to. Las contraindicaciones para la teriparatida incluyen hipercalcem ia; hiperparatiroidism o; falta de cierre epifisario (n iñ o s); y osteosarcom a, un raro cáncer óseo. La parte del tratam iento de la osteoporosis debe inclu ir análisis sobre la prevención de caldas y recom endación de

P R E G U N T A S

na AP de - 3 . 8 y calificación T de la cadera (realizada sobre la parte de la cadera que no estaba rota) de - 3 .1 . Los resultados de laboratorio m uestran calcio y albú­ m ina, fu nción renal, fu nción de la tiroides, fracción de g lobulina (proteína-albúm ina total) y RSC norm ales. La fosfatasa alcalina se encuentra u n poco elevada, pero se debe a que tuvo una fractura reciente.

Preguntas 1. ¿C uál es el diagnóstico de esta paciente? 2. M en cio n e cin co factores de riesgo para este diag­ n ó stico . 3. Además de los suplem entos de calcio y vitam ina D adecuados, ¿para cuál otro nuevo fárm aco terapéuti­ co sería candidata esta paciente?

medidas para dism inuir el riesgo de caída, com o andadores, barandales, luces nocturnas y alm ohadillas para la cadera.

RESUM EN Se revisaron los com ponentes clave de la h om eostasis y el m etabolism o del calcio, así com o los principales sistem as orgánicos y horm onas im plicados en la regulación del cal­ cio sanguíneo. En este capítulo se abordaron los estados p atológicos de hipercalcem ia e hipocalcem ia y se les rela­ cionó com o los m ism os sistem as orgánicos y horm onas, en tanto se incorp oró al análisis los factores genéticos y am bientales que afectan la hom eostasis del calcio. Se estu­ diaron, tam bién, varios estados patológicos vinculados con los sistem as orgánicos y la fisiología endocrina, adem ás de varios fárm acos que es posible utilizar para tratar estos trastornos. La esperanza de los autores es que este breve resum en ayude al lecto r a relacionarse de m ejo r m anera con el cuidado del pacien te con respecto a problem as de la hom eostasis del calcio.

DE

R E P A S O

1. ¿ Cuáles horm onas principales participan en la regula­ ció n fisiológica norm al de la h om eostasis del calcio?

5. ¿Cuál es la m ejo r prueba sanguínea para determ inar la pertinencia de vitam ina D?

2. ¿C uáles órganos principales están im plicados en el m antenim iento de la hom eostasis del calcio?

6 . ¿C uál horm ona es m ás probable que sea producida

3. ¿Cuál tejid o participa en la produ cción del m etabolito activo de la vitam ina D? 4. ¿C uáles son las fuentes principales de vitam ina D?

por cánceres y cause hipercalcem ia relacionada con cáncer? E n este trastorno, ¿la PTH está elevada, n or­ m al o suprim ida? 7. ¿Cuál horm ona es m ás probable que sea producida por enferm edades granulom atosas o trastornos linfoides y cause hipercalcem ia? E n este trastorno, ¿la PTH está elevada, norm al o suprim ida?

CAPÍTULO 21 ■ FUNCIÓN PARATIROIDEA Y CONTROL DE LA HOMEOSTASIS DEL CALCIO

8. ¿D ónde se localiza el defecto en el hiperparatiroidism o prim ario? ¿Y en el hiperparatiroidism o secundario? 9. ¿Cuál es el riesgo principal de hipercalciuria (au m en­ to de la excreción urinaria de calcio )? ¿C óm o se mide la hipercalciuria? 10. ¿C u ál es la cau sa m ás fre cu en te de h ip o p a ra tiro i­ dism o? 11. ¿C uáles son los dos tipos de hueso? ¿C uál se pierde con m ayor rapidez en respuesta al hipogonadism o y a la terapia co n glucocorticoides?

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12. ¿Cuáles células del hueso son responsables de la resorción ósea? ¿Y de la form ación ósea? 13. ¿C uál es la enferm edad ósea m etabólica m as prevalente en Estados Unidos? 14. M en cione tres categorías de fárm acos que llegan a in h ib ir la resorción ósea en pacientes osteop oróticos. 15. M en cion e el ú n ico fárm aco aprobado en la actualidad para el tratam iento de osteoporosis grave que estim u­ la de m anera directa la fo rm ación ósea (es decir, no se trata de u n m edicam ento a n tirresortivo ).

12. Shane, E. Hypercalcemia: pathogenesis, clinical manifestations, differential diagnosis, and management. In: Favus, MJ, ed. Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Meta­ bolism, 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 1 9 9 9:183-187. 13. Bilezikian JP. Primary hyperparathyroidism. In: Favus, MJ, ed. Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism, 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 1999:187-192. 14. Heath H III, Hobbs MR. Familial hyperparathyroid syndromes. In: Favus, MJ, ed. Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism, 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 1999:192-195. 15. Marx SJ. Familial hypocalciuric hypercalcemia. In: Favus, MJ, ed. Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism, 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 1999:195-198. 16. Adams JS. Hypercalcemia due to granuloma-forming disorders. In: Favus, MJ, ed. Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism, 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 1999:212-214. 17. Mundy GR, Yoneda T, Guise TA. Hypercalcemia in hematologic malignancies and solid tumors associated with extensive localized bone destruction. In: Favus, MJ, ed. Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism, 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 1999:208-212. 18. Strewler GJ, Nissenson RA. Parathyroid hormone-related protein. In: Favus, MJ, ed. Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism, 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 1999:88-91. 19. Roberts MM, Stewart AE Humoral hypercalcemia of malignancy. In: Favus, MJ, ed. Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism, 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 1999:203-207. 20. Knecht TP, Behling CA, Burton DW, Glass CK, Deftos LJ. The humoral hypercalcemia of benignancy: a newly appreciated syndro­ me. Am J Clin Pathol 1996;105:487-492. 21. Stewart AE Miscellaneous causes of hypercalcemia. In: Favus, MJ, ed. Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism, 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 1999:215-219. 22. Goodman WG, Cobum JW, Slatopolsky E, Salusky IB. Renal osteodystrophy in adults and children. In: Favus, MJ, ed. Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism, 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 1999:347-363. 23. Shane E. Hypocalcemia: pathogenesis, differential diagnosis, and management. In: Favus, MJ, ed. Primer on the Metabolic Bone

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27.

PARTE II! ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

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Función hepática Edward P. Fody

C O N T E N I D O

D E L

A N A TO M ÍA Unidad estructural FISIO LO G ÍA Función excretora y secretora Actividad principal de síntesis Desintoxicación y metabolismo de fármacos TRASTO RN O S DEL H ÍGADO Ictericia Cirrosis Tumores Síndrome de Reye Trastornos relacionados con fármacos y alcohol

C A P Í T U L O EVALU ACIÓ N DE LA FUNCIÓN H EPÁ TIC A Análisis de la bilirrubina Urobilinógeno en orina y heces Medición de los ácidos biliares en el suero Pruebas enzim áticas en la enfermedad hepática Pruebas de medición de la capacidad sintética del hígado Pruebas de medición del metabolismo del nitrógeno Hepatitis RESUM EN PREGUN TAS DE REPASO REFEREN CIAS

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Hacer el diagrama de la anatom ía del hígado. • Explicar las funciones fisiológicas del hígado para incluir secreción de la bilis, actividad sintética y desintoxicación. • A nalizar los trastornos básicos del hígado y las pruebas de laboratorio que pueden realizarse para diagnosticarlos. • Evaluar la información para determ inar cualquier trastorno, considerando los datos clínicos del paciente.

Clasificar los tres tipos de ictericia y analizar las causas. Explicar los principios de las pruebas para la bili­ rrubina. Identificar las enzim as más comunes usadas en la evaluación de la enfermedad hepatobiliar. Diferenciar los diversos tipos de hepatitis para incluir causa (es decir, bacteria o virus), transm i­ sión, ocurrencia, nombre alterno, fisiología, diag­ nóstico y tratam iento.

T E R M I N O S Bilirrubina Bilirrubina conjugada Bilis Células de Kupffer

Cirrosis Hepatitis Hepatoma

C L A V E

Ictericia Lóbulo Poshepática

Prehepática Sinusoides Urobilinógeno

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PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

Ligamento falciforme Vena hepática izquierda

Vena cava inferior Arteria celiaca

hepática Conducto biliar común Vesícula Vena porta

FIGURA 22-1.

Anatomía general del hígado, mostrando los princi­ pales vasos sanguíneos y los canales biliares. (Adaptado de Tietz NW. Fundamentáis of Clinical Chemistry. Philadelphia; WB Saunders, 1976.)

E n el pasado, se ha m encionad o que el hígado es el cen ­ tro del valor, la pasión, el tem ple, el am or y hasta del alma. Alguna vez se creyó que producía la “b ilis am arilla” necesaria para la buena salud. H oy en día, se recon o ce al hígado com o un órgano com p lejo, responsable de m uchas fu nciones m etabólicas im portantes en el cuerpo. E n cier­

Espacio inter­ lobular del área portal o espacio de Kiernan

to m om en to hubo más de cien pruebas que m edían esas diversas fu nciones en el laboratorio clín ico . Sin em bar­ go, m u chas fueron abandonadas a favor de las que han dem ostrado ser clínicam en te m ás útiles. E n este capítulo se analizan las pruebas de la fu n ció n hepática más usadas, con particular énfasis en la m etodología actual.

ANATOM ÍA E l hígado es el órgano m ás grande y versátil del cuerpo (ñg. 2 2 -1 ). Está conform ado por dos lóbu los principales que, ju n to s, pesan de 1 4 0 0 a 1 6 0 0 g en un adulto nor­ mal. Este órgano rojizo-castaño se localiza b a jo el diafrag­ ma, en el cuadrante superior derecho del abdom en. Tiene un sum inistro de sangre abundante; recibe alrededor de 15 ml/min desde dos vasos principales: arteria hepática y porta. La prim era, una ram a de la aorta, contribuye con 20% del sum inistro sanguíneo y proporciona casi todas las necesidades de oxígeno. La vena porta, que drena al tracto gastrointestinal, transporta del in testin o al hígado casi todo el m aterial absorbido recien tem ente. D entro del tejid o conectivo del hígado, estos vasos se dividen en num erosas ram as pequeñas que form an una red vascular alrededor de los llam ados lóbulos.1

Unidad estructural El lóbulo (de 1 a 2 m m de ancho) form a la unidad estruc­ tural del hígado (fig. 2 2 -2 ). Está conform ado por células

Rama de la vena portal hepática Rama de la arteria hepática Conducto biliar

Lóbulo hepático

Cordones hepáticos

Sinusoides Vena central

FIGURA 22-2.

Lóbulo hepático (vísta panorámica) (Fotografía cortesía de James Furlong, MD.)

CAPÍTULO 22 ■ FUNCIÓN HEPÁTICA

hepáticas (hepatocitos) irradiados desde una vena central. E l lím ite de cada lóbulo está formado por un tracto portal com puesto de tejido conectivo que contiene una ram a de la arteria hepática, de la vena portal y un conducto biliar. Entre los cordones de las células hepáticas se encuentran espacios vasculares, llam ados sinusoide s, que están alinea­ dos por células endoteliales y de Kupffer. Estos espacios reciben sangre de las ramas pequeñas de la arteria hepática y la vena portal, que están localizadas en los tractos porta­ les. Las células de Kupffer son m acrófagos fagocíticos capa­ ces de ingerir bacterias u otro m aterial extraño desde la sangre que ñuye a través de los sinusoides. La sangre desde los sinusoides drena dentro de las venas centrales (vénula hepática) y luego hacia las venas hepáticas y la vena cava inferior. Los canalillos biliares prim arios son canalizacio­ nes, de 1 a 2 m m de ancho, localizados entre los hepatoci­ tos. Los canalillos biliares se intercon ectan extensam ente e increm entan su tam año hasta que se con ectan con los cond u ctos biliares más grandes en los tractos portales .2,3

477

rojos antiguos so n fagocitados por el sistem a reticuloendotelial, sobre todo en el bazo, el hígado y la m édula ósea. Cerca de 80% de la bilirrubina formada diariamente proviene de la degradación de la hem oglobina. E l resto proviene de la d estru cción de las proteínas que con tien en hem o (m io­ globina, citocrom os, catalasa) y del catabolism o del hem o (hg. 2 2 -3 ). Cuando se destruye la hem oglobina, el cuerpo recicla parte de la proteína (globina). E l hierro entra a los alm ace­ nes de hierro del cuerpo y tam bién se recicla. La porfirina COOH

I CH2

FISIOLOGÍA

CH II HEMO CH2

ch 2 ch 3

E l hígado realiza varios centenares de fu n ciones conocid as cada día, incluyendo num erosas fu ncion es m etabólicas, secretoras y excretoras. La pérdida total del hígado suele ocasionar la m uerte por hipoglucem ia en 2 4 h. Aunque existen m u chas fu nciones hepáticas, en este capítu lo se analizan las más im portantes en la patología del hígado.

Función excretora y secretora U na de las fu nciones hepáticas m ás im portantes, que se ve alterada en u n gran núm ero de trastornos hepáticos, es la excreción de bilis. La bilis inclu ye ácidos biliares o sales ,4 los pigm entos biliares (principalm ente ésteres de b ilirru ­ b in a ), colesterol y otras sustancias extraídas de la sangre. La p rod u cción total de bilis prom edia alrededor de 3 L por día, aunque sólo se excreta 1 L. Los principales ácidos biliares, el ácido cólico y el quen od eso xicólico , se form an en el hígado a partir del colesterol. Los ácidos biliares están conjugad os con los am inoácidos glicina o taurina, form ando sales biliares. Estas sales (ácidos biliares con ­ ju g ad os) se excretan dentro de los canalillos biliares por m edio de un sistem a de transporte activo m ediado por un m ensajero. D urante el ayuno y entre las com idas, una por­ ció n m ayor de acu m ulación de ácidos biliares se concentra m ás de 10 veces en la vesícula. Los ácidos biliares alcanzan el in testin o cuando la vesícula se contrae después de cada com ida. De 5 0 0 a 6 0 0 m l de b ilis entran al duodeno cada día. A quí, la bilis participa de m anera íntim a en la diges­ tión y absorción de lípidos. Cuando los ácidos biliares conjugad os (sales) entran en con tacto co n bacterias en el íleo term inal y el colon, ocurre la d eshidratación de ácidos biliares secundarios (d eso xicólico y lito có lic o ); después, estos ácidos biliares secundarios son absorbidos, entran a la circu lació n portal y regresan al hígado, donde se c o n ju ­ gan y se vuelven a excretar. La circu lació n enterohepática de la b ilis ocu rre diario de dos a cin co a 5 veces .5'7 La bilirrubina, el pigm ento principal de la bilis, se deriva del rom pim iento de la h em oglobina cuando los glóbulos

HC^BILIVERDINA^CH

ch2

CH3

2 NADPH 2 NADPT

CH II CH2 BILIVERDINA R ED U C T A S A

HC BILIRRUBINA CH V n n- a C H - ^ lb O H j l > C H 3 Üh 2

¿ h 3 * 0 Y CH

II CH2

FIGURA 22-3. bilirrubina.

Catabolismo del hemo, que lleva a la formación de

478

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

se rom pe com o un producto de desecho y se excreta. Esta a cció n de división del anillo de porfirina y la lib eración de hierro y globulina form a biliverdina, que se reduce fácil­ m ente a bilirrubina. La bilirrubina es transportada al hígado en el torrente sanguíneo ligada a proteínas, principalm ente la albúm i­ na. Luego es separada de la albúm ina y capturada por las células hepáticas. D os proteínas no albúm inas, aisladas del citoplasm a celu lar hepático y designadas Y y Z, cuentan para la u n ión intracelu lar y el transporte de la bilirrubina. La con ju g ación (esterificación) de la bilirrubina ocurre en el retículo endoplásm ico del hepatocito. U na enzim a, la uridildifosfato glucuronil transferasa (U D P G T ), transfie­ re una m olécula de ácido glucu rónico a cada una de las dos cadenas del lado del ácido propiónico en bilirrubina, convirtiendo la bilirrubina en un éster diglucurónido. Este producto, diglucurónido de bilirrubina, es m encionado com o bilirrubina conjugada. La bilirrubina conjugada, que es soluble en agua, es secretada a partir de la célula hepá­ tica en los canalillos biliares y luego pasa con el resto de la bilis a los cond u ctos biliares más grandes y eventual­ m ente en el intestino. En la porción mas b aja del tracto intestinal, sobre todo en el colon , las enzim as presentes en las bacterias intestinales actúan sobre los pigm entos bilia­ res. E l prim er producto de esta reacción es la m esobilirrubina, que es reducida a la form a m esobilirrubinógeno y en seguida en urobilinógeno, un producto incoloro. La oxida­ ció n del urobilinógeno produce la urobilina, u n pigm ento de color ro jo castaño, que es excretado en las heces fecales. U na pequeña porción de urobilinógeno es reabsorbida en la circulación portal y regresado al hígado, donde se excre­ ta de nuevo en la bilis. Sin em bargo, una pequeña cantidad perm anece en la sangre. Este urobilinógeno es finalm ente filtrado por el riñ ón y excretado en la orina (fig. 2 2 -4 ).

Hemoglobina ,r

Sistema fagocítico mononuclear (principalmente el bazo)

Bilirrubina | Sangre Bilirrubina-aibúmina | H ígado-<-------------------

Riñón 'Urobilinógeno urinario

Bilirrubina intracelular ^ Hígado Diglucurónido de bilirrubina ^ Intestino Sangre Diglucurónido de bilirrubina portal + Bilirrubina

,, Bacteria intestinal Urobilinógeno-------------------i Urobilina 1 t I Excreción fecal FIGURA 22-4,

Metabolismo de la bilirrubina.

U n adulto sano produce u n total de 2 0 0 a 3 0 0 m g de b ilirru b ina al día. Para elim inar esta cantidad de b ilirru b i­ na del cuerpo se requiere un hígado con fu ncionam iento norm al. Esta fu n ció n excretora requiere que la b ilirru b i­ na esté en la form a conjugada; es decir, el diglucurónido soluble en agua. Casi toda la bilirrubina form ada se eli­ m ina en las heces, y una pequeña cantidad del producto in coloro urobilinógeno se excreta por la orina. B ajo cir­ cu nstancias n orm ales, en el suero se encuentra una co n ­ cen tración b aja de bilirrubina (de 0.2 a 1.0 mg/dl), casi toda en form a no conjugada. U n porcen taje pequeño (0 .2 mg/dl) de esta bilirrubina total existe en el suero norm al en form a conju gad a .8 Cuando aum enta la con cen tració n de bilirrubin a en la sangre, el pigm ento em pieza a ser depositado en la escle­ ró tica y en la piel. Esta pigm entación am arillenta en estas partes es conocid a com o ictericia.9-10 La ictericia puede deberse a varios m ecanism os fisiopatológicos. Por ejem plo, puede haber u n increm en to en la carga de bilirrubina en la célula hepática o una perturba­ ción en la captación y transporte de la bilirrubina dentro de esta célula. Además, puede h aber defectos en la co n ­ ju g a ció n o excreción de la bilirrubina dentro de la bilis. Pueden surgir dificultades adicionales debido a la ob stru c­ ció n de los grandes cond u ctos de la bilis antes de que la bilirrubina alcance el intestino. Varias clasificaciones de ictericia se encuentran en la literatura. Una de las que se usan con más frecu encia está basada en el sitio en que tal vez se encuentre la anorm alidad fisiológica o anatóm ica. En esta clasificación, existen tres tipos predom inantes de ictericia: prehepática, hepática y poshep ática .9 La ictericia p rehepática se produce cuando una cantidad excesiva de bilirrubina se presenta en el hígado para su m etabolism o, com o en la anem ia hem olítica. Este tipo de ictericia se caracteriza por hiperbilirrubinem ia no conju ga­ da. Sin em bargo, los niveles de bilirrubina séricos rara vez exced en los 5 mg/dl, porque el hígado norm al es capaz de m anejar casi todo el exceso de carga. La bilirrubina no con ­ ju gad a es insoluble en agua y se liga a la albúm ina para que el riñ ón no la filtre fuera de la sangre. Por lo tanto, la b ili­ rrubina no aparecerá en la orina en este tipo de ictericia. El porcen taje más grande de pacientes tiene icteri­ cia hepática. Ésta puede surgir a partir de problem as en la captación celular, conju g ación d efectuosa o secreción anorm al de la bilirrubina por parte de la célu la hep ática .10 El síndrom e de G ilbert es u n trastorno relativam ente com ú n caracterizado por la captura celu lar de bilirrubina. Los individuos afectados no tien en síntom as, pero pueden presentar ictericia leve. E l nivel elevado de bilirrubin a es m enos de 3 mg/100 m i y no es conjugada. E l síndrom e de C rigler-N ajjar es u n trastorno más serio causado por la d eficien cia de la enzim a UD PGT. Se han descrito dos tipos. E l I, en que existe una com pleta ausencia de la enzi­ m a, es raro. Se form a bilirrubina no conjugada, y la bilis es incolora. E ste tipo es un iform em ente fatal. E n el tipo II, el síndrom e de Crigler-N ajjar, hay una deficiencia m enos grave de la enzim a y se form a una parte de bilirrubina co n ­ ju gad a. E l síndrom e de D ubin -Joh nson y el de R otor son dos trastornos hereditarios caracterizados por hiperbili-

CAPÍTULO 22 ■ FUNCIÓN HEPÁTICA

rru binem ia conjugada a partir de una excreción defectuo­ sa por parte de la célula hepática. Cualquier causa de daño grave hepatocelular tam bién interfiere con la captación, con ju g ación o secreción de la bilirrubina. E sto cond u ci­ rá tanto a la hiperbilirru binem ia no conjugada com o a la conju gad a .11'16 La ictericia poshepática se debe a una excreción de b ili­ rrubina defectuosa causada por la o b stru cción m ecánica del flujo biliar dentro del intestino. Puede deberse a cálculos biliares o a u n tumor. Cuando la bilis deja de fluir en el in testin o , hay un increm en to en el nivel sérico de la b ili­ rrubina conjugada, y las h eces pierden su fuente de pig­ m en tación norm al y adquieren el color de la arcilla. La bilirrubina conjugada aparece en la orina, y los niveles de urobilinógeno urinario dism inu yen .17 Las diversas prue­ bas de laboratorio que ayudan a realizar la d istinción entre las diferentes causas de la ictericia se analizan en páginas posteriores de este capítulo.

Actividad principal de síntesis Entre las m u chas y diversas fu nciones m etabólicas llevadas a cabo por el hígado está la síntesis de varios com puestos biológicos im portantes, in clu id os proteínas, carbohidratos y lípidos. E l hígado desem peña un papel im portante en la p rod u cción de proteína plasm ática, sin tetizando albúm ina y casi todas las a - y (i-globulinas. Todos los factores de la coagu lación sanguínea (excep to el V III) se sin tetizan en el hígado. Adem ás, la d esam inación del glutam ato en el hígado es la fuente principal de am oniaco, que entonces se convierte en urea. La síntesis y el m etabolism o de los carbohid ratos tam ­ b ién está centrada en el hígado. La glucosa se convierte en glucógeno, del que se alm acena una parte en el hígado y más tarde se reconvierte a glucosa, si es necesario. Una fu n ció n hepática im portante ad icional es la gluconeogénesis de los am inoácid os .18'19

479

La grasa se form a a partir de carbohid ratos en el hígado cuando la n u trició n es adecuada y la dem anda de glucosa se satisface con las fuentes dietéticas. E l hígado tam bién desem peña un papel clave en el m etabolism o de las grasas. Es el principal sitio para la elim in ación de los rem anentes del q u ilom icrón y para la conversión de acetil CoA en áci­ dos grasos, triglicéridos y colesterol. E n el hígado tam bién ocurre un m etabolism o ad icional del colesterol en ácidos biliares. Las lipoproteínas de m uy b aja densidad, que son las responsables de transportar triglicéridos dentro de los tejidos, son sintetizadas principalm ente en el hígado, en el que tam bién se producen las lipoproteínas de alta densi­ dad, com o los fosfolípid os .20 La form ación de cuerpos cetón icos ocurre casi en exclusiva en el hígado. Cuando la dem anda de la gluconeogénesis agota el oxaloacetato y la acetil-C oA no pue­ de convertirse lo suficientem ente rápido en citrato, esta últim a se acum ula y una deciclasa en el hígado libera los cuerpos cetón icos en la sangre .21 E l hígado es el sitio de alm acen am iento de todas las vitam inas solubles en grasa (A, D, E y K) y de varias vita­ m inas solubles en agua, com o la B 12. O tra fu n ció n rela­ cionada co n vitam inas es la conversión del caroteno en vitam ina A. E l hígado es la fuente de som atom edina (u n factor pare­ cido a la insulina que m edia la actividad de la horm ona del crecim ien to ) y angiotensinógen o, y es u n sitio im portante de lim pieza m etabólica de m uchas otras horm onas. Com o fuente de transferrina, ceruplasm ina, y m etalotioneína, el hígado desem peña un papel im portante en el transporte, alm acenam iento y m etabolism o del hierro, el cobre y otros m etales .22 Las células hepáticas sintetizan m u chas enzim as, pero no todas resultan útiles en el diagnóstico de los trastor­ nos hepatobiliares. Entre las enzim as que se han usado con frecu encia están la aspartato am inotransferasa (AST, o glutám ico-oxaloacético transferasa sérica [S G O T ]) y

ES T U D IO D E C A S O 22-1 Se obtuvieron los siguientes resultados de la prueba de laboratorio de una pacien te con ictericia grave, dolor abdom inal del cuadrante superior d erecho, fiebre y escalofríos (cuadro 2 2 -1 .1 del Estudio de caso).

CUADRO 22-1.1 DEL ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO Fosfatasa alcalina sérica

4 veces más que lo normal

Colesterol sérico

Incrementado

Preguntas

AST (SGOT)

1. ¿Cuál es la causa m ás probable de ictericia en este paciente?

Normal o ligeramente incrementado

5'-Nudeotidasa

Incrementado

Bilirrubina total sérica

25 mg/dl

Bilirrubina conjugada

19 mg/dl

Tiempo de protrombina

Prolongado pero mejora con una inyección de vitamina K

48 0

PARTE l!l ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

la alanina am inotransferasa (ALT, o glutám ico-pirúvico transam inasa sérica [S G P T ]), que escapa de las células hepáticas dañadas al plasma; la fosfatasa alcalina (ALP) y la 5'-n u cleo tid asa (5 N T ), que son inducidas o libera­ das cuando la m em brana can icular está dañada y ocurre o b stru cción b iliar; y y-glutam iltransferasa (G G T ), que aum enta en trastornos hepatocelulares y o b stru ctiv os . 23

Desintoxicación y m etabolism o de fárm acos D ebido a que el hígado se interpone entre la circu lación esplénica y la sangre sistém ica, sirve para proteger al cuer­ po de sustancias potencialm ente dañinas absorbidas desde el tracto intestinal y derivados tó xico s del m etabolism o. El m ecanism o m ás im portante en esta actividad de d esin toxi­ cació n es el sistem a m etabolizador de fárm acos del híga­ do. Este sistem a es inducido por m u chos fárm acos (com o el fenobarbital) y otros com puestos extraños, y es respon­ sable de m uchos m ecanism os de desintoxicación, incluidas la oxidación, reducción, hidrólisis, hidroxilación, carboxilación y desmetilación. Estos m ecanism os convierten m u chos com puestos com parativam ente in solu bles o nocivos en otras formas m enos tóxicas o más solubles en agua, de m odo que las puede extraer el riñón. Por ejem plo, el am oniaco, una sustancia tó xica que se origina en el in testin o m edian­ te la acción bactericida en am inoácidos, es transportada al hígado por la vena portal y los hepatocitos la convierten en urea, un com puesto inocuo. La con ju g ación con fragm entos de glicin a, ácido glucu rón ico, ácido sulfú rico, glutam ina, acetato, cisterna y glutationa, ocurre más en el citosol o en el retículo endop lásm ico liso. E ste m ecanism o es el m odo de la excreción de b ilirru b ina y ácidos biliares.

TRASTORNOS DEL HÍGADO Ictericia La ictericia es la d ecoloración am arillenta de la piel y la e sclerótica debida a hiperbilirrubinem ia. A unque el lím ite superior del total de la bilirrubina sérica es 1 mg/dl, la ictericia sólo es clínicam ente evidente hasta que el nivel de bilirrubina exced e los 2 o 3 mg/dl. E n pacientes afroes­ tadounidenses y asiáticos, lo am arillento de la esclerótica puede ser la ú n ica evidencia clín ica de ictericia ;9 es un o de los trastornos m édicos más antiguos que se co n o ce, y se ha descrito en textos griegos, rom anos, ch in os y hebreos antiguos. H ipócrates relacionó la ictericia con d isfunción hepática. E xcep to en infantes, la hiperbilirru binem ia suele tole­ rarse b ien y no produce efectos adversos clín ico s serios. Sin em bargo, en infantes la hip erbilirru binem ia (nive­ les que exced en 15 a 2 0 mg/dl), puede relacionarse con kem ícteru s, trastorno serio del sistem a nervioso central inm aduro que se debe a niveles aum entados de b ilirru b i­ na. E sto sólo ocu rre en infantes porque el sistem a nervioso central inm aduro no tiene una barrera cerebral sanguínea b ien desarrollada .24'27

Aunque todos los casos de ictericia se deben a la hiper­ bilirrubinem ia, no todos son causados por d isfunción hepática. A unque casi todos los casos de ictericia están relacionados con trastornos hepáticos, la h iperbibrrubinem ia tam bién puede tener su origen en la d estru cción del eritrocito, o hem olisis, en pacientes con fu nción hepática norm al. La d istin ción entre enferm edad hepática y hem olítica en el pacien te que se presenta con ictericia es una tarea im portante para la cual el m édico que asiste depen­ derá en gran medida de los resultados del laboratorio. Esta d istinción se analiza de m anera detallada m ás adelante en este cap ítu lo .2829 La hipercarotenem ia, un desorden causado por la ingestión excesiva de vitam ina A, puede producir una d ecoloración en la piel indistinguible de la debida a la hiperbilirru binem ia. Sin em bargo, en la hipercarotenem ia la esclerótica no suele presentar d ecoloración.

Cirrosis La cirrosis se deriva de la palabra griega que significa “am arillo”. Sin em bargo, en el uso actual, cirrosis se refiere al proceso de cicatrización irreversible m ediante el cual la arquitectura hepática norm al se transform a en una arqui­ tectu ra nodular anorm al. Una m anera para clasificar la cirrosis es por la apariencia del hígado (es decir, por el tam año de los n od u los). A estas cond icion es se les d eno­ m ina cirrosis m acronodular y m icronodular, aunque se pre­ sen tan form as com bin ad as .30 O tra form a de clasificar la cirrosis es por etiología. En E stados U n idos, Canadá y Europa O ccid ental, la causa p rincipal de cirrosis es el abuso del alcohol, que cond u ce a u n tipo m icron od ular de cirro sis .3132 O tras causas son hem ocrom atosis, cirrosis posn ecrótica (que ocu rre com o una consecu encia tardía de la hepatitis) y cirrosis biliar prim aria (que es u n desorden au toinm u n itario). E x is­ ten otras etiologías poco com unes de cirrosis. E n tre 10 y 20% de los casos no pueden clasificarse por etiología. La cirrosis es un trastorno serio y una de las diez principa­ les causas de m uerte en Estados U nidos; provoca m uchas com plicaciones. La hiperten sión portal se produce cuando el hígado cirro tico obstruye el flujo sanguíneo en la vena portal. E sto puede ocasionar esplenom egalia, que no siem pre es clínicam en te significativa, y varices esofágicas, que pueden rom perse y llevar a una hem orragia fatal. La habilidad de síntesis del hígado se reduce, causando hipoalbum inem ia y d eficiencia de los factores de coagu lación, que pueden producir hem orragia. E l fluido ascítico puede acum ular­ se en el abdom en. A unque algunos pacien tes con cirrosis pueden tener una sobrevivencia prolongada, por lo gene­ ral este diagnóstico es am enazante .33,34

Tumores E n un a base m undial, los tum ores m alignos prim arios del hígado, con o cid os com o carcinom a hepatocelular, hepatocarcinom a o hepatom a, son una causa im portante de m or­ talidad cancerígena. E n Estados U nidos, estos tum ores

CAPÍTULO 22 ■ FUNCIÓN HEPÁTICA

son poco com unes. Casi todos los casos de carcinom a h ep atocelu lar se relacionan co n in feccio n es previas con u n virus de la hepatitis. E stos tum ores son esp ecialm en­ te com unes en partes de Á frica y Asia, y poco frecuentes en Estados U nid os y Europa O ccid ental. Sin em bargo, a m enudo el hígado se ve invadido de m anera secundaria por tum ores que surgen en otros órganos. Son com unes los tum ores m etastásicos al hígado provenientes de sitios prim arios com o pulm ón, páncreas, tracto gastrointesti­ nal u ovarios. Los tum ores benignos del hígado son poco co m u n es .33,36 Sea prim ario o secundario, cu alquier tum or m aligno en el hígado es u n hallazgo serio con un pronóstico m uy m alo. P or lo general, la ún ica esperanza de cura depende de una extirp ación quirúrgica, que suele ser im posible. Los pacientes con tum ores m alignos en el hígado suelen tener una supervivencia medida en m eses .3738

Síndrom e de Reye E l sínd rom e de Reye es un trastorno de causa d esco n o­ cida, que afecta al hígado y surge m ás en n iñ os, aunque se han reportado casos en adultos. Se trata de un a form a de d estru cción hepática que suele ocu rrir después de la recu p eración de una in fe cció n viral, com o la varicela o influenza. Se ha relacionado co n la terapia de la aspirina. Poco después de la in fecció n , el p acien te desarrolla anor­ m alidades neurológicas, que in clu y en ataques o com a. Las fu n cio n es hepáticas son siem pre anorm ales, pero el nivel de b ilirru b in a no suele estar elevado. Sin tratam ien­ to, puede presentarse d eterioro clín ico rápido, que co n ­ duce a la m u erte .39'42

Trastornos relacionados con fárm acos y alcohol M uchas sustancias quím icas y fárm acos son tó xicos para el hígado. Esta toxicidad puede tom ar la form a de necrosis hepática agobiante, que cond u ce a com a y m uerte, o pue­ de ser su b clín ica y pasar com pletam ente inadvertida. De todas las toxinas hepáticas, tal vez la m ás im portante sea

481

el etanol. E n cantidades pequeñas, el alcohol puede causar lesiones leves, poco evidentes. E l consu m o más exagerado lleva a daño más serio, y el abuso prolongado puede oca­ sionar cirrosis. Se d esconoce la cantidad exacta de alcohol necesaria para causar cirrosis, y sólo una m inoría de los alcohólicos desarrolla esta con d ición. Sin em bargo, es una causa im portante de m orbididad y m ortalidad .32 Ciertos fárm acos pueden causar lesión hepática, in clu i­ dos tranquilizantes com o fenotiazinas, ciertos an tibióti­ cos, agentes antineoplásicos y fárm acos antiinflam atorios. Por lo general, la lesión es leve y sólo se m anifiesta por la elevación de las pruebas de la fu n ció n hepática, que regre­ san a lo norm al cuando se d escontinúa el agente dañino. Sin em bargo, en ocasiones puede producir insuficiencia hepática m asiva o cirrosis .43'47 U no de los fárm acos más com unes que se relaciona con daño hepático serio es el acetam inofeno. Cuando se toma en sobredosis m asiva, es casi seguro que producirá n ecro­ sis hepática fatal, a m enos que se reciba un tratam iento rápid o .4849

EVALUACIÓN DE LA FUNCIÓN HEPÁTICA A n álisis de la bilirrubina R evisión brev e d e la m etodología clásica Debido a que el o jo hum ano puede d etectar su color am arillo, las concen traciones de bilirrubina sérica se han estim ado durante siglos. E n 1 8 8 3 , E h rlich describió por prim era vez una reacción en m uestras de orina de la for­ m ación de un pigm ento ro jo o azul cuando la bilirrubina se acopló con una solu ción de ácido sulfanílico diazotizado. E n 1 9 1 3 , Van den Bergh aplicó la reacció n de Ehr­ lich a las bilirrubinas séricas. Tam bién usó alcoh ol com o acelerador para el acoplam iento de la bilirrubina al áci­ do sulfanílico diazotizado. M alloy y Evelyn desarrollaron la prim era técnica cuantitativa útil para la b ilirru b ina en 1 9 3 7 , m ediante la aceleración de la reacción con una solu ­ ción a 50 % de m etanol, técn ica que evitó la precipitación de proteínas que era una fuente de error en el m étodo de Van den Bergh. E n 1 9 3 8 , Jen d ra ssik y G rof usaron un

E S T U D IO D E C A S O 22-2 Los siguientes resultados de una prueba de laboratorio provienen de un paciente co n pérdida leve de peso y náuseas y vóm ito, quien m ás tarde desarrolló ictericia e hígado agrandado (cuadro 2 2 -2 .1 del Estudio de caso)

CUADRO 22-2.1 DEL ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO Bilirrubina sérica total

20 mg/dl

Bilirrubina conjugada

10 mg/dl

Preguntas

Fosfatasa alcalina

Ligeramente elevada

1. ¿Q ué p roceso patológico es más probable en este paciente?

AST (SGOT)

Significativamente elevada

ALT (SGPT)

M oderadam ente elevada

Albúmina

Disminuida

y-Globulina

Incrementada

482

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

proced im iento que contenía cafeína-ben zoato-acetato com o acelerador para la reacción azoacopladora. La bilirrubina tam bién se ha cuantificado con m éto­ dos diferentes al acoplam iento al ácido sulfanílico. Entre estos m étodos se inclu ye una m ed ición directa de su color natural. Este principio se usó co n éxito en el desarrollo del índ ice de la ictericia, que fue introd u cid o en 1 9 1 9 . La prueba inclu ye suero diluido con salina hasta que igua­ le visualm ente el color de una solu ción de dicrom ato de potasio a 0.0 1 % . Al núm ero de veces que debe diluirse el suero se le d enom ina índice de ictericia. Sin em bargo, otras sustancias en el suero, además de la bilirrubina, com o el caroten o, la xantofila y la hem oglobina, tam bién con trib u ­ yen al índ ice de ictericia, lim itando su utilidad clínica. En la actualidad esta prueba es obsoleta. E n años recientes, la bilirrubina se ha cuantiñcado por dilución en un a diso­ lu ció n am ortiguadora, seguida por la m ed ición directa de la absorción, usando u n espectrofotóm etro b ien calibrado. E ste m étodo se usa en el laboratorio pediátrico en recién nacidos en quienes el suero no con tien e todavía lipocrom as am arillos que interfieran. La hem olisis, que suele ser u n problem a en m uestras pediátricas, se “elim ina” al m ed ir una segunda longitud de onda. La bilirrubin om etría no invasiva es ahora po sible .50,51 C on varios m étodos, se d eterm inó la existen cia de dos tipos de b ilirru b in a .17 La fracción que produjo un color en solu ción acuosa en el m étodo de Van den Bergh fue descrita com o bilirrubina directa, en tanto que la fracción que produjo un color sólo después de que se agregó el alcoh ol fue denom inada bilirrubina indirecta. D urante m u chos años, los resultados de las determ inaciones de la bilirrubina se reportaron com o directas e indirectas. Esta term inología es ahora anticuada. Desde 1 9 5 6 se con o ce que la reacción directa se da por el diglucurónido de b ili­ rrubina o bilirrubina conjugada, que es soluble en agua. La reacció n indirecta, por lo tanto, está considerada por la bilirrubina no conjugada, que es insolu ble en agua pero se disuelve en alcohol para acoplarse con el reactivo diazo. Las bilirru binas directa e indirecta deben reportarse com o conjugada y no conjugada, respectivam ente. C on m ayor frecuencia, se reportan bilirrubina total y conju g ad a .32La b ilirru b ina no conjugada puede determ inarse al restar la bilirrubina conjugada de la bilirrubin a total.

las técnicas disponibles darán resultados exactos para la bilirrubina total, siem pre que se disponga de estándares buenos. Así, la elecció n del m étodo debe consid erar si se prefiere una técnica m anual sobre una autom atizada, y si se determ inará la bilirrubina directa. La elecció n de un m étodo para la b ilirru b ina directa plantea los problem as más grandes porque no hay m étodo de referencia o estan­ darización adecuada disponible. Si se desea un procedim iento m anual, entonces se a conseja el m étodo de Evelyn-M alloy o el de Jen d rassik G rof. E l segundo es ligeram ente m ás com p lejo pero tiene ventajas sobre el m étodo de Evelyn-M alloy porque: • Es insensible a cam bios del pEI en la m uestra. • Es insensible a una variación de 5 0 veces la con cen tra­ ció n proteica de la m uestra. • Tiene sensibilidad adecuada, aun en concen tracio nes bajas de bilirrubina. • Tiene una turbiedad m ínim a y un blanco del suero rela­ tivam ente constante. • No se ve afectado por la hem oglobina superior a 7 5 0 mg/dl. Desde que Jen d rassik -G ro f desarrollaron el proced i­ m ien to original, se h an realizado varias m odificaciones para acelerar la reacció n , reducir la interferen cia, etc. Varios proced im ientos de bilirrubina com ercial ahora usan u n m étodo m odificado de Jen d rassik -G rof. A ctualm ente es una técnica popular para los analizadores de m uestreo discreto que hay en el m ercado. Los m étodos recom endados para la d eterm in ación de la b ilirru b ina total que usan todas las m áquinas autom a­ tizadas suelen dar resultados equivalentes. P or desgracia, las técnicas para la bilirrubina directa n o son tan c o n ­ fiables. E l m ejo r m étodo para la m ed ición de pequeñas cantidades de la bilirrubina sérica conjugad a es uno de investigación que usa crom atografía líquida de alta reso­ lu ción , pero es dem asiado difícil para uso ru tin ario en el laboratorio. Casi todos los laboratorios clín ico s usan el m étodo de E velyn-M alloy o el de Jen d rassik -G rof. D ebido a que este capítu lo no perm ite un a d escrip ción detallada de todas las m etodologías de las pruebas de bilirrubina m encionad as antes, se destacan sólo los p rincip ios más am pliam ente usados para la m ed ición de la b ilirru b ina en adultos y p ed iátrica .52-55

S elecció n del m étodo P or desgracia, ningún m étodo ú n ico para la d eterm inación de b ilirru b ina reunirá todos los requisitos del laboratorio clín ico . Para la evaluación de ictericia en recién nacidos el m étodo de la espectrofotom etría directa es satisfactorio. Las fuentes de error en esta técnica son la turbiedad, la hem olisis y los pigm entos lipocrom os am arillos. La hem o­ lisis y la turbiedad pueden elim inarse al m edir un a segun­ da longitud de onda, pero los lipocrom os am arillos no se pueden elim inar. P or lo tanto, este m étodo sólo es válido para recién nacidos, cuyo suero no con tien e lipocrom os. E n pacientes co n m ás de un m es, es necesario u n procedi­ m iento colorim étrico-diazo. La m ayoría de los investiga­ dores que han com parado los diferentes m étodos para la m ed ición de bilirrubina están de acuerdo en que casi todas

M étodo d e Jen d ra s sik -G ro f p a ra la d eterm in ació n d e la bilirru bina conjugada 56,57

Principio. Se agrega suero o plasm a a una so lu ció n de ace­ tato de sodio y benzoato de sod io-cafeína, a la que lu e­ go se le agrega ácido sulfanílico diazotizado para form ar azobilirrubina púrpura. E l acetato de sodio am ortigua el pH de la reacció n de diazotización, m ientras el benzoato de sod io-cafeína acelera el acoplam iento de la bilirrubina con el ácido sulfanílico diazotizado. Esta reacció n es ter­ m inada con la ad ición de ácido ascórbico, que destruye el exceso del reactivo diazo. Se agrega una solu ción tetrato fuertem ente alcalina para convertir la azobilirrubina púr­ pura en azobilirrubina azul, y la intensidad del color se lee a 6 0 0 nm.

CAPÍTULO 22 ■ FUNCIÓN HEPÁTICA

Recolección de la muestra y almacenamiento. Es preferible una m uestra sérica en ayunas, que no sea de naturaleza hem olizada n i lipém ica. A ntes de la prueba, el suero debe guardarse en la oscuridad y m edirse en cuanto sea posible (antes de 2 o 3 h ) después de la recolección . E l suero puede alm acenarse en la oscuridad en u n refri­ gerador por m ás de una sem ana, y en el congelador por u n m es sin un apreciable cam bio en la con cen tració n de bilirrubina. Comentarios y fuentes de error. La sangre norm al con tien e bilirrubina no conjugada. Alguna bilirrubina conjugada se reporta com o norm al porque la m etod olo­ gía disponible actual recupera parte de la bilirrubina total com o un falso positivo. Sin em bargo, los m ejores m éto­ dos de rutina m antienen este error técnico a un m ínim o y reportan lím ites superiores de lo norm al de m enos de 0.2 mg/dl para la bilirrubina sérica conjugada. E n este m étodo se com pensan los pigm entos lipocrom os, que están pre­ sentes en el suero de adultos y n iñ os de varios m eses o m ayores. Sin em bargo, una m uestra hem olizada causará una d ism inu ción en la b ilirru b ina sérica en este m étodo. Además, debido a que la lipem ia causa interferen cia, son preferibles las pruebas sanguíneas en ayunas. O curre una pérdida seria de bilirrubina después de la exp o sición a la luz fluorescente y a la del sol indirecta y directa. P or tanto, es im perativo que se m antenga al m ínim o la exp o sición de m uestras y estándares a la luz, y que las pruebas y están­ dares se refrigeren en la oscuridad hasta que se realicen las pruebas. Rango de referencia. Los rangos de referencia para infantes m ayores de un m es y adultos se m uestran en el cuadro 22- 1 . M étodo espectrofotom étrico directo p a ra la d eterm in ació n d e la bilirru bina total en su ero .52'57

Principio. La absorbancia de la bilirrubin a en suero a 455 nm es proporcional a su con cen tració n . E l suero de los recién nacidos no contiene lipocrom os, com o carotenos, que pueden increm en tar la absorbancia a 455 nm . La absorbancia de la hem oglobina a 455 nm se corrige sus­ trayendo la absorbancia a 575 nm . Muestra. E l suero se recolecta y alm acena con la m ism a p recau ción con que se m en cion ó anteriorm ente para las m uestras de adultos. Comentarios y fuentes de error. Se introd u cirá u n error si la d isolu ción am ortiguadora es turbia. D ebido a que el m étodo depende del coeficiente de e x tin ció n de la bilirru bina, todos los volúm enes deben ser exactos y las curvetas deben tener superficie plana con una longitud exacta de 1

483

cm . D ebe usarse u n control con un nivel cercano a los 20 mg/dl, que es un pu nto de d ecisión crítico para el clínico porque será necesario el intercam bio de transfusión si este nivel se excede. Tam bién deben tom arse precau cion es com o las m en­ cionadas en el m étodo an terior para la reco lecció n y el alm acenam iento de las m uestras. Este m étodo es relativa­ m ente insen sible a la hem olisis, que suele presentarse en las m uestras obtenidas de infantes, debido a la dificultad en la técnica de perforación de la piel. Sin em bargo, se ve de form a significativa afectada por la presencia de liprocrom os y, por lo tanto, sólo puede ser usada en infantes de un os cu antos m eses de edad .32 Rango de referencia. V éase el cuadro 22-2.

Urobilinógeno en orina y heces E l urobilinógeno es u n producto final in coloro del m eta­ bolism o de la bilirrubina; las bacterias intestinales lo o x i­ dan para convertirlo en urobilina, un pigm ento café. E n el individuo norm al, parte del urobilinógeno es excretado en las h eces, y el resto es absorbido en la sangre portal y regre­ sado al hígado. E l riñ ó n excreta un a pequeña parte que no es captada por los hepatocitos, com o urobilinógeno. E n la patología h em olitica y en la fu nción celu lar defectuosa del hígado, com o la vista en la h epatitis, se encuentran niveles increm entados de urobilinógeno urinario. La ausencia de urobilinógeno en la orina y en las h eces suele verse más a m enudo con ob stru cción b iliar com pleta. E l urobilinóge­ no fecal tam bién dism inuye en la o b stru cción biliar, com o en la enferm edad hepatocelular .6 Casi todos los m étodos cuantitativos para el u rob ilin ó­ geno se basan en la reacción de esta sustancia con p-dim etil-am inobenzaldehído para form ar un color rojo. E h rlich d escribió esta reacció n por prim era vez en 1 9 0 1 . A través de los años, se han hecho m u chas m odificaciones a este proced im iento para m ejorar la especificidad. Terwen reali­ zó las principales m ejoras en 1925; usó hidróxid o ferroso alcalino para reducir la urobilina a urobilinógeno y agregó acetato de sodio para elim inar la in terferencia proveniente de com puestos com o el indol. W atson, en 1 9 3 6 , introd u jo el uso de éter de petróleo en lugar de éter de d ietilo para la extracció n del urobilinógeno para ayudar a la elim inación de otras sustancias que interferían. Sin em bargo, debido a los estudios que indican que los m étodos cuantitativos descritos n o recup eran por com pleto el urobilinógeno a partir de la orina, casi todo los laboratorios usan el m éto­ do sem icu antitativo, m enos laborioso y m ás rápido, que se d escribe a co n tin u a ció n . 58-62

CUADRO 22-2. RAN GO S D E R EFER EN C IA PARA LA BILIRRU BIN A TOTAL EN INFANTES

CUADRO 22-1. RAN G O S D E R EFER EN C IA PARA BILIRRUBIN A

TÉRMINO INFANTES

PREMATURO, TOTAL

0-0.2 mg/dl (0-3 pmol/L)

24 h o r a s

1

a 6 m g /d l

2 a 6 m g /d l

No conjugada

0.2-0.8 mg/dl (3-14 ¡xmol/L)

48 h o r a s

6 a 8 m g /d l

6 a 7 m g /d l

Total

0.2-1.0 mg/dl (3-17 p,mol/L)

3 a 5 días

10 a 12 mg/dl

4 a 6 mg/dl

Conjugada

COMPLETO, TOTAL

484

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

D eterm in a ció n del urobilinógeno urin ario (sem icuantitativo)

Principio. E l urobilinógeno reacciona con p-dim etil-am inobenzaldehído (reactivo de E hrlich) para form ar u n color ro jo, que se m ide entonces espectrofotom étricam ente. Se agrega ácido ascórbico com o agente reductor para m antener al urobilinógeno en el estado reducido. E l uso de acetato de sodio saturado detiene la reacción y m inim iza la com bina­ ción de otros crom ógenos con el reactivo de Ehrlich. M u estra. Se recolecta orina fre sc a de 2 h. Esta m uestra debe m antenerse fría y protegida de la luz. Comentarios y fuentes de error. 1. Los resultados de esta prueba se reportan en unidades E h rlich en lugar de m iligram os de urobilinógeno, por­ que algunas sustancias, adem ás del urobilinógeno, son responsables de parte del desarrollo del color final. 2. E n tre otros com puestos, adem ás del urobilinógeno, que pueden presentarse en la orina y reaccionar con el reactivo de E h rlich , se inclu y en porfobilinógeno, sulfonam idas, procaína y ácido 5-h id roxiin d olacético. La b ilirru b ina form ará un color verde y, por lo tanto, debe elim inarse, com o se ha descrito previam ente. 3. Se n ecesita orina reciente, y la prueba debe realizarse sin retraso para evitar la oxid ación del urobilinógeno a u robilina. De m anera sim ilar, deben hacerse las lectu ras esp ectrofotom étricas dentro de los 5 m in posteriores a la p rod u cción del color, porque dism inuye la in ten si­ dad del color de urobilinógeno-aldehído.

Rango de referencia. U robilinógeno urinario, 0 .1 a 1.0 unidades Ehrlich/2 h o 0 .5 4 unidades Ehrlich/día (0 .8 6 mmol/día); 1 unidad E h rlich es u n equivalente aproxim a­ do a 1 m g de urobilinógeno. U robilinógeno fe c a l La in sp ecció n visual del excrem ento suele bastar para des­ cu brir urobilinógeno dism inuido. Sin em bargo, es posible la d eterm inación cuantitativa del urobilinógeno fecal e involucra el m ism o principio antes d escrito para la ori­ n a .11 Se lleva a cabo en un extracto acuoso de excrem ento reciente, y cu alquier urobilina presente se reduce a urobilinógeno por tratam iento con h idróxid o ferroso alcalino antes de que se agregue el reactivo de E h rlich . U n rango de 75 a 2 7 5 unidades Ehrlich/100 g de h eces recientes o de 75 a 4 0 0 unidades E h rlich para una m uestra a las 2 4 h se consid era com o u n rango de referencia n orm al .62

M edición de los ácidos biliares en el suero Por desgracia, se requieren m étodos com plejos para el análisis de ácidos biliares en el suero. Esto incluye extrac­ ció n con solventes orgánicos, crom atografía de partición, crom atografía de gases-espectroscopia de masa, espectrofotom etría, absorción de luz ultravioleta, fluorescencia, radioinm unoensayo y m étodos de inm unoensayos enzim á­ tico s .63'65 Aunque los niveles del ácido biliar sean elevados en la enferm edad hepática, la con cen tració n total es dem a­ siado variable y no da un valor de diagnóstico para otras pruebas de la fu nción hepática. La variabilidad de los tipos de ácidos biliares presentes en suero, ju n to con su existen ­

cia en diferentes form as conjugadas, sugiere que es posible obtener m ás inform ación relevante de la disfu nción hepá­ tica exam inando m odelos de ácidos biliares individuales y su estado de conjugación . Por ejem plo, se ha sugerido que la proporción de los ácidos biliares trihidroxi a dihidroxi en suero diferenciará a los pacientes con ictericia obstructiva de los que padecen lesión hepatocelular, y que el diagnósti­ co de cirrosis biliar prim aria y colestasis extrahepática pue­ de hacerse sobre la base de la proporción entre los ácidos cólicos a los quenodesoxicólicos. Sin em bargo, el alto costo de estas pruebas, el tiem po requerido para realizarlas y la controversia actual sobre su utilidad clínica lo convierte en un m étodo poco satisfactorio para el uso rutinario.

Pruebas enzimáticas en la enfermedad hepática Cualquier lesión del hígado que produzca histólisis y necrosis causa la lib eración de varias enzim as. La m edi­ ció n de estas enzim as hepáticas en el suero se usa para evaluar la exten sión del daño hepático y para diferenciar la patología hepatocelular (fu n cion al) de la obstructiva (m ecán ica). Los m étodos usados para m edir estas enzi­ m as, los rangos de referencia norm ales y otros aspectos generales de enzim ología se consid eraron en el capítulo 10, Enzimas. E n este capítulo, el análisis se con cen tra en los cam bios característicos en los niveles enzim áticos del suero vistos en varios trastornos hepáticos. Entre las enzim as más com unes ensayadas en la enfer­ m edad hepatobiliar están la ALP y la am inotransferasa. Las m enos usadas son y-glutam iltransferasa, lactato deshi­ drogenasa (LD ) y sus isoenzim as, 5'-n u cleotid asa, orn iti­ na carbam oiltransferasa y leucina am inopeptidasa .66'70

Fosfatasa alcalina La ALP se encuentra en diversos tejid os, pero se usa con m ás frecu encia en el diagnóstico clín ico de las enferm eda­ des óseas y hepáticas. Increm entos de leves a m oderados en la actividad de la ALP ocurren en m u ch os pacientes con trastornos hepatocelulares, com o la hepatitis y cirrosis, y aum entos pasajeros llegan a ocu rrir en todos los tipos de patología hepática. Las elevaciones m ás notables ocurren en la o b stru cción b iliar extrahepática, com o cálculos en el cond u cto b iliar com ún o en la colestasis intrahepática, com o colestasis de fárm acos o cirrosis b iliar prim aria. Esta enzim a casi siem pre se increm enta en la patología hepá­ tica m etastásica y puede ser la ún ica anorm alidad en las pruebas rutinarias de la fu nción hepática. D ebido a que el hu eso es un a fuente de enzim as, la enferm edad de Paget, la m etástasis ósea y otras enferm edades relacionadas co n el in crem en to de la actividad osteoblástica pueden producir niveles altos de ALP en ausencia de la enferm edad hepá­ tica. La enzim a se encuentra en la placenta, y las m ujeres em barazadás tam bién tienen niveles elevados .71'74

A m in otra nsfera sa s (transam inasas) La A ST (S G O T ) y la ALT (SG P T ) son las enzim as más usa­ das para evaluar el daño hepatocelular. La AST (S G O T ) se encuentra en todos los tejidos, sobre todo en el cardíaco, hepático y m usculoesqu elético. La ALT (S G P T ) se presen­ ta por lo general en el hígado y, en m enor grado, en el

CAPÍTULO 22 ■ FUNCIÓN HEPÁTICA

riñ ón y en el tejid o m u sculoesqu elético, haciéndola más “específica para el hígado”. En ausencia de necrosis aguda o isquemia de otros órga­ nos, los niveles elevados de am inotransferasa sugieren daño hepatocelular. E n hepatitis viral grave, que causa necrosis aguda extensa, se pueden encontrar niveles de am inotrans­ ferasa del suero significativam ente elevados, m ientras que sólo se encuentran increm entos m oderados en casos m enos graves. Es posible que enfermedades hepáticas levem ente crónicas o focales, com o hepatitis viral subclínica o anictérica, cirrosis alcohólica, infiltración granulom atosa e invasión tumoral, estén relacionadas con anormalidades sólo leves. Elevaciones m ínim as ocurren en la obstrucción biliar. Por lo general, es útil realizar d eterm inaciones en serie de am inotransferasa cuando se sigue el curso de un pacien te con hepatitis aguda o crónica. Sin em bargo, debe tom arse p recau ción al interpretar estos niveles anorm a­ les, porque las transam inasas séricas pueden dism inuir en algunos pacientes con hepatitis grave a aguda, debido a la lib eración exhaustiva de enzim as hepatocelulares .73'78 5'-Nucleotidasa. La 5'-n u cleo tid asa es otra fosfatasa; se origina en el hígado y se usa en clín ica para determ i­ nar si una elevación de ALP es causada por enferm edad hepática u ósea. Los niveles de la 5'-n u cleo tid asa y la ALP son elevados en la patología hepática, m ientras que en la enferm edad ósea prim aria, el nivel de la ALP es elevado, pero el de la 5'-nu cleotid asa suele ser norm al o sólo estar de m anera ligera. Esta enzim a es m u cho más sen sible a la enferm edad hepática m etastásica que la ALP porque, a diferencia de ésta, su nivel no es significativam ente ele­ vado en otras cond iciones, com o em barazo o infancia. Además, puede notarse algún increm ento en la actividad enzim ática después de la cirugía abdom in al .79'81 y-Glutamiltransferasa. La y-glutam iltransferasa (G G T ) se encuentra en altas concentraciones en el riñón y el híga­ do, y está elevada en el suero de la mayoría de los pacientes con trastornos hepatobiliares. No es específica de algún tipo de enferm edad hepática pero suele ser la prim era prueba de fu nción hepática anorm al m ostrada en el suero de perso­ nas que consum en grandes cantidades de alcohol. Niveles m ás altos se han visto en la obstru cción biliar. Por lo tanto, es una prueba sensible de enferm edad hepática alcohólica. La m edición de esta enzim a tam bién es útil si hay ausencia de ictericia para la confirm ación de neoplasm as hepáticos, y es una prueba útil para confirm ar la patología hepática en pacientes con fosfatos alcalinos elevados .82'86 Leucina aminopeptidasa. La leu cin a am inopeptidasa, distribuida am pliam ente en los tejid os hu m anos, se encuentra en el páncreas, la m ucosa gástrica, el hígado, el bazo, el cerebro, los intestinos grueso y delgado y el riñón. La m ayoría de los investigadores creen que no es posible utilizar la actividad sérica de la leu cin a am inopeptidasa para diferenciar la ictericia hepatocelular de la obstru cti­ va. M ás aún, la m ed ición de esta enzim a no proporciona inform ación útil que no pueda obtenerse con otras prue­ bas, com o la d eterm inación de la 5'-n u cleo tid asa o y-glutam iltransferasa .87 Lactato deshidrogenasa. Por lo general, la m edición de la LD sérica total no es útil para el diagnóstico, porque la LD está presente en todos los órganos y se libera en el suero

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debido a varias lesiones tisulares. Sin em bargo, la división de la LD en sus cinco isoenzim as específicas de tejido pro­ porciona inform ación útil acerca del sitio de origen de la elevación de la LD. La LD -5 se presenta más en el hígado y el tejid o m u sculoesquelético. Una interpretación de los patrones de la isoenzim a puede ser sim ple; una LD -5 eleva­ da se encuentra en un paciente con ictericia. Sin em bargo, la sim ilitud de los patrones de la isoenzim a entre diferentes estados de daño tisular puede necesitar el uso de pruebas de laboratorio adicionales para la interpretación. Las elevaciones m oderadas de los niveles de LD séri­ cos totales son com unes en la hepatitis viral aguda y en la cirrosis, m ientras la patología del tracto biliar puede pro­ ducir sólo elevaciones leves. N iveles séricos elevados pue­ den encontrarse en el carcinom a m etastásico del hígad o .88

Pruebas de medición de la capacidad sintética del hígado La m ed ición de los productos finales de la actividad sin té­ tica hepática puede usarse para evaluar la patología hepá­ tica. A unque estas pruebas no son sensibles a un daño hepático m ínim o, resultan útiles para cu an tificar la grave­ dad de la d isfu nción hepática. Casi todas las proteínas séricas se produ cen en el híga­ do. U na dism inu ción en la albúm ina sérica puede ser resultado de la dism inu ción de la sín tesis proteica hepáti­ ca. E l nivel de albúm ina se relaciona b ien con la gravedad del deterioro fu ncional y se encuentra co n más frecuencia en la enferm edad hepática crónica que en la aguda. Las a -g lo b u lin a s séricas tam bién tienden a dism inuir con la enferm edad hepática crónica. Sin em bargo, una a -g lo b u li­ na b aja o ausente sugiere que la d eficiencia en a -a n titrip sina es la causa de la enferm edad hepática crónica. Los niveles de y-globulina sérica aum entan de form a tem poral en la enferm edad hepática aguda y perm an ecen elevados en la enferm edad hepática crón ica. Los m ayores in cre­ m entos se encuen tran en la hepatitis activa cró n ica y en la cirrosis posnecrótica. E n particular, los niveles de IgG e IgM están elevados más consisten tem ente en la hepatitis activa crón ica, de IgM en la cirrosis b iliar prim aria y de IgA en la cirrosis alcohólica. E l tiem po de protrom bina suele increm entarse en la enferm edad hepática porque el hígado no puede producir cantidades adecuadas del factor de coagulación o porque la interrup ción del flujo biliar ocasiona una inadecuada absorción de la vitam ina K del intestino. La respuesta del tiem po de protrom bina a la adm inistración de vitam ina K tiene, por lo tanto, algún valor en diferenciar a la enferm e­ dad intrahepática con d ism inución en la capacidad de sín ­ tesis de la ob stru cción extrahepática con dism inu ción en la absorción de las vitam inas solubles en grasa. Una marcada prolongación del tiem po de protrom bina indica una enfer­ medad hepática difusa grave y u n diagnóstico m alo .89

Pruebas de medición del m etabolism o del nitrógeno El hígado desem peña un papel im portante en la eli­ m in ación del am oniaco del torrente sanguíneo y en la

486

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

conv ersión de éste a urea para que lo puedan elim in ar los riñones. E n la insu ficiencia hepática, aum enta la cantidad de am oniaco y otras toxin as en el torrente sanguíneo, lo que puede llevar a com a hepático. E n esta con d ició n , el p acien te se d esorienta cada vez m ás y gradualm ente cae en in co n scien cia. La causa del com a hepático no está por com p leto definida, aunque se supone que el am oniaco desem peña u n papel im portante. Sin em bargo, la relación entre los niveles de am oniaco sanguíneo y la gravedad del com a h ep ático es m ala. P or lo tanto, el nivel de am o­ n iaco es m ás ú til cuando los pacien tes sirven com o su propio con trol, y se tom an m ed iciones m ú ltiples co n el tiem p o .89'91 La p rod u cción de glutam ina en una reacció n intracelu lar enzim ática entre el am oniaco y el ácido glutám ico pro­ porciona u n m ecanism o para elim inar el am oniaco desde el sistem a nervioso central. La elevación de la C SF glu­ tam ina ha sido descrita en la encefalopatía hepática y en algunos casos del síndrom e de Reye. Los niveles de gluta­ m ina se m iden por varios m étodos, incluid as la hidrólisis ácida y la fluorescencia inducida por láser . 92

Hepatitis

de la hepatitis A se realiza por la d etección serológica de sus anticuerpos. La produ cción de los anticuerpos de la hepatitis A (anti-HAV) representa una respuesta específica del huésped a la HA\( y se cree que confiere inm unidad contra la rein fección . E l uso del m icroscopio electró nico inm unitario en el excrem ento y los radioinm unoensayos para la d etección de este anticuerpo sugieren que dife­ rentes tipos de anticuerpo (tan to IgM com o IgG ) pueden aparecer en diversos m om entos de la enferm edad. Los anticuerpos esp ecíficos del IgM llegan al pu nto m áxim o en una sem ana y desaparecen antes de las och o , m ientras los anticuerpos de IgG llegan al pu nto m áxim o en u n período de un o a dos m eses y persisten por años. La docu m en tación de la positividad del anti-HAV indi­ ca exp o sición a HAV, ausencia de capacidad de in fecció n y presencia de inm unidad a una in fecció n recurrente. La positividad del anti-HAV no im plica hepatitis previa en clín ica evidente ni establece una relación etiológica entre HAV y una enferm edad hepática aguda crón ica. La dem os­ tración de la seroconversión o pérdida fecal del antígeno durante la fase aguda de la enferm edad es el ún ico m étodo confiable para el establecim ien to de una etiología de HAV M ucha gente tiene anticuerpos anti-HAV sin haber tenido una in fecció n clínicam ente evidente .93'98

Hepatitis significa “inflam ación del hígado”; puede ser causada por virus, bacterias, parásitos, radiación, fárm a­ cos, quím icos, enferm edad autoinm unitaria o toxinas. E ntre los virus causantes de hepatitis están los tipos A, B, C, D (o delta) y E ; los citom egalovirus; los virus de Epstein-Barr; y tal vez otros más (cuadro 2 2 -3 ).

H epatitis A La hepatitis A, tam bién conocida com o hepatitis infecciosa y hepatitis de incubación corta , se tran sm ite por lo com ún por alim entos o agua contam inados. Los datos epidem io­ lógicos han sugerido que un estado portador de hepatitis A es im probable o es de corta duración. La hepatitis del virus A (HAV) se ha identificado con m icroscop io electró n ico com o una partícula esférica (2 7 nm de an cho) que co n tie­ ne RNA. Se ha cultivado recientem ente in vitro. Sin em bar­ go, este sistem a tejid o-cu ltivo es m ás una herram ienta de investigación que una ayuda en el diagnóstico. La pérdida fecal del antígeno de la hepatitis A es pasajera, y el antíge­ n o desaparece del excrem ento después de las elevaciones al pu nto m áxim o de las enzim as hepáticas. E l diagnóstico

H epatitis B A la hepatitis B tam bién se le con o ce com o hepatitis séri­ ca o hepatitis de incubación larga. Hay tres rutas principa­ les de transm isión: parental, perinatal y sexual. Tam bién existe un a ruta de transm isión fecal-oral extra, aunque n o es im portante en cuanto a su base epidem iológica. Los pacien tes infectados m anifiestan la hepatitis B en casi todos los fluidos corporales, inclu id os sangre, heces, ori­ na, saliva, sem en, lágrim as y lech e m aterna. E l virus de la hepatitis B (H BV) es una partícula esfé­ rica de 4 2 nm , de doble con cha, con un n ú cleo central de ácido d esoxirribonu cleico (DNA) rodeado por una capa proteica. O riginalm ente, a esta partícula, presente en baja con cen tració n en el suero de los pacien tes con hepatitis viral activa, se le llam ó partícula de Dañe. D espués de la in fecció n con HBV, el nú cleo del antígeno se sintetiza en el n ú cleo de los hepatocitos y luego pasa al citoplasm a de la célula hepática, donde es rodeado por la capa protei­ ca. E n estudios serológicos se ha identificado u n antígeno presente en el centro del virus (HBcAg) y uno superficial

CUADRO 22-3. L O S V IR U S D E L A H E P A T IT IS INFECCIÓN

DIAGNÓSTICO

VACUNA

CRÓNICA

SEROLÓGICO DISPONIBLE

Fecal-oral

Sí

No

Sí

8 a 26 semanas

Parental, sexual

Sí

Sí

Sí

2 a 15 semanas

Parental, ¿sexual?

No

Sí

Sí

RNA

—

Parental, sexual

Sí

Sí

Sí

RNA

3 a 6 semanas

Fecal-oral

No

?

Sí

PERIODO DE

MODO PRIMARIO

NUCLEÓTIDO

INCUBACIÓN

DE TRANSMISIÓN

Hepatitis A

RNA

2 a 6 semanas

Hepatitis B

DNA

Hepatitis C

RNA

Hepatitis D Hepatitis E

CAPÍTULO 22 ■ FUNCIÓN HEPÁTICA

presente en la proteína de la superficie (H bsAg), adem ás de otro denom inado antígeno e (HbeAg).29 E l cu rso clín ico de la hepatitis B es dem asiado variable. Casi dos terceras partes de los casos pueden ser asintom áticos o producir sólo una ligera enferm edad, com o gripe. E n la tercera parte restante, un pacien te puede desarrollar u n síndrom e com o hepatitis con m alestar, fiebres irregula­ res, sensibilidad en el cuadrante superior derecho, icteri­ cia y orina oscu ra .98'101 E n casi 1% de los pacientes infectad os, puede desarro­ llarse el síndrom e de la hepatitis fulm inante. Se trata de una enferm edad clínica grave co n alta m ortalidad. A lrededor de 90% de los pacientes infectados con HBV se recupera en un período de 6 m eses. Esta recup eración se m anifiesta por el desarrollo de anticuerpos para el antíge­ no superficial de la hepatitis B. Casi 10% de los pacientes infectados desarrollaran hepatitis crónica, que se analiza m ás adelante en la sección Hepatitis B crónica. E n todo el m undo, la in fecció n con HBV es m uy com ún y suele darse al m om ento de nacer. En algunas áreas, com o partes de Á frica, Asia y las islas del Pacífico, más de 80% de la población en general m uestra evidencia serológica de una in fecció n de hepatitis pasada. La proporción de por­ tador cró n ico es alta. Tales personas están en alto riesgo de desarrollar cirrosis o carcinom a hepatocelular (hepatom a ).102 E n Estados U nidos, m enos de 10% de la población m uestra evidencia serológica de una in fecció n pasada con HBV. La proporción del portador cró n ico es m enos de 1% de la población general. Entre las personas con alto ries­ go de in fecció n en ese país se incluye a hom osexuales, personas que abusan de drogas intravenosas, recién n aci­ dos de m adres que son positivas al antígeno superficial al m om ento del parto, inm igrantes de áreas endém icas, y

parejas sexuales y contactos fam iliares de pacientes que tien en hepatitis B. Aunque todavía ocu rre la tran sm isión de ésta por productos sanguíneos, las pruebas de m o n ito­ reo efectivas hacen que ahora resulte raro. Los trabajadores del cuidado de la salud, incluido personal de laboratorio, pueden estar en m ayor riesgo de desarrollar hepatitis B, dependiendo de su grado de exp o sición a sangre y fluidos corp orales .100 Hay una vacuna efectiva para la hepatitis B y tam ­ b ién u n tratam iento co n inm unoglobulina. La vacuna es m uy efectiva para estim ular la p rod u cción del anticuerpo superficial de la hepatitis B y, por tanto, deja al destinata­ rio inm une. D espués de una exp o sición aguda, com o una lesión co n arm a punzocortante, el paciente debe recibir la vacuna de la hepatitis y la inm unoglobulina. U n tra­ tam iento sim ilar es muy efectivo para la prevención del desarrollo de la hepatitis en infantes con madres in fecta­ das. E n especial, resulta im portante que todos los trabaja­ dores del cuidado de la salud que están expuestos a sangre y fluidos corporales se apliquen la vacuna de la hepatitis. Cada año, m iles de casos de hepatitis B ocu rren entre los trabajadores al cuidado de la salud, y varios cientos m ue­ ren debido a sus com plicaciones. Se trata de un m al que se puede prevenir. Todos los que trabajan en el laboratorio clín ico deben aplicarse la vacuna de la hepatitis.

H epatitis BsA g La hepatitis BsAg (HBsAg), antes conocid a com o antígeno A ustralia y antígeno asociado a hepatitis (HAA), es el antí­ geno para el que se realiza la prueba de rutin a en todas las unidades de sangre donadas. E l HBsAg es el prim er m arcador serológico que aparece durante el desarrollo de la hepatitis B aguda, e identifica a los pacientes infectados

ES T U D IO D E C A S O 22-3 Los siguientes resultados de laboratorio se obtuvieron de una estudiante universitaria de 19 años que consu ltó el servicio de salud de la escuela debido a fatiga y falta de apetito. Ella agrega que notó recientem ente que su esclerótica parece algo am arillenta y que su orin a se ha puesto oscura (cuadro 2 2 -3 .1 del estudio del caso).

Preguntas

487

CUADRO 22-3.1 DEL ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DEL LABORATORIO A LI \bvjr 1)

Elevado

AST (SGOT)

Elevado

Fosfatasa alcalina

Mínimamente elevada

LD

Elevado

Bilirrubina sérica

5 mg/dl

1. ¿Cuál es el diagnóstico m ás probable?

Bilirrubina urinaria

Incrementada

2. ¿Q ué factores adicionales deben buscarse en el h is­ torial del paciente?

Anticuerpo de la hepatitis A (IgG)

Negativo

3. ¿Cuál es el diagnóstico?

Anticuerpo de la hepatitis A (IgM)

Positivo

Antigeno superficial de la hepatitis B

Negativo

Anticuerpo superficial de la hepatitis B

Negativo

Anticuerpo de la hepatitis C

Negativo

488

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

antes del com ienzo de la enferm edad clín ica m ás confia­ blem ente que cualquier otro. A unque se ha dem ostrado que la capa proteica viral aislada n o es infecciosa, debe considerarse que las personas que llevan crónicam en te el BsAg en el suero tienen la capacidad de infectar por­ que no puede excluirse la presencia del virus in tacto. Los pacientes que se recuperan de la hepatitis B desarrollan el anti-H Bs que sigue a la desaparición del HBsAg en un tiem po cercano al de la recup eración clín ica (fig. 2 2 -5 ). Este anticuerpo es com ún en la población en general y se cree que confiere inm unidad para un a futura rein fección con H B V 100

H epatitis B cA g E l antígeno central, HBcAg, no se ha m anifestado en el plasm a de las víctim as de la hepatitis o donadores de sangre. E ste antígeno sólo se ha visto en el nú cleo de los hepatocitos durante una in fecció n aguda co n hepatitis B. E l anticuerpo del antígeno central, anti-H Bc, suele desa­ rrollarse antes que el anticuerpo del antígeno superficial (fig. 2 2 -5 ). U n ensayo reciente del m arcador serológico desarrollado para el uso general es una prueba del an ti­ cuerpo IgM para el antígeno cen tral de la hepatitis B. E n la situación clín ica apropiada, este ensayo IgM ha dem ostra­ do ser específico para la hepatitis B aguda. E strecham ente relacionada con el antígeno central se encuentra una polim erasa DNA viral dependiente de DN. Esta enzim a viral es necesaria para la replicación viral y se detecta en el suero en los in icios de la hepatitis viral, durante la fase de la rep licación viral activa .98

H epatitis B eA g O tro m arcador de la in fecció n con HBV es el antígeno e. Al parecer, éste se relaciona de form a m ás estrecha con el centro que con la superficie de la partícula viral. La presencia del antígeno e parece relacionarse b ien con el num ero de partículas virales infecciosas y con el grado de capacidad de in fecció n de los sueros positivos a HBsAg. La

presencia del HbeAg en los portadores HBsAg es un signo de pron óstico desfavorable y predice un desarrollo grave y una enferm edad hepática crónica. De m anera recíproca, la presencia de anticuerpos anti-H Be en portadores indica una baja capacidad de in fecció n del suero (fig. 2 2 -6 ). El antígeno e sólo se detecta en suero cuando está presente el antígeno superficial (fig. 2 2 -7 ).

Ensayo del D N A d e la hepatitis B viral Es posible detectar el DNA de la HBV real en la sangre usan­ do hibrid ación ácida nucleica o reacciones en cadena de la polim erasa. Éstas proporcionan una m edición más sensible que la serología de la capacidad de in fecció n y el progreso de la enfermedad. Éstas pueden usarse para vigilar la efec­ tividad de la terapia antiviral en pacientes con infección de HBV crónica, pero com plem enta los actuales ensayos serológicos de H BY en lugar de reem plazarlos .103-105

H epatitis C H asta hace m uy p o co, casos de hepatitis viral que no podían identificarse com o m arcadores serológicos tipo A o B se registraban en la categoría general de hepatitis no A o n o B. R ecientem ente, se identificó que el agente respon­ sable de casi 80 % de estos casos es el ácido ribo nu cleico (RN A) que con tiene el virus de la hepatitis C (HCV). Ahora se dispone de pruebas para detectar a quienes tien en riesgo de transm itir la H CV D ichas pruebas d etec­ tan anticuerpos para la HCV e identifican a la m ayoría de los portadores in feccio so s .106 A unque aún queda m ucho por aprender sobre la hepatitis C, aparentem ente se trans­ m ite de m anera parental con m ayor frecuencia. Tam bién existen las rutas sexual y fecal-oral, y puede ser transm iti­ da por transfusión sanguínea .107-109 Casi 3% de los donadores en Estados U nidos son posi­ tivos para H C V Se cree que la m ayoría de estos pacien ­ tes son contagiosos. La prueba del anticuerpo de la HCV detectará a casi todos los pacientes in fecciosos, aunque ocurren resultados que son falsos p ositivos .108

Secuencia de los marcadores HBV

FIGURA 22-5.

Serología de la infección de la hepatitis B con recuperación.

CAPÍTULO 22 ■ FUNCIÓN HEPÁTICA

489

Secuencia de los marcadores superficiales de HBV Hepatitis crónica

FIGURA 22-6. Ningún anticuerpo se forma contra el HBsAg. La persistencia del HbeAg implica una alta capacidad de infección y, por lo general, un diagnóstico desafortunado. Tal vez este paciente desarrolle cirrosis, a menos que ocurra la seroconversión o que se le administre un tratamiento.

Desde el aspecto clín ico, la hepatitis C aguda suele ser leve y puede pasar por com pleto desapercibida. Sin em bar­ go, la in fecció n tiene una tasa alta de progresión a hepa­ titis crónica, cirrosis y carcinom a. Por tanto, la hepatitis C parece ser una causa m ayor de la hepatitis cró n ica en Estados U n id os .109110 Por lo general, los anticuerpos de la hepatitis C no son detectados en los prim eros m eses después de la in fección, pero casi siem pre están presentes en fases más tardías. E sto no protege y a veces desaparecen varios años después de la resolución de la infección. E l ensayo serológico para los anticuerpos de la H C V es una prueba de evaluación, y pueden ocu rrir falsos posi­ tivos. Por lo tanto, es necesario confirm ar los resultados positivos con un m étodo m ás especifico, com o el ensayo inm un oblasto recom binante de la H C V 111

Hepatitis delta La hepatitis delta, o hepatitis D (H D V ), constitu ye un ejem plo ún ico de la in fecció n por virus satélite en la enferm edad hum ana. La HDV sólo causa enferm edad en pacientes infectados con HBV. Es incapaz de causar cual­ quier enferm edad en pacientes que no tienen hepatitis B. La HDV es un virus de RNA con alto grado de h om o­ logía base-par con HBV Cuando la in fecció n con virus delta ocurre en u n paciente que aún tien e in fecció n por HBV, el virus delta usa éste para la replicación. E n ton ces, se producen tanto HBV com o HDV A diferencia de la HBV, la HDV parece directam ente tó xica para los hepatocitos hum anos. E xisten dos tipos básicos de in fecció n por HDV, pero los dos tienen el efecto de agravar el pronóstico de la HBV E n coinfección, el paciente adquiere HBV y HDV de manera

Secuencia de los marcadores superficiales de HBV Hepatitis crónica

FIGURA 22-7. Serologfa de la hepatitis crónica con formación de anticuerpos para HbeAg. Se trata de un signo favorable y sugiere que la hepatitis crónica pueda resolverse. La recuperación completa seria marcada por la desapa­ rición del HBsAg y la formación de sus correspondientes anticuerpos.

490

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

ES T U D IO D E C A S O 22-4 Los siguientes resultados se obtuvieron del pacien te del estudio de caso 22-2 (cuadro 2 2 -4 .1 del estudio de caso).

Preguntas 1 . ¿Cuál es el diagnóstico más probable? 2. ¿Cuál es el prediagnóstico? 3. ¿Q ué com plicaciones pueden desarrollarse?

sim ultánea. Es probable que un pacien te con esta co in ­ fección desarrolle com plicaciones serias y tenga una tasa m ás alta de progresión a hepatitis crónica. Sin em bargo, la m ayoría de los pacientes todavía se recuperan. La otra posibilidad es la superinfección, en que un pacien te que es portador de HBV crónico es superinfectado co n la HDV Puede desarrollarse hepatitis fulm inante o puede acelerarse la progresión hacia cirrosis. Por epidemiología, la infección HDV parece concentrar­ se en los países que se encuentran alrededor de los mares M editerráneo, Negro, y Rojo. E n Estados Unidos, entre 10 y 20% que son portadores HBV crónicos serán serológicam ente positivos a HDV Los factores de riesgo para la infección HDV suelen ser los m ism os que para la infección H BV 111'116

H epatitis E E l virus de la hepatitis E que contien e RNA se transm ite p or lo com ún por la ruta fecal-oral. Esta enferm edad se encuentra sobre todo en países subdesarrollados, aunque se han reportado casos esporádicos en Estados U nidos y Europa O ccid ental, en especial entre viajeros. E l período

CUADRO 22-4.1 DEL ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO______________ Anticuerpo de la hepatitis A (IgG)

Positivo

Anticuerpo de la hepatitis A (IgM)

Negativo

Antigeno superficial de la hepatitis B

Positivo

Anticuerpo superficial de la hepatitis B

Negativo

Anticuerpo central de la hepatitis (IgM)

Positivo

Anticuerpo de la hepatitis C

Negativo

de in cu b ació n es corto, por lo general entre 21 y 4 2 días. E l virus puede ser detectado en las heces y la bilis alrede­ dor de siete días después de la infección. La in fecció n con hepatitis E suele ser leve, excepto en m u jeres em barazadas, en quienes llega a ser una enferm e­ dad devastadora. Las pruebas serológicas están disponi­ bles para el d iagn óstico .113,117'124 E n el m undo, la hepatitis E es un virus tipo RNA rela­ cionado con hepatitis crónica y aguda.

H epatitis cró n ica 102’104'125'129 Cuando hay evidencia de hepatitis, com o niveles de transa­ m ina sérica elevados, durante más de seis m eses, se dice que existe hepatitis crónica. Varios agentes diferentes, incluidos virus, drogas y alcohol, pueden causar hepatitis crónica. Sin embargo, esta discusión se centra sobre las causas virales. Alrededor de 10% de los casos de HBV progresan a hepa­ titis crónica. La gravedad de la enferm edad inicial no tiene nada que ver con el riesgo del desarrollo de cronicidad. Por lo tanto, m u chos pacientes pueden desarrollar hepatitis cró ­ nica sin haber estado conscientes de que tenían una infec-

ES T U D IO D E C A S O 22-5 U n hom bre de 3 6 años consultó a su m édico familiar debi­ do a anormalidades en la función hepática, que inicial­ m ente fueron notadas durante un exam en físico previo a la contratación de un seguro hace 6 meses. Se obtuvieron los siguientes resultados de laboratorio, que son idénticos a los obtenidos 6 meses antes (cuadro 22-5.1 del estudio de caso).

Preguntas 1. ¿Cuál es el diagnóstico m ás probable? 2. ¿Cuál es el prediagnóstico? 3. ¿Q ué com plicaciones pueden desarrollarse? 4. ¿Q ué pruebas adicionales deben realizarse?

CUADRO DEL ESTUDIO DE CASO 22-5.1. RESULTADOS DE LABORATORIO Anticuerpo de la hepatitis A (IgG)

Positivo

Anticuerpo de la hepatitis A (IgM)

Negativo

Antigeno superficial de la hepatitis B

Positivo

Anticuerpo superficial de la hepatitis B

Negativo

Anticuerpo central de la hepatitis B (IgM)

Positivo

Anticuerpo de la hepatitis C

Negativo

CAPÍTULO 22 ■ FUNCIÓN HEPÁTICA

ción por hepatitis B. Los hallazgos serológicos en pacientes con hepatitis B crónica se m uestran en la figura 2 2 -7 . Es probable que estos pacientes estén clínicam ente enferm os o que parezcan por com pleto saludables. Sin embargo, siem pre y cuando la HBsAg esté presente, son contagiosos y presentan riesgos de desarrollar com plicaciones al eludir la cirrosis y el carcinom a hepatocelular. Los pacientes que m anifiestan el antígeno e son altam ente infecciosos y se dice que tienen el peor pronóstico. El aspecto del anticuer­ po para el antígeno e puede anunciar la recuperación. La recuperación com pleta ocurre cuando desaparece el antí­ geno superficial de la hepatitis B y se detecta el anticuerpo correspondiente. Estos pacientes son inm unes a posterio­ res infecciones. Aunque m uchos pacientes con hepatitis crónica se recuperan de m anera espontánea, otros llegan a necesitar u n tratam iento agresivo. E n el m undo, la in fecció n por hepatitis B constituye una causa im portante de m orbilidad y m ortalidad. En países subdesarrollados, la in fecció n a m enudo ocurre al nacer, y estos n iños tienen u n alto riesgo de desarrollar cirrosis o carcinom a hepatocelular. La hepatitis C tam bién tiene u n alto grado de cro n i­ cidad. A unque los pacientes co n in fecció n por hepatitis cró n ica parecen correr u n alto riesgo de adquirir cirrosis, el papel de la hepatitis C en el desarrollo del carcinom a hepatocelular es m ucho m enos claro. E n la actualidad se utiliza interferón para tratar la hepatitis crónica. La hepa­ titis A se relaciona m uy rara vez con la patología crónica. Casi ningún pacien te con hepatitis C cró n ica presenta sig­ nos o síntom as; en cam bio, sólo m anifiestan elevaciones leves en las pruebas de la fu n ció n hepática, sobre todo en las transam inasas. E l grado de elevación tiene un pequeño valor predictivo en pacientes individuales. Cerca de 80% de los pacientes infectados desarrollan hepatitis crónica, aunque en la m ayor parte de los casos, la enferm edad no progresa. E l porcentaje de pacientes que desarrolla cirrosis varía de form a amplia en los diferentes estudios, pero se ha estim ado que llega a ser hasta de 40% después de los 4 0 años. E l consu m o de alcohol aum enta el riesgo de cirrosis. E n estos pacientes se realizan por períodos biopsias hepá­ ticas, correlacionand o el grado de inflam ación y fibrosis con el riesgo de cirrosis. Los pacientes con hepatitis C cró n ica suelen tratarse co n interferón y ribavirina. La terapia se vigila al estim ar las partículas virales en el plasm a, usando la reacción en cadena con la polim erasa (P C R ).121

O tras fo rm a s d e hepatitis Hay cin co form as de hepatitis viral (A, B, C, D, E ) bien reconocid as. E l papel del virus G es incierto. La hepatitis F es un agente entérico que puede tran sm itirse a prim ates. De nuevo, se necesita aprender más sobre este agente y su papel, si lo tiene, en la patología hum ana. Es posible que existan otras form as de hepatitis viral com o los virus T T y SEN. E l grupo GB de virus parecidos a flavo (GBV-A, GBV-B y GBV-C) tam bién está relacionado con la hepatitis aguda y crónica. Poco se con o ce acerca de estas enferm e­ dades. E n este m om ento no se dispone de ninguna prueba com ercial para d iagnosticarlas .130-133

491

RESUMEN El hígado es el órgano más grande, versátil y com plejo del cuerpo. Está conform ado por dos lóbulos principales. La unidad estructural del hígado está formada por el lobulillo, cordones de células hepáticas o hepatocitos que se irradian desde una vena central. El hígado realiza varios cientos de funciones conocidas cada día, incluidas las funciones m eta­ b ólica, secretora y excretora. Una de las m ás im portantes es la excreción de bilis. La bilirrubina es el principal pigmento de la bilis y se deriva del rom pim iento de la hem oglobina cuando el sistem a reticuloendotelial fagocítica las células rojas envejecidas. E xisten dos formas de bilirrubina: con ju ­ gada y no conjugada. A un increm ento en la concentración de la bilirrubina se le conoce com o ictericia; ésta puede ser causada por diversos m ecanism os fisiopatológicos. Hay tres tipos de ictericia: prehepática, hepática y poshepática. Entre las m uchas funciones m etabólicas del hígado se encuentra la síntesis de proteínas, carbohidratos y lípidos. El hígado sintetiza m uchas enzim as, pero no todas son útiles en el diagnóstico de los trastornos hepatobiliares. E ntre los trastornos del hígado se inclu yen ictericia, cirro­ sis, tum ores, síndrom e de Reye y trastornos relacionados con fárm acos y alcohol. D urante siglos se ha utilizado el análisis de las concentraciones de bilirrubina para evaluar la fu nción hepática. Suelen usarse dos m etodologías para evaluar la bilirrubina: la de Evelyn-M alloy y la de Jen d ras­ sik-G rof. E l urobilinógeno, un producto final incoloro del m etabolism o de la bilirrubina, tam bién se m ide para evaluar la fu nción hepática. La m edición de las enzim as hepáticas en suero se usa para evaluar la extensión del daño hepático y para diferenciar la patología hepatocelular (funcional) de la obstructiva (m ecánica). Entre las enzi­ m as m ás ensayadas en la patología hepatobiliar se incluyen la ALP y la am inotransferasa (A ST y A LT). La hepatitis, o inflam ación del hígado, puede ser causada por virus, b ac­ terias, parásitos, radiación, fárm acos, quím icos o toxinas. Entre los virus que causan hepatitis están los de los tipos de hepatitis A, B, C, D (o delta) y E, citom egalovirus, virus Epstein-Barr y probablem ente otros m ás. La hepatitis A suele transm itirse por vía fecal-oral y causa una in fecció n leve o poco evidente, sin tendencia a la enferm edad cró n i­ ca. Las hepatitis B y C se transm iten por lo com ún por vía parenteral. La hepatitis B causa enferm edad grave en una m inoría de pacien tes; sin em bargo, en m u chos pacientes, la in fecció n es leve o incluso poco evidente. La in fecció n aguda con hepatitis C suele ser de leve a poco evidente. La hepatitis B tiene una tendencia ligera a la enferm edad cró ­ nica, m ientras que la mayoría de los pacientes con infec­ ción por hepatitis C desarrollan una in fecció n crónica. La hepatitis delta es un virus satélite ú n ico que cau­ sa una su p erinfección en pacientes ya infectados con hepatitis B. La hepatitis E se transm ite sobre todo por vía fecal-oral y sólo causa una patología grave en m ujeres embarazadas. La hepatitis cró n ica es una causa im portante de m orbi­ lidad y m ortalidad en el m undo. La hepatitis cró n ica es un factor de riesgo im portante para el desarrollo del carcino­ ma hepatocelular.

492

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

P R E G U N T A S

DE

6 . E n pacientes con hepatitis B, el antígeno e de la hepa­

1. La hiperbilirru bina en recién nacidos por lo general: a) O casiona un daño cerebral perm anente. b ) Es causada por hem olisis. c) Es causada por atresia biliar. d) Debe tratarse si los niveles de bilirrubin a exced en los 5 mg/dl.

titis se encuentra en el suero sólo cuando cuál de los siguientes tam bién está presente: a ) A ntígeno superficial. b) A nticuerpo para el antígeno superficial. c ) A nticuerpo para la hepatitis E. d) A nticuerpo de la hepatitis C (Ig G ). e) A nticuerpo de la hepatitis C (IgM ).

2. La cirrosis se deriva de la palabra griega que significa: a) A m arillo. b ) Duro. c) Largo. d) Tumor. e) Hígado.

7. ¿Cuál de las siguientes enzim as se usa con m ás fre­ cu encia para establecer el origen hepático de una ele­ vada fosfatasa alcalina sérica? a) A lanina am inotransferasa. b) Aspartato am inotransferasa. c) O rnitin a carbam oiltransferasa. d ) y-Glutam il transpeptidasa. e) L actato deshidrogenasa.

3. Todas las afirm aciones siguientes relacionadas con el urobilinógeno son correctas E X C E P T O : a) Incolora. b ) Es producido por accion es oxidativas de bacterias intestinales. c) E xperim enta circu lación enterohepática signifi­ cativa. d) Los niveles urinarios se increm en tan en la obs­ tru cció n biliar. e) Los niveles fecales dism inuyen en la obstru cción fecal.

8 . Es probable que la in fecció n por hepatitis E tenga serias consecu encias en: a) N iños. b) M ujeres embarazadas. c) V iajeros en países del tercer m undo. d) G ente m ayor e) P acientes que tom an aspirina. 9. E n el m undo, casi todos los tum ores m alignos prim a­ rios del hígado se relacionan con: a) A lcoh olism o. b ) C álculos biliares. c) In fección previa con un virus de la hepatitis. d) Síndrom e de Reye. e ) Paludism o.

4. N iveles elevados de la glutam ina C SF se encuentran en pacientes con: a ) E ncefalopatía hepática. b) Tumores cerebrales. c) Ataques cerebrales. d) Esquizofrenia. e) Insuficien cia renal. 5. ¿Q ué form a de hepatitis es causada por un virus de DNA? a ) H epatitis A. b) H epatitis B. c) H epatitis C. d) H epatitis D. e) H epatitis E.

REFERENCIAS 1. Barnard SE, Becker YT, Blair KT, et al. The effect of low dose epinephrine infusión on hepatic hemodynamics. Transplant Proc 1998;30(5 ):2 3 0 6 -2 3 0 8 . 2. Emond JC , Renz JE Surgical anatomy of the liver and its appli­ cation to hepatobiliary surgery transplantation. Semin Liver Dis 1994;14(2): 158-168. 3. Barwick K, Rosai, J. Ackerman’s Surgical Pathology, 8th ed. St Louis: CV Mosby, 1996:857-942. 4. De W it LT, Douma DJ, Groen AK, et al. Hepatic hile versus gallbladder bile: a comparison of protein and lipid concentration and composition in cholesterol gallstone patients. Hepatology 1998; 28(1): 11—16.

R E P A S O

10.

5. 6.

7.

8. 9.

E l reactivo de E h rlich se usa en la m ed ición de: a) Bilirrubina. b ) U robilinógeno. c) Am oniaco. d) Á cidos biliares.

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CAPÍTULO 22 ■ FUNCIÓN HEPÁTICA

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Fundón cardíaca Lynn R. Ingram

C O N T E N I D O ■ CARDIOPATÍA

C A P Í T U L O Marcadores de insuficiencia cardíaca congestiva Otros marcadores Pruebas cardíacas centradas en el paciente El papel del laboratorio en la vigilancia de la car­ diopatía

Síntomas de cardiopatía

■ ■ ■ ■ ■ ■

DE L

CARDIOPATÍA CONGÉNITA INSUFICIENCIA CARDÍACA CONGESTIVA SÍNDROME CORONARIO AGUDO CARDIOPATÍA HIPERTENSIVA CARDIOPATÍA INFECCIOSA DIAGNÓSTICO DE LA CARDIOPATÍA

TRATAMIENTO Tratamiento con fármacos Tratamiento quirúrgico

RESUMEN PREGUNTAS DE REPASO REFERENCIAS

Diagnóstico de laboratorio para el infarto agudo del miocardio Marcadores de trastornos inflamatorios y de coagulación

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Explicar el origen de los seis síntomas generales de la cardiopatía. • Discutir la etiología y los efectos fisiológicos de las siguientes condiciones cardíacas: ■ Cardiopatía congénita ■ Cardiopatía hipertensiva ■ Enferm edades cardíacas infecciosas ■ Cardiopatía coronaria ■ Insuficiencia cardíaca congestiva • Identificar los nueve factores de riesgo para la cardiopatía coronaria. • Enumerar las seis características de un marcador cardíaco ideal.

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Comparar y contrastar la especificidad y sensibi­ lidad de los marcadores cardíacos séricos de uso más común. Evaluar la utilidad clínica de varios marcadores car­ díacos para evaluar el infarto del miocardio. A nalizar el papel del laboratorio clínico en la eva­ luación de un paciente con cardiopatía. Evaluar la utilidad de los marcadores cardíacos en el punto de atención, y el papel del laboratorio clínico en el uso de estos métodos. Nombrar y definir el propósito de los tipos más comunes de fárm acos usados para tratar la cardiopatía.

CAPÍTULO 23 ■ FUNCIÓN CARDÍACA

T É R M I N O S A gentes trombolíticos Albúm ina modificada por isquemia Angina de pecho Arritmias Aterosclerosis Cadenas ligeras de miosina (CLM) Cardiomiopatía Cardiopatía reumática Cateterización cardíaca Cinasa de creatina (CK) CK-MB

Coartación de la aorta Conductos persistentes o-Dimero Defecto septal ventricular (DSV) Defectos septales auriculares (DSA) Diuréticos Endocarditis infecciosa Fármacos de bloqueo [i-adrenérgico Fibrinógeno Glucósidos cardíacos

CARDIOPATÍA La cardiopatía es una con d ició n com ún y d ebilitante que afecta a m illones de pacientes cada año; sin em bargo, es difícil obtener un diagnóstico exacto y oportuno. A m enu­ do, la historia m édica del pacien te y los resultados radio­ lógicos y de las pruebas de laboratorio no proporcionan inform ación suficiente para asegurar el cuidado m édico más b enéfico, sobre todo en el caso de los pacientes que se presentan con dolor pectoral. U n diagnóstico oportuno y exacto de estos pacientes podría m ejo rar el pronóstico y la calidad de vida, además de reducir los riesgos de desarro­ llar problem as cardíacos y con stitu cionales adicionales. Los problem as relacionados con los costos de seguros y adm inistración del cuidado de la salud h an estim ulado el interés en el desarrollo de nuevos m arcadores para el d iagnóstico de la cardiopatía que diferencien a los pacien­ tes que necesitan procedim ientos adicionales (com o injer­ to de derivación de arteria coronaria, angioplastia, terapia trom bolítica) de los que pueden tratarse m édicam ente de m anera segura. Por tanto, es crítica la selección de los mar­ cadores cardíacos apropiados que proporcionen los indica­ dores más rentables y clínicam ente útiles para la función del m iocardio. E n este capítulo se revisan las enferm edades cardíacas m ás com unes, las pruebas de diagnóstico por el laborato­ rio clín ico y los tratam ientos de rutin a para cardiopatías.

Síntom as de cardiopatía Los pacientes con cardiopatía suelen ser asin tom áticos hasta una fase relativam ente tardía en su cond ición. Los síntom as m ás frecuentes que se m anifiestan en la cardio­ patía son disnea, dolor pectoral, palpitaciones, síncope, fatiga y edem a (cuadro 2 3 -1 ). La disnea es la conciencia de la respiración, o la dificul­ tad de ésta. Puede ser resultado dé cardiopatía o de enfer­ medad respiratoria, y es una respuesta norm al durante el ejercicio en individuos sanos. La disnea com o resultado de la cardiopatía puede ocurrir sólo en el ejercicio o estar pre­ sente en el reposo, en enfermedad avanzada. La insuficien­ cia cardíaca ventricular izquierda causa edema pulmonar, reduciendo la elasticidad pulm onar, increm entando la can­

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C L A V E

Hipertensión esencial Hipertensión secundaria Homocisteína Hs-CRP Infarto del miocardio Insuficiencia cardíaca congestiva Isoenzima glucógeno fosforilasa BB Isoenzima III anhidrasa carbónica Isoformas CK Marcadores cardíacos

Miocarditis Mioglobina Péptido B-natiurético Pericarditis Proteína cardíaca de enlace a ácidos grasos Síndrome coronario agudo Terapia antiplaquetaria Tetralogía de Fallot Troponina I (Tnl) Troponina T (TnT) Vasodilatores

tidad del esfuerzo necesario para respirar y aum entando la tasa respiratoria debido a la estim ulación de los recepto­ res pulm onares. La ortopnea, ahogo cuando un paciente está acostado, ocurre cuando la sangre se distribuye en la posición supina, increm entando la presión de los conteni­ dos abdom inales contra el diafragma. La disnea nocturna paroxística es una acum ulación nocturna de fluido en los pulm ones, que suele despertar al paciente porque lucha por respirar. Tam bién son com unes el jad eo com o resultado de edema bronquial y una tos productiva, teñida de sangre .1 La cianosis, un d ecoloram iento azulado de la piel, es el resultado obvio de la disnea, y es causada por u n aum ento en la cantidad de hem oglobina no oxigenada en la sangre. La cianosis central es resultado de la d erivación de dere­ cha a izquierda de la sangre o de trastornos de la fu nción pulm onar; la cianosis periférica es causada por derivación o vaso con stricció n local. La cianosis aparece cuando están presentes 5 g/dl, o m ás, de hem oglobina reducida .2 La angina de p ech o es el síntom a m ás com ú n relaciona­ do con la cardiopatía isquém ica. Es un d olor asfixiante o aplastante en la parte central del pecho que puede sentirse cerca del pecho o dentro de éste. E l dolor puede exten ­ derse al cuello o la m andíbula o, co n m enos frecuencia, a la espalda o el abdom en, y está relacionado con pesadez,

CUADRO 23-1. SÍN TO M A S DE CARD IO PATÍA SÍNTOMAS COMUNES

SÍNTOMAS INUSUALES

Disnea

Tos

Síncope

Dolor abdominal

Cianosis

Hemoptisis

Dolor

Dolor de cabeza

Palpitaciones

Sudoración

Fatiga

Disturbios en la visión y el habla

Edema

Debilidad de las extremidades Pérdida de peso Náusea/vómito Fiebre

498

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

parestesia o dolor en uno (u sualm ente el izquierdo) o am bos brazos. Suele agravarse co n el ejercicio y se alivia co n el reposo. C on m ayor frecuencia, el dolor es causado por falta de oxígeno en el m iocardio, com o resultado de u n inadecuado flujo sanguíneo co ro n a rio .1 U na palpitación puede ser el aum ento en la percepción de u n latido norm al o la sen sación de un ritm o cardíaco len to, rápido o irregular. La arritm ia m ás com ún sentida com o palpitaciones son los latidos ectópicos p rem aturos .1 Por lo general, éstos se perciben com o latidos fallidos, por­ que el latido in icial es seguido p or una pausa antes del próxim o latido norm al, que es más b ien enérgico debido al período de llenado diastólico m ás largo. Los síncopes m ás com unes son de naturaleza vasovagal (desm ayos sim ples) y no resultado de una enferm edad seria. Pueden deberse a una acu m ulación venosa o provo­ cados por m iedo o choque, y son acom pañados a m enudo por vértigo, náusea, sudoración, zum bidos, sen sación de hu ndim iento y aburrición. E l sin cope cardiovascular suele ser súbito y breve, y la variedad clásica es resultado de una p ertu rbación del ritm o cardíaco, adem ás de u n ritm o car­ díaco retardado. Sin darse cu enta, el pacien te cae al suelo con pulso lento o ausente y, después de pocos segundos, recupera la con cien cia. A m enudo, no hay secu elas .1 La fatiga es u n síntom a cardíaco com ún, pero no espe­ cífico. E l letargo está relacionado con insuficiencia cardía­ ca, arritm ia cardíaca persistente y cardiopatía cianótica. Puede deberse a una mala perfusión cerebral y periférica, y a una oxigenación insuficiente de la sangre .1 E l fluido retenido se acum ula en pies y tobillos de pacientes am bulatorios, y en el sacro de pacientes en cam a. E l edem a relacionado con cardiopatía a m enudo está ausente por la m añana debido a que el fluido es reabsor­ bido al acostarse, pero em peora progresivam ente durante el día. Cuando es grave, la pantorrilla y el m uslo pueden volverse edem atosos, y es posible que se desarrolle edem a abdom inal o efusión pleu ral .1 Una tos puede ser la prim era queja en algunos p acien ­ tes co n congestión pulm onar. Una tos seca es la diferencia entre estos pacientes y los que tien en cond iciones pu lm o­ nares infecciosas. La hem optisis ocurre en la insuficiencia cardíaca congestiva, y es especialm ente com ú n en pacien ­ tes con estenosis m itral .1 La nicturia tam bién es com ún en pacientes con insufi­ ciencia cardíaca congestiva. E n pacientes con insuficiencia cardíaca avanzada se observan anorexia, pesadez abdom i­ nal, sensibilidad en el cuadrante superior derecho y pérdida de peso, pero son raros en una cardiopatía ligera o inicial.

CARDIOPATÍA CONGÉNITA L os defectos cardíacos congénitos son la causa de casi 2% de todas las patologías del corazón ,4 y ocu rren en cerca de 8% de los nacim ientos vivos .5 Es predom inante en varo­ nes, aunque algunas lesiones específicas ocu rren con más frecu encia en las m u jeres, y es una causa com ún de m uer­ te en el prim er año de vida. La cardiopatía congénita inclu ye defectos valvulares que interfieren con el flujo norm al de la sangre, defectos sép ticos que perm iten la m ezcla de la sangre oxigenada de

la circu lación pulm onar con la sangre n o oxigenada de la circulación sistém ica, desviaciones, anorm alidades en la p o sició n o form a de las arterias aorta o pulm onar, o una com bin ació n de estas con d icio n es .6E xisten m uchas varia­ ciones y grados de gravedad. C on frecuencia, se desconoce la etiología de la cardio­ patía congénita; sin embargo, al parecer en casi todos los defectos intervienen varios factores y reflejan una com bi­ n ación de influencias genéticas y del entorno. D ebido a que el corazón se desarrolla en una etapa tem prana de la vida em brionaria y a que está com pletam ente form ado y fun­ cionando a las 10 sem anas de gestación, todos los defectos cardíacos congénitos se desarrollan antes de las 10 sem anas del embarazo. E ntre los factores relacionados íntim am ente con el desarrollo de la cardiopatía congénita se incluyen las infecciones de rubéola m aterna, abuso de alcohol por parte de la madre, tratam iento con fárm acos y radiación, y ciertas anorm alidades genéticas y de los crom osom as. Desde hace m ucho tiem po se con o ce que el virus de la rubéola, el agente causante del saram pión alem án, es una causa de los defectos cardíacos congénitos. La in fecció n de la madre durante los tres prim eros m eses del em bara­ zo está relacionada con una in cid encia alta de cardiopa­ tía congénita en el bebé. Al parecer, el virus atraviesa la p lacenta, entra a la circulación fetal y daña al corazón en d esarrollo .4 E l síndrom e del alcoholism o fetal tam bién suele relacio­ narse a defectos del corazón. E l alcohol afecta el corazón del feto porque interfiere directam ente co n su desarrollo. A unque el m ecanism o teratogénico exacto del síndrom e del alcoholism o fetal sigue siendo d esconocid o,4se ha pro­ puesto que el alcohol es tó xico para las células cardíacas fetales y las destruye. M uchos fárm acos terapéuticos e ile­ gales ingeridos por la madre pueden atravesar la placenta para dañar el corazón del feto. Las anorm alidades crom osóm icas están relacionadas con varios síndrom es de desarrollo, m u chos de los cuales inclu yen la cardiopatía. E l ejem plo m ejo r conocid o es el síndrom e de Dow n (o síndrom e de la trisom ía 2 1 ), que suele relacionarse con defectos septales de la au rícu la .4 Los síntom as de la cardiopatía congénita pueden ser evidentes al nacer o en los prim eros años, o sólo pueden evidenciarse hasta más adelante en la vida. Entre los signos y síntom as com unes de m uchas enferm edades cardíacas congénitas se inclu yen cianosis, hipertensión pulmonar, dedos m orados, em bolia o form ación de trom bos, dism i­ n u ció n del crecim iento, o sín cop e .1 Las lesiones cardiacas congénitas más com unes son los defectos septales ventriculares y auriculares, ductos arteriosos persistente, coarta­ ción de la aorta, defectos valvulares y tetralogía de F a llo t .1 E l defecto septal ventricular (D SV), com únm en te c o n o ­ cido com o agujero en el corazón, es la m alform ación car­ díaca congénita m ás com ún. E n esta cond ición, la sangre fluye por el defecto septal del ventrículo izquierdo al derecho, causando que se bom bee m enos sangre desde el ventrículo izquierdo, y reduciendo la salida hacia la circu ­ lación sistém ica. Más sangre entra a la circu lación pu lm o­ nar, la que sobrecarga y daña irreversiblem ente a los vasos pulm onares, causando hipertensión pulm onar. Algunos

CAPÍTULO 23 ■ FUNCIÓN CARDÍACA

DSV pequeños se cerrarán espontáneam ente, pero los DSV m oderados o largos deben repararse con cirugía antes del desarrollo de una hipertensión pulm onar grave .1 Los defectos septales auriculares (DSA) suelen diagnos­ ticarse por primera vez en la madurez. Esta anormalidad causa la derivación de izquierda a derecha de la sangre entre la aurícula. La hipertensión pulm onar y la arritm ia auricu­ lar son com unes cuando el paciente pasa de los 3 0 años de edad, pero la mayoría de los niños con esta cond ición son asintom áticos. U n DSA significativo debe repararse quirúr­ gicam ente en cuanto sea posible después del diagnóstico .1 Los ductus arteriosus conectan la arteria pulm onar con la aorta descendente. E n la vida fetal, los ductus alejan la sangre de la circulación pulm onar y la llevan a la circula­ ción sistém ica, donde la sangre se vuelve a oxigenar cuando atraviesa la placenta. Al nacer, el alto contenido de oxígeno en la sangre activa el cierre del ductus. Si está malformado o no contiene suficiente tejido elástico, no cerrará. U n duc­ tus persistente produce una desviación continua de la aorta a la arteria pulmonar, ocasionando una insuficiencia car­ díaca izquierda grave ( ductus persistentes). M uchas veces, sólo hay síntom as hasta más adelante en la vida, cuando se desarrollan insuficiencia cardíaca o endocarditis. Los bebés prem aturos suelen nacer con ductus arteriosus persistentes

que son anatóm icam ente norm ales pero inm aduros porque les falta el m ecanism o para cerrar. Estos bebés pueden ser tratados con indom etacina, que estim ula la producción de prostaglandina y el cierre del conducto; tam bién es posible corregir éste quirúrgicam ente con un pequeño riesgo .1 La coartación de la aorta es u n estrecham iento de la aor­ ta en la inserción del ductus arteriosus. E n casi todos los casos, esta con d ición se relaciona con una válvula aórtica bicúspide, en lugar de la tricúspide. E sta con d ició n pue­ de perm anecer asintom ática por m u chos años, y el trata­ m ien to es la escisión quirúrgica de la coartación. Los problem as de la válvula congénita se clasifican com o estenosis (estrecham iento de una válvula que restringe el flujo hacia adelante de la sangre) o incom p eten cia valvular (una válvula que n o cierra por com pleto, perm itiendo que la sangre se filtre hacia atrás). Son com unes el prolapso de la válvula m itral, anorm alm ente agrandada, y h ojas suel­ tas de la válvula que se inflan hacia atrás con p resió n .6La tetralogía de F allot es la anorm alidad cardíaca congénita cianótica m ás com ú n en n iños que sobreviven el perío­ do neonatal. Es una com binació n de cuatro defectos: DSV, o b stru cción de la salida ventricu lar derecha, p osicionam ien to anorm al de la aorta an terior a la DSV e hipertrofia ventricular derecha (fig. 2 3 -1 ).1 Esta com binación de lesiones FIGURA 23-1. Tetralogía de Fallot comparada con la anatomía cardíaca normal. (Reimpreso con permiso de

Tetralogía de Fallot Arteria

Anatomía normal del corazón Ductus arteriosus 1. Arteria pulmonar abierta Vena cava superior Atrio derecho

499

2. Septo completo 3. Pared del ventrículo derecho más estrecha que la izquierda 4. La sangre entra a la aorta sólo desde el ventrículo izquierdo

500

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

ES T U D IO D E C A S O 23-1 Se evaluó a una niña de 15 m eses con un m urm ullo del corazón desde el nacim iento por in feccio n es pul­ m onares repetidas, deficiencia en el desarrollo, cia n o ­ sis y dedos ligeram ente am oratados de pies y m anos. Ha estado en terapia con digitalis por recom end ación m édica. Los rayos X m ostraron un corazón m oderada­ m ente agrandado y una arteria pulm onar agrandada. Se obtuvieron los datos de laboratorio pertinentes. Proteína total (6.0 a 8.3 g/dl)

5.4

Albúm ina (3.5 a 5.2 g/dl)

3.0

Hemoglobina (14 a 18 g/dl)

19.2

Hematócrito (40 a 54%)

59

Cuenta de eritrocito (4.3 a 5.7 X 106/mm3)

Se realizó cateterización cardíaca y se encon tró un d efecto septal ventricular grande.

Preguntas 1. ¿C óm o afecta este defecto congénito a la circulación del cuerpo? 2. ¿Por qué aum entaron las m ed iciones de glóbulos ro jos en esta paciente? 3 . ¿Q ué tratam iento será sugerido para esta paciente? 4. ¿Cuál es el p ronóstico para este paciente?

6.4

lleva al increm en to de la presión ventricu lar derecha y a la d erivación de derecha a izquierda de la sangre a tra­ vés del DSV La circulación p ulm onar recibe una cantidad pequeña de sangre no oxigenada del ven trículo derecho, y la circu lación sistém ica recibe una cantidad m ás grande de sangre m ezclada, oxigenada y no oxigenad a .6Los niños con esta con d ició n pueden presentarse con disnea, fatiga y episodios h ip óxico s cuando hacen ejercicio. Es posible la correcció n quirúrgica com pleta, aun en la in fan cia .1

INSUFICIENCIA CARDÍACA CONGESTIVA La insu ficiencia cardíaca congestiva se origina cuando el corazón es incapaz de bom bear efectivam ente la sangre. Se caracteriza por la acu m ulación de fluido, inicialm ente en los pulm ones, y luego en el cuerpo. Se estim a que 4 .6 m illones de personas están siendo tratadas por in su ficien­ cia cardíaca y m ás de 3 5 0 0 0 0 son diagnosticadas al año con insu ficiencia cardíaca congestiva .8 Cuando el corazón es incapaz de b om bear eficiente­ m ente, el rendim iento cardíaco dism inuye. Cuando falla el lado derecho del corazón, un exceso de fluido se acum ula en los pulm ones, ocasionando edem a pulm onar y red uc­ ció n en la salida de sangre hacia la circu lació n sistém ica. Los riñones responden a esta dism inu ción del flujo san­ guíneo con una reten ció n excesiva de fluido, em peorando la insuficiencia cardíaca. Cuando falla el lado derecho del corazón, un exceso de fluido se acum ula en la circulación venosa sistém ica y ocasiona un edem a generalizado. E x is­ te tam bién una dism inu ción en el flujo de la sangre hacia los pulm ones y hacia el lado izquierdo del corazón, pro­ duciendo una dism inu ción en la salida cardíaca hacia la circu lació n arterial sistém ica. La in su ficien cia cardíaca congestiva puede ocu rrir si el m ú sculo cardíaco es débil o si el corazón se esfuerza más allá de su habilidad para reaccionar. Las causas m ás com u ­ n es de in su ficien cia cardíaca congestiva son la enferm e­

dad arterial coronaria, las cardiom iopatías, la m iocard itis, la enferm edad valvular y las arritm ias cardíacas (cuadro 2 3 -2 ). La enferm edad arterial coronaria es la causa m ás com ún de insu ficiencia cardíaca en Estados U nidos. E l m an ejo y el pronóstico de la insuficiencia cardíaca congestiva cau­ sada por enferm edad arterial coronaria son desfavorables, con m ortalidad a 5 años de casi 5 0 % .9 La aterosclerosis de las arterias coronarias conduce a isquem ia, proceso que reem plaza el m ú sculo cardíaco activo con tejido fibroso que no fu ncion a com o m úsculo cardíaco. La oclu sión de

CUADRO 23-2. CAUSAS DE LA INSUFICIENCIA CARDÍACA CONGESTIVA_______________ _ _ _ _ _ _ Enfermedad arterial coronaria Cardiomiopatías Cardiomiopatía dilatada Respuesta autoinmunitaria Enfermedad de vaso sanguíneo pequeño Inducida por alcohol Cardiomiopatía restrictiva Anorm alidad del miocardio Infiltración del miocardio con proteína anormal Enfermedad endomiocárdica Trombos o tum or Cardiomiopatía hipertrófica Condición hereditaria dominante autosómica Cardiopatía inflamatoria Infecciones cardíacas Lesión inmunológica al miocardio Incompetencia valvular Disfunciones cardíacas de conducción/arritmias Cardiopatía congénita

CAPÍTULO 23 ■ FUNCIÓN CARDÍACA

los vasos cardíacos reduce el flujo sanguíneo y fuerza al m úsculo cardíaco en el m etabolism o anaeróbico, produ­ ciend o productos de d esecho que pueden tam bién dañar las células tisulares. La dism inu ción de la masa m uscular cardíaca increm enta la carga llevada por el tejid o restante, ocasionand o aum ento en la tensión y el daño cardíaco. La com bin ació n de estos factores resalta la gravedad de la insu ficiencia cardíaca congestiva en isquem ia. Las cardiom iopatías son producto de un a anorm alidad del m úsculo cardíaco. Si el corazón no logra contraerse de m anera eficiente, se dilata desproporcionadam ente y lo h ace alargado y co n paredes cardíacas relativam ente delga­ das. Se clasifican com o cardiom iopatías dilatadas, restric­ tivas o hipertróficas. Las cardiom iopatías dilatadas pueden ser el resultado de una respuesta autoinm unitaria; enferm edad de vasos sanguíneos pequeños; o toxicid ad m iocardíaca directa, com o la vista en la cardiom iopatía inducida por el alco­ h ol y cardiotoxicidad por antraciclina. Los síntom as que se presentan en la cardiom iopatía dilatada son disnea y m alestar en el pecho sim ilar a la angina. Los pacientes co n cardiom iopatía restrictiva tienen pre­ sión diastólica aum entada, lo que ocasiona llenado inefi­ ciente de los ventrículos y m enos distribución de sangre al cuerpo. E sta cond ición puede causarse por am iloidosis, fibrosis endom etrial, alm acenam iento de glucógeno, fibroelastosis, infiltración neoplásica y enferm edad colágenovascular .9 La hem ocrom atosis, una in filtración de hierro en el tejid o, tam bién puede afectar el m úsculo cardíaco y cond u cir a la pérdida de contractilid ad y de la fu nción m uscular. La cardiom iopatía hipertrófica se caracteriza por el agrandam iento del septo ventricular, que está fuera de p roporción con las otras paredes ventriculares y a m enu­ do es llam ada hipertrofia septaí asim étrica. Al parecer, esta con d ició n se hereda en casi todos los casos com o u n rasgo dom inante autosóm ico. Puede ser resultado de la m iocar­ ditis causada por infecciones, lesión inm unológica al teji­ do, o puede ser idiopática. Tam bién puede desarrollarse en pacientes con cardiopatía valvular. Las malas fu nciones valvulares alteran el volum en sanguíneo que el corazón debe regular. Tales pacientes progresarán a insuficiencia cardíaca a medida que los cam bios del volum en sanguíneo alteran la carga de la sangre a los ventrículos y atrios. La arritm ia , o d isfunción del sistem a cardíaco de co n ­ d ucción, tam bién puede ocasionar insuficiencia cardíaca congestiva. La arritm ia puede deberse a isquem ia, infarto, infiltracion es, desequilibrios electrolíticos o toxinas quí­ m icas. Las in d icaciones clín icas de la insu ficiencia cardía­ ca congestiva van de síntom as leves, que sólo aparecen con el ejercicio, a cond icion es más avanzadas en que el corazón no fu nciona sin apoyo externo. La insuficiencia cardíaca congestiva se detecta rápidam ente si involucra a u n paciente con infarto del m iocardio, angina, problem as pulm onares o arritm ia, pero se investiga con más frecu en­ cia debido a disnea, edema, tos o angina. O tros síntom as, com o in tolerancia al ejercicio, fatiga, y debilidad, son com unes (cuadro 2 3 -3 ).

501

CUADRO 23-3. CO N D ICIO N ES QUE CO N TRIBU YEN A LA IN SU FICIEN CIA C A R D ÍA C A CO N G ESTIVA ______________________________ Hipertensión Enfermedades del tejido conectivo Anemia/policitemia Trastornos endocrinos Mala nutrición Drogas/alcohol Obesidad Enfermedad pulmonar

SÍNDROM E CORONARIO A G U D O La cardiopatía isquémica incluye una progresión de condi­ ciones patológicas entre las que se encuentran erosión y rotu­ ra de las placas arteriales coronarias, activación de plaquetas y trombos. A esta progresión se le denomina síndrome coro­ nario agudo , y va de la angina inestable a la necrosis extensa del tejido en el infarto del miocardio. E l laboratorio clínico es critico en el diagnóstico de estas condiciones, la valoración de la reperfusión después de la terapia trombolítica, la clasifi­ cación del infarto de acuerdo con su dimensión, la identifica­ ción de nuevos infartos y la estratificación del riesgo .10 La enfermedad cardíaca coronaria es causada por falta de nutrientes y oxígeno que llega al m úsculo cardíaco y oca­ siona isquem ia del miocardio. La isquem ia es la reducción del sum inistro sanguíneo a un área del corazón, y suele ser resultado de aterosclerosis, trom bosis, espasm os o em bolis­ m os, pero tam bién puede deberse a anem ia, carboxihem oglobinem ia o hipotensión, que causa la reducción del flujo sanguíneo hacia el corazón. E l increm ento en la demanda de oxígeno y nutrientes com o resultado del ejercicio extre­ m o o de tirotoxicosis tam bién puede causar isquem ia. Lo m ás frecuente es que la isquem ia sea resultado de arterias coronarias anorm ales, por lo general causadas por una o b stru cción en una o m ás de estas arterias. La ate­ rosclerosis es un engrosam iento y end urecim iento de las paredes de la arteria causados por depósitos de placas de colesterol-lípid os-calcio en el revestim iento de las arte­ ria s .11 L os siguientes nueve factores de riesgo predisponen a los individuos a desarrollar estas placas arteriales: 1. Edad. La aterosclerosis puede desarrollarse al principio de la vida pero se vuelve u n riesgo m ás significativo con el aum ento de la edad. Es más com ún hallarla después de los 4 0 años y se encuentra casi universalm ente en las personas de edad avanzada en el m undo o ccid en tal .11 2. Sexo. Los hom bres tienden a verse más afectados por la aterosclerosis que las m ujeres premenopáusicas de una edad comparable. Después de la menopausia, las diferen­ cias tienden a desaparecer. Se considera que las mujeres están protegidas por niveles elevados de colesterol de lipo­ proteínas de alta densidad (HDL) hasta que los niveles de estrógeno descienden en la menopausia .4

502

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

3. Antecedentes familiares. La aterosclerosis suele en con ­ trarse en m iem bros de la m ism a fam ilia, pero aún falta por m ostrarse u n m odelo de herencia directo. Los esti­ los de vida fam iliar tienen u n papel en este proceso, y es difícil distinguir entre factores genéticos y de estilo de vida en la pred icción de la enferm edad arterial coro­ naria. Algunas cond iciones se heredan directam ente, com o la hipercolesterolem ia fam iliar y la hiperlipidem ia com binada fam iliar .1 4. Hiperlipidemia. Se ha dem ostrado una fuerte relación entre el increm ento en la con cen tració n de colesterol sérico y la aterosclerosis. Al b ajar el colesterol sérico, sobre todo la fracción del colesterol de lipoproteína de b aja densidad (L D L ), se ha dem ostrado que d ism inu­ ye la incid encia de la enferm edad arterial coronaria y el progreso de la aterosclerosis coron aria .9La relación entre la form ación de placas y los niveles de triglicéri­ dos no está b ien definida. 5. Tabaquismo. E xiste una relación directa entre el nú m e­ ro de cigarros fum ados y el riesgo de enferm edad arterial coronaria en hom bres que se vincula con la dism inu­ ción de los niveles de colesterol HDL, con el increm ento en los niveles de colesterol LD L y con el aum ento en la adhesión de plaquetas, vasoconstricción y aum ento del fibrinógeno y form ación de coágulos causados por el tabaquism o .9 Esta relación no está b ien definida en las m ujeres o en personas que fum an pipa o puros. 6 . Hipertensión. Tanto la hipertensión sistólica com o la diastólica se relacionan con un aum ento en el riesgo de aterosclerosis tanto en hom bres com o en m ujeres. 7. Estilo de vida sedentario. Se ha dem ostrado que el ejer­ cicio regular ofrece alguna p rotección contra el desa­ rrollo de cardiopatías; por el contrario, un estilo de vida sedentario es un factor de peso en el desarrollo de la car­ diopatía coronaria. 8 . Diabetes mellitus. D ebido a la fuerte relación entre la diabetes y la enferm edad vascular, existe tam bién un m ayor riesgo de enferm edad arterial coronaria en pacientes con diabetes, sobre todo en aquellos en que la diabetes está m al controlada.

9. Respuesta al estrés. Las personas agresivas, am biciosas y com pulsivas tien en casi el doble de riesgo de enfer­ medad coronaria que las personas que no m uestran estas características. Sin im portar la etiología de la isquem ia, existen tres consecu en cias generales de la isquem ia cardíaca: insufi­ cien cia cardíaca congestiva, angina de pecho e infarto del m iocardio (fig. 2 3 -2 ). La insuficiencia cardíaca congestiva se origina cuando hay una reducción en el sum inistro de oxígeno al m úsculo cardíaco, que causa que éste d eje de bom bear la sangre eficientem ente. La angina de pecho es un síntom a de inadecuada perfu­ sión del m úsculo cardíaco, ocasionando dolor en el pecho. La típica angina de pech o ocurre con un increm en to en el ejercicio físico o estrés, y se resuelve norm alm en te con descanso. E n pacientes con enferm edad arterial coronaria, los vasos cardíacos estrechados no perm iten el aum ento del flujo sanguíneo en el m úsculo cardíaco en m om en­ tos adicionales de tensión física o em ocional, causando el dolor. O tros tipos de angina son la variante, la nocturna y la inestable. La angina variante no está relacionada con el ejercicio o aum ento de estrés sino que es causada por espasm os de un a arteria coronaria. Suele tener una dura­ ció n m ayor que la angina norm al, y el d olor es más grave. La angina nocturn a por lo general ocurre en pacientes con enferm edad coronaria grave y despierta a los pacien tes del sueño con u n fuerte d olor de pecho. La angina inestable es la form a m ás grave y el dolor suele presentarse al d escan­ sar. A m enudo, el dolor es provocado por un aum ento leve en el ejercicio o estrés, y puede inclu so ser iniciado por la ingestión de una com ida sustanciosa. E l dolor es de larga duración y fuerte, y no responde b ien o tan rápidam ente a los tratam ientos estándares. M uchos pacien tes con angina de pecho inestable progresarán rápidam ente a infarto al m iocardio. A unque en algunos casos no es fácil diferenciar la angina de un infarto del m iocardio, no existen cam bios en el electrocardiogram a clásico (E C G ) ni elevaciones enzim áticas en la angina, y el daño cardíaco norm alm ente no ocurre a m enos que sea prolongado o grave.

Aterosclerosis coronarla

I Trombosis coronaria

P lacas

Angina de pecho ■

Isquemia ■

Infarto del miocardio I"'.. Arresto cardíaco

Arritmia

Insuficiencia cardíaca congestiva

I Aneurisma ventricular

Arritmia

I Rotura miocárdica

Cicatrización

Insuficiencia cardíaca

,_____________________I M U ER T E

FIGURA 23-2. Presentación de la cardiopatía coronaria. Puede presentarse como angina de pecho, insuficiencia cardía­ ca congestiva, o infarto del miocardio. (Reimpreso con permiso de Damjanov I. Pathology for the Health Related Professions. Philadelphia WB Saunders, 1996.)

CAPÍTULO 23 ■ FUNCIÓN CARDÍACA

E l infarto del m iocardio, o ataque al corazón, ocurre cuando el ñ u jo sanguíneo hacia un área del m úsculo car­ diaco es bloqueado de repente, provocando isquem ia y m uerte del tejid o del m iocardio. E l tejido cardíaco se infla­ m a y se necrotiza en el pu nto de o b stru cción y en seguida se liberan las enzim as celulares y las proteínas dentro de la sangre. E l área dañada del corazón rápidam ente pierde su habilidad para contraerse y cond u cir los im pulsos eléc­ tricos, y los sum inistros de oxígeno se agotan. Este tipo de daño es irreversible y el área de necrosis se reem plaza en un m om en to u otro con una cicatriz fibrosa tisular. La gravedad del daño de un infarto del m iocardio es muy variable y se relaciona sobre todo con su tam año y localiza­ ción. Si la arteria coronaria descendiente anterior izquierda está bloqueada, las paredes anterior y lateral del corazón, el septo ventricular y el m úsculo papilar anterolateral se ven afectados. Si la arteria coronaria derecha dom inante es la afectada, se ocasionará u n daño a la pared inferior pos­ terior, al m úsculo papilar posterom edial y al septo inferior. Si se ha desarrollado cualquier circulación colateral debido al flujo sanguíneo reducido crón ico en esa área particular del corazón, el daño resultante será m enos significativo que si no hubiera ocurrido la colateralización. L os in farto s m ás com u nes in volu cran a las tres capas d el corazón. Los pacien tes su elen p resentarse c o n grados variables de d olor en el p ech o durante varias horas y otros sín tom as com o dolor en el brazo izqu ierd o, resp ira­ ció n breve, h ip o ten sió n , su d oració n , náusea y vóm ito. C iertos p acien tes, sobre todo los que pad ecen diabetes o h ip erten sió n , o de edad avanzada, no tend rán dolor en el pecho y presen tarán p o cos síntom as. A unque m u chos pacien tes p od rían in d icar que no había signos de adver­

503

ten cia de un evento card íaco in m in en te, la m ayoría adm i­ tirá una recien te h isto ria de disnea, angina in estab le y una vaga sen sa ció n de m ala salud. Las co m p lica cio n es de u n infarto del m iocard io son com u n es e in clu y en m uerte rep entin a debido a arritm ias y fib rila ció n ventricu lar, corazón bloqu ead o si las fibras de la co n d u cció n se lo ca ­ lizan en el área del in farto, y otras irregularid ad es, lo que ocasion a arritm ia, in su ficien cia card íaca congestiva y tro m b o em b o lism o .6

CARDIOPATÍA HIPERTENSIVA La World Health Organization define la hipertensión com o la presión sistólica m ayor de 1 6 0 mm Hg, y la presión diastólica m ayor de 9 5 mmHg. Es una de las enferm edades cardiovasculares m ás com unes, y se estim a que alrededor de 50 % de las personas de m ediana edad tiene hiperten­ sión. La prevalencia de la hip ertensión se increm en ta con la edad, de 4% en personas de 2 0 a 2 9 años a 65% en per­ sonas m ayores de 8 0 años .12 Es m ás com ún en la pobla­ ción negra que en la blanca o en los grupos hispanos. La hipertensión puede afectar a todos los órganos, pero sobre todo a riñones, cerebro y corazón. El factor más im portante que determ ina la presión san­ guínea es la resistencia periférica; cuando ésta se en cu en ­ tra aum entada lleva a la cardiopatía. A um enta la carga de trabajo del ventrículo izquierdo, lo que ocasiona, con el tiem po, hipertrofia y dilatación. E l aum ento en tam año del ventrículo izquierdo causa que la válvula m itral perm ita la regurgitación de la sangre en el atrio izquierdo que, con el tiem po, produce dilatación y tam bién aum enta la presión en el atrio izquierdo. Esta presión aum entada se transfiere

ES TU D IO D E C A S O 23-2 Una m ujer de 59 años llegó al área de urgencias de un hospital local quejándose de dolor y sensación de pesa­ dez en su abdomen durante varios días. No reportó debi­ lidad, dolor en el pecho ni en el brazo izquierdo. No tenía problem as de salud crónica excepto alergias temporales y un colesterol total ligeram ente elevado. Su EC G m os­ tró cam bios característicos indicativos de IMA.

ENZIM AS CARDÍACAS

CK tota! (54 a 186 U/L)

8:30 P.M.;

6:30 A.M .;

ABRIL 11

ABRIL 12

170

106

CK-MB (0.5 ng/ml)

6.3

3.8

% CK-MB (<6% )

3.7%

3.6%

Mioglobina (<70 |rg/L) Troponina T (0 a 0.1|xg/L)

52 0.8

41 2.3

Preguntas 1. ¿Sugieren IMA los síntom as y el expediente de esta paciente? 2. Basado en los datos de laboratorio precedentes, ¿podría ser este diagnóstico IMA? 3. ¿Por qué sí o por qué no?

504

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

a la circu lación pulm onar y, enton ces, afecta el lado dere­ cho del corazón. O tro factor que com plica este proceso es que la hip ertensión tam bién está relacionada con una prevalencia aum entada de aterosclerosis, aum entando adem ás el riesgo de cardiopatía. No suele haber síntom as relacionados con el in cre ­ m ento de la presión sanguínea, pero puede existir vértigo, d olor de cabeza, palpitaciones, inquietud, nerviosism o y tinnitus. E xiste una relación fuerte entre la hipertensión y obesidad, abuso de alcohol, tabaquism o y estilo de vida sedentario. De 9 0 a 95% de los pacientes con hipertensión no tie­ ne una causa conocid a para la con d ició n conocid a com o hipertensión prim aria, o esencial .13 La hip ertensión prim a­ ria es de naturaleza m u ltifactorial; los factores vasculares cardíacos y periféricos influyen en la presión sanguínea. La in teracció n entre estos factores está m al definida, y los fac­ tores genéticos, raciales, de género, y am bientales tam bién com p lican el cuadro. Cuando las personas tien en identifi­ cada la fuente de su hiperten sión se le clasifica a ésta com o hipertensión secundaria. La enferm edad renal, la causa más com ú n de la hip ertensión secundaria, está relacionada con la retenció n de sodio. La hipertensión m aligna es una c o n ­ d ición grave que se observa cuando una fuerte enferm e­ dad renal causa inflam ación y d estru cción de las células renales y se relaciona con m ortalidad alta, a m enos que se trate de m anera drástica. E l aldosteronism o prim ario ocasionará reten ció n de sodio y, por tanto, hipertensión, com o resultado del control anorm al en la excreción renal de los principales electrólitos. E l feocrom ocitom a es una causa poco com ú n de increm en tos notables en la presión sanguínea que se debe al aum ento de la excreción de cate­ colam inas a partir de un tum or crom afín.

CARDIOPATÍA INFECCIOSA Siguen relacionándose agentes in feccio so s con diversas enferm edades cardíacas (cuadro 2 3 -4 ). Las enferm eda­ des infecciosas m ás com unes relacionadas co n el corazón son la cardiopatía reum ática, la endocarditis in feccio sa y la pericarditis; sin em bargo, existe un interés creciente en determ inar si u n factor infeccioso puede relacionarse con cond iciones cardíacas com o la cardiopatía coronaria .14 La fiebre reum ática es una enferm edad inflam atoria que se presenta en niños y adultos jó v e n e s, y que ocurre com o resultado de com plicaciones de una in fecció n con estrep­ to cocos del grupo A. U na d eclin ació n en la in cid encia de la fiebre reum ática desde los in icios del siglo x x se debe a una red ucción en el núm ero de todas las in feccio n es con estrep tococos y el uso efectivo de an tibióticos contra estas infecciones. A unque en la m ayoría se restringe a com pli­ caciones faríngeas, en ciertos individuos, este m icroorga­ nism o avanza y afecta el corazón, las articulaciones, la piel y el sistem a nervioso central. La fiebre reum ática no es causada por una in fecció n directa del corazón con el orga­ nism o del estrep tococo ni es el resultado de una toxina cardíaca producida por el m icroorganism o, sino que está relacionada con una reacción autoinm un itaria estim ula­ da por los estrep tococos del grupo A .1 Se piensa que los

C U A D R O 23-4. AGENTES INFECCIOSOS

RELACIONADOS CON CARDIOPATÍA Pericarditis/miocarditis Mycoplasma pneum oniae Mycobacterium tuberculosis Staphylococcus aureus Coxsackievirus A y B Adenovirus Coccidioides immitis Especies de Candida Histoplasma capsulatum

Chlamydia trachomatis Streptococcus pneum oniae Enterobacterias Ecovirus Influenza Especies de Asperglllus Cryptococcus neoform ans Tripanosoma cruzi

Endocarditis infecciosa Tococcus viridans Staphylococcus aureus Especies de histoplasma Especies de Candida Coxiella burnetii

Streptococcus feacalis Staphylococcus epidermidis Especies de Brucella Especies de Aspergillus

Cardiopatía reumática Grupo A fi-hemolítico estreptococo Cardiopatía coronaria Chlamydia pneum oniae Citomegalovirus

Helicobacter pylori Virus del herpes simple tipo 2

anticuerpos contra el antígeno del estrep tococo reaccio­ n an con antigenos sim ilares encontrados en el corazón e in ician una respuesta inm unitaria m ediada por la célula que se relaciona con m acrófagos y lin fo cito s .4 La cardiopatía reum ática afecta a todas las capas del corazón. La inflam ación de la superficie interna del cora­ zón (end ocard itis), sobre todo las válvulas del corazón izquierdo, cond u ce a la u lceració n y el crecim iento de vegetaciones sobre la cubierta del corazón, y con el tiem ­ po a daño irreversible de la válvula. La miocarditis causada por la cardiopatía reum ática puede ocasionar problem as de con d u cció n cardíaca o arritm ia debido a los agregados n ecróticos de lin focitos y m acrófagos encontrados en el m iocardio. E l diagnóstico de la cardiopatía reum ática se basa en el hallazgo de por lo m enos dos de los síntom as p rin ci­ pales siguientes: poliartritis, carditis, corea (m ovim ientos involuntarios causados por lesiones cerebrales), nodulos reum atoides subcutáneos o eritem a m arginado (una enfer­ m edad del tejid o conectivo y de la p iel ).4 O tros síntom as que se pueden in clu ir son dolor de articulaciones, fiebre, tasa de sed im entación de eritrocitos elevada, evidencia inm unológica de una reciente in fecció n con estrep tococos y cam bios característicos en el electrocardiogram a (E C G ). Las op cion es de tratam iento son pocas y suele requerirse reparación quirúrgica del daño valvular. La endocarditis infecciosa es una inflam ación de la cubier­ ta interna de las cámaras y válvulas del corazón, y puede ser causada por varios m icroorganism os. Los estreptococos y

CAPÍTULO 23 ■ FUNCIÓN CARDÍACA

los estafilococos son causas com unes, al igual que las bacte­ rias gramnegativas y algunos hon gos .4Estos m icroorganis­ m os atacan al endocardio, invaden las válvulas, y form an vegetaciones de fibrina, plaquetas, células sanguíneas y otros microorganism os. Estas vegetaciones interfieren con la función de las válvulas y pueden desalojarla, formando em bolias que pueden causar una infección extendida o el infarto de otros órganos. Dos tipos de endocarditis infec­ ciosa son la subcutánea y la aguda. Los síntom as de la endocarditis subcutánea son vagos e insidiosos en m uchos casos. Fiebres de bajo grado, anorexia y esplenom egalia son com unes al inicio en esta condición, y pueden desarrollarse m urm ullos cardíacos y la insuficiencia cardíaca congestiva en infecciones avanzadas. La endocarditis aguda tiene un com ienzo súbito de picos de fiebres, fríos y adorm ecim ien­ tos. Am bos tipos de endocarditis infecciosas responden a la terapia antibiótica apropiada si se tratan en su inicio. La pericarditis suele ser secundaria a otra cond ición, a m enudo a otras con d iciones cardíacas. Puede ser causada por bacterias, virus u hongos y está relacionada co n varios trastornos autoinm un itarios, com o lupus eritem atoso sistém ico. La acu m ulación de fluido en el saco pericardíaco es el aspecto definitivo de esta cond ició n , y los diversos tipos de fluido dentro del saco diferenciarán el tipo de pericar­ ditis. Exudados purulentos indican in feccio n es b acteria­ nas, los fluidos séricos claros son causados por infecciones virales, y un exudado serofibrinoso está relacionado con daño grave com o en la cardiopatía reum ática. Los síntom as de la pericarditis varían con la causa sub­ yacente pero son com unes la taquicardia, el dolor de pecho, la respiración breve y la tos. Cantidades grandes de fluido pueden llevar a venas distendidas del cu ello, sonidos débi­ les del corazón y cam bios en el E C G .6 Los agentes infecciosos se han vuelto recientem ente los objetos de interés en la búsqueda continu a de causas adi­ cionales de enferm edad arterial coronaria, además de ser tratam ientos efectivos y estrategias preventivas para ésta. Los virus, com o los virus del herpes y el virus coxsackie B, y las bacterias Chlam ydia pneum oniae y H elicobacter pylori han sido am pliam ente estudiadas. Se ha encontrado que la in fecció n crónica está significativam ente relacionada con el desarrollo de la aterosclerosis y con com plicaciones clínicas de la angina inestable, el infarto del m iocardio y el derrame cerebral. E n su m ayor parte, éstas son sólo vínculos y no se han establecido relaciones causales específicas .15

DIAGNÓSTICO DE LA CARDIOPATÍA Debido a sus terribles consecuencias, se han realizado gran­ des esfuerzos para determ inar las m ejores herram ientas para el diagnóstico temprano y exacto del infarto de m io­ cardio agudo (IM A). La Organización M undial de la Salud ha establecido tres criterios para el diagnóstico del IMA: 1. H istoria: la historia es típica si está presente el d olor de p echo agudo, grave y prolongado. 2. E C G : Los cam bios inequívocos son el desarrollo de ondas Q anorm ales, persistentes, o equivalentes, en por lo m enos dos guías continu as del E C G estándar, y la evolución de la herida dura m ás de un día.

505

3. M arcadores card íacos sé rico s: cam bio inequívoco que consiste en cam bios en serie enzima/pro teína, con un aum ento in icial y una caída subsecu en te de las co n cen ­ traciones séricas .16 D ebido a que no existe una prueba diagnóstica de labo­ ratorio sim ple, que sea rápida y evalué con precisión la fu nción cardíaca, se necesita una com binació n de m arca­ dores cardíacos. C ontinúa la búsqueda de un m arcador cardíaco que sea útil en la evaluación de m u chos tipos de cond icion es cardíacas; las siguientes características se requieren para un m arcador ideal: • E l m arcador debe ser absolutam ente específico para el corazón, para perm itir el diagnóstico confiable del daño m iocárd ico en presencia de una lesión del m ú scu­ lo esquelético. • E l m arcador debe ser m uy sen sible para detectar el más m ínim o daño cardíaco. • E l m arcador debe ser capaz de diferenciar un daño reversible de uno irreversible. • E n un infarto de m iocardio agudo, el m arcador debe p erm itir el m onitoreo de la terapia de reperfusión y la estim ación de la dim ensión del infarto y el pronóstico. • E l m arcador debe ser estable y la m ed ición rápida, fácil de realizar, cuantitativa, y costeable. • E l m arcador no debe detectarse en pacientes que no tie­ nen daño del m iocard io .17 Casi todos los esfuerzos a la fecha se han orientado al desarrollo de tal marcador cardíaco ideal para el diagnós­ tico tem prano y exacto del IMA. D eben tom arse en cuenta m u chos factores en la selecció n de la m ayor parte de las pruebas de laboratorio para diagnóstico clín ico , efectivas, y de costo eficaz para pacientes con d olor de pecho. El tiem po que ha pasado después de in iciar el dolor de pecho; cualquier enferm edad concom itante; la posibilidad de una lesión del m úsculo esquelético; la facilidad de m ed ición y tiem po de vuelta para los resultados; y la especificidad del ensayo, la sensibilidad y las interferencias son sólo unas cuantas consid eraciones en estas d ecisio n es .18 La A cadem ia N acional de B ioqu ím ica C lín ica de E sta­ dos U nidos recom ienda que dos m arcadores bioqu ím icos se usen para el diagnóstico de rutin a del IMA: un m arca­ dor in icial que aum enta confiablem ente dentro de las 6 h después del in icio de los síntom as y un m arcador definiti­ vo que perm anece increm entado después de 6 a 9 h, pero que tien e una alta sensibilidad y especificidad para el daño m iocárdico y perm anece anorm al por varios d ías .16

Diagnóstico de laboratorio para el infarto agudo del miocardio E nzim as A unque la prueba de sensibilidad a la angiotensina (A ST) fue el prim er m arcador usado para el diagnóstico de labo­ ratorio del IMA, carece de especificidad cardíaca y actual­ m ente no tiene significado clínico para el diagnóstico del IMA. La lactato dehidrogenasa (LD ) tam bién era usada para indicar IMA. Es una enzim a citoplásm ica encontrada en casi todas las células del cuerpo, incluido el corazón, y, por

506

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

tanto, no es específica para el diagnóstico de la cardiopatía. Aunque las determ inaciones de la isoenzim a LD increm en­ tan la especificidad para el tejido cardíaco (las subfracciones LD 1 y LD 2 son más indicativas del desenvolvim iento cardíaco), la Academia N acional de Bioquím ica Clínica recom ienda que las isoenzim as LD y LD ya no tengan un papel en el diagnóstico de las enferm edades cardíacas .16 La creatinina cinasa (CK) es una enzim a citosólica que participa en la transferencia de energía en el m etabolism o m uscular. Es un dím ero com prim ido de dos subunidades (la B, o form a cerebral, y la M , o form a m u scu lar), que produce tres isoenzim as CK. Las isoenzim as CK -BB (C K 1 ) son de origen cerebral y sólo se encuentran en la sangre si se ha abierto una brecha en la barrera sangre-cerebro. La isoenzim a CK-M M (C K 3) participa en la m ayor parte de la actividad de la CK en el sistem a m u sculoesqu elético, m ientras la CK -M B (C K 2 ) tiene una m ayor especificidad para el m úsculo cardiaco, aunque sólo participa entre 3 y 20% de la actividad CK total en el corazón .17 Com o un m arcador del IMA inicial, la CK m uestra sensibilidad de sólo alrededor de 40 % y una especificidad de sólo 8 0 % .18 La CK-MB es una herram ienta valiosa para el diagnós­ tico del IMA debido a su especificidad relativam ente alta para lesión cardíaca. La amplia experien cia co n la CK-M B la ha establecido com o la referencia y la norm a de oro para otros m arcadores cardíacos. Sin em bargo, se tom a por lo m enos de 4 a 6 h después de iniciado el ataque de dolor de pecho antes de que las actividades de CK-M B aum en­ ten a niveles significativos en la sangre. Los niveles pico ocu rren en u n período de 12 a 2 4 h, y las actividades del suero suelen regresar a los niveles básicos en 2 o 3 días (fig. 2 3 -3 ). A unque la especificidad de la CK -M B para el Troponina I —■— Mioglobina

—O - C K - M B

tejid o cardíaco es m ayor a 8 5 % ,18 tam bién se encuentra en el m ú sculo esquelético y llegan a causarse resultados falsos positivos por interferencias analíticas y con d iciones clín icas com o la enferm edad m uscular y lesiones m u scu­ lares agudas o crónicas. E n años recientes, los ensayos de la actividad CK-M B se han reem plazado cada vez m ás co n los ensayos de masa de la CK -M B, que m iden la con cen tració n proteica de CK -M B en lugar de su actividad catalítica. E stos p ro ce­ dim ientos de laboratorio se basan en técn icas de in m u ­ noensayos que usan anticuerpos m on oclonales y tienen m enos interferencias y una sensibilidad analítica más alta que los ensayos basados en la actividad. Los ensayos de masa pueden detectar u n aum ento en la con cen tració n de la CK-M B alrededor de 1 h antes que los m étodos basados en la actividad, y las concen tracion es de masa de la CK MB persistentem ente norm ales sobre un período de 6 a 8 h tienen un valor predictivo negativo de 9 7 %.19 Para aum entar la especificidad de la CK -M B por el te ji­ do cardíaco, se ha propuesto que se calcule una relación (índ ice relativo) entre masa CK-M B y actividad CK. Si esta relación es m ayor de 3 , resulta indicativa de IMA en lugar de daño m uscular esquelético. E n todo el suero se encuentran presentes isoformas CK, y son producidas com o parte del m ecanism o de limpieza nor­ mal de las isoenzim as CK. Sólo existe una isoform a CK-M B (M B2) y una CK-MM (M M 3) en el m iocardio. Hay problem as inherentes con el uso de isoformas com o marcador cardía­ co, com o la falta de especificidad cardíaca para la CK-M B, el contenido pequeño de CK-M B en el tejido del m iocardio norm al y niveles perceptibles de CK-M B en individuos nor­ males. Sin embargo, las isoformas CK pueden usarse efec­ tivamente com o indicadores de reperfusión después de la terapia trom bolítica en pacientes con IMA confirm ado .17

Proteínas cardíacas

Tiempo posterior al inicio del IMA (horas) FIGURA 23-3. Perfiles de tiempo de los marcadores cardíacos carac­ terísticos después del IMA. Aquí se ilustran los perfiles temporales plasmáticos de los marcadores comúnmente usados para el diag­ nóstico cardíaco, a saber, CK-MB, CK total, troponina I, troponina T, mioglobina y subformas CK-MB. El diagnóstico temprano del infarto (£ 6 h) sólo es en potencia posible con dos de los marcadores, en con­ creto, las subformas CK-MB y la mioglobina. (Reimpreso con permiso de Roberts R. Rapid MBCK subform assay and the early diagnosis of myocardial infarction. Clin Lab Med 1997; 17(4):669-683.)

Es posible m onitorear varias proteínas en casos sospecho­ sos de IMA para dar inform ación de un diagnóstico signi­ ficativo. La m ioglobina, una proteína hem e que se une al oxígeno y que representa de 5 a 10% de todas las proteí­ nas citoplásm icas, se libera rápidam ente desde el m úsculo estriado (m úsculo esquelético y cardíaco) cuando se daña. Sin em bargo, debido a su tamaño pequeño, los riñones eli­ m inan rápido la m ioglobina, haciéndola un m arcador de daño cardíaco inestable a largo plazo. Debido a la abundan­ cia de m ioglobina en tejidos cardíaco y m u sculoesqu eléti­ co, el lím ite de referencia superior de la m ioglobina sérica refleja de m anera directa la masa m uscular del paciente y, por tanto, varía con el género, la edad y la actividad física .20 Aunque existe evidencia de que hay varias form as de m iog­ lobina, no se ha identificado una m ioglobina específica car­ díaca. La utilidad de la m ioglobina com o m arcador cardíaco se determ inó a m ediados de 1 9 7 0 , cuando se desarrolló una técnica de radioinm unoensayo para su determ inación, pero sólo cuando se dispuso de ensayos rápidos, cuantita­ tivos y autom atizados la m ioglobina ganó aceptación com o ensayo de diagnóstico rutinario para IM A .21 La mioglobina es significativamente más sensible que las actividades de la CK y la CK-MB durante las primeras horas

CAPÍTULO 23 ■ FUNCIÓN CARDÍACA

después de iniciar el dolor de pecho. Empieza a elevarse de 1 a 4 h después y es detectable en casi todos los pacientes con IMA de 6 y 9 h después del inicio del dolor de pecho, y regresa a los niveles básicos de 18 a 2 4 h más adelante 18 (fig. 2 3 -3 ). Si la concentración de hem oglobina permanece dentro del rango de referencia 8 h después de iniciado el dolor de pecho, puede descartarse el IMA. Aunque resul­ tan com parables las sensibilidades tempranas de la masa de CK-MB, las isoformas CK y la m ioglobina, las determ inacio­ nes de CK-M B son preferibles a la mioglobina en pacientes admitidos entre 10 y 12 h después del inicio del dolor de pecho, porque es posible que la concentración de mioglobi­ na esté todavía regresando a los rangos de referencia dentro del marco de tiem po.18No debe usarse la mioglobina para el diagnóstico temprano de IMA en pacientes con enfermedad renal, sobre todo con insuficiencia renal, porque la m ioglo­ bina se increm entará consistentem ente com o resultado de la dism inución de la limpieza presente en riñones enfermos. La desaparición rápida de la m ioglobina del suero perm ite usar­ la com o indicador de reinfarto. Una concentración de m io­ globina persistentem ente normal descartará el reinfarto en pacientes con dolor de pecho recurrente después del IMA. Las fibras musculares convierten la energía quím ica del adenosintrifosfato (ATP) en trabajo m ecánico. A medida que esto ocurre, se activan enzim as, electrólitos y proteínas, y se convierten en materiales que estimulan la contracción de las fibras musculares. La actom iosina ATPasa, el calcio, la actina, la miosina y un com plejo de tres proteínas conocidas com o complejo troponina son los protagonistas principales de esta conversión. Los tres polipéptidos del com plejo de troponina son las troponinas T, I y C. La troponina C no es específica del corazón. Al contrario de la CK-MB, las tro- * poninas séricas no se encuentran en el suero de individuos sanos. Aunque se piensa que las enzimas tradicionales sólo se liberan del tejido después de que ha ocurrido un daño irreversible del miocardio, pueden liberarse troponinas car­ díacas en la isquemia reversible y en la necrosis irreversible. La troponina T (TnT) perm ite los diagnósticos tem pra­ no y tardío del IMA. Las con centraciones séricas de T nT em piezan a elevarse unas horas después de iniciado el dolor de pecho, y llegan al m áxim o a los dos días. Por lo general, sigue una m eseta que dura de 2 a 5 días, y la concentración sérica de T n T perm anece elevada m ás allá de los 7 días antes de regresar a los valores de referencia (fig. 2 3 -3 ). La aparición tem prana de la T n T no da una m ejor inform a­ ción diagnóstica que las concen traciones de la CK-M B o de m ioglobina dentro de las prim eras 4 h después del in i­ cio del dolor de pecho, pero la sensibilidad de la T n T para detectar el infarto del m iocardio es del 100% de las 12 h a los 5 días después del inicio del dolor de p ech o .18Además, el grado de elevación de la T n T después del IMA es signi­ ficativo, a m enudo aum enta más de 200 veces por encim a del lím ite superior de los intervalos de referencia .20 Las concentraciones de T n T son m uy usadas para el diagnóstico del infarto del miocardio en pacientes que no buscan atención médica dentro del período usual de 2 a 3 días en que la CK total y la CK-M B son elevadas .17 También es útil en el diagnóstico diferencial del daño del miocardio en pacientes con síntom as cardíacos, además de lesión del

507

m úsculo esquelético, porque la T n T resultará clara y espe­ cialm ente indicativa de la magnitud del daño cardíaco en oposición al daño m uscular .22La T n T cardíaca tam bién tiene valor en el m onitoreo de pacientes después de la reperfusión de una arteria coronaria relacionada con el infarto. En los pacientes con IMA con reperfusión más temprana que en los pacientes con reperfusión retardada o incom pleta, la T nT aparece y alcanza su pico en el suero de manera significativa más temprana que en los pacientes con reperfusión retarda­ da o incom pleta. U n increm ento significativo en la T n T des­ pués de empezar la terapia trom bolítica indica reperfusión aceptable de la arteria coronaria relacionada con el infarto .23 El grado de elevación de la T n T de 3 a 4 días después del IMA tam bién puede usarse com o una estim ación práctica y rentable de la dim ensión del infarto del m iocardio .24 La troponina I (Tnl) sólo se encuentra en el m iocardio de adultos, lo que la hace extrem adam ente específica para la cardiopatía. Tam bién se encuentra en con cen tració n m u cho más alta que la CK-M B en el m ú sculo cardíaco, lo que la convierte en u n indicador sen sible de lesión cardía­ ca. La T n l n o se encuentra en cantidades detectables en el suero de pacientes con lesiones m últiples o atletas después de un ejercicio activo, en pacientes con insu ficiencia renal, o en pacientes con CK-M B elevada, a m enos que tam bién estén presentes lesiones del m iocard io .18 La T n l tam bién es una buena valoración bioqu ím ica de la lesión cardíaca en pacientes críticam ente enferm os, los que tien en insufi­ ciencia en varios órganos y en situaciones en que es d ifícil interpretar las elevaciones de CK/CK-MB. Después de un IMA, la TN I se increm en ta por arriba del rango de referencia entre 4 y 6 h después del in icio del dolor de pecho, alcanza su pico entre 12 y 18 h después y regresa a los lím ites de referencia en un os 6 días, depen­ diendo del tam año del IM A 18 (fig. 2 3 -3 ). La T n T tiende a perm anecer elevada m ucho tiem po y m antiene una m ayor sensibilidad 7 días después del infarto que la T n l .18 Se ha desarrollado un ensayo ultrasensible de la T n l, que m ejora la sensibilidad tem prana en la evaluación del daño m iocárdico. El ensayo inm un olu m inom étrico (ILM A ) m ejora la exactitud de la T n l para el m onitoreo del daño m iocárd ico durante ciertos tipos de quim iotera­ pia e in suficiencia cardíaca congestiva .22 Las cadenas ligeras de miosina (CLM) cardíacas también intervienen en las concentraciones musculares. Se pensaba primero que eran las únicas proteínas del miocardio, pero investigaciones recientes han determ inado que la CLM no es más específica para la lesión cardíaca que las determ inacio­ nes de CK-MB. Com o las troponinas, la CLM se libera a par­ tir de tejido reversiblemente isquém ico. Aunque se dispone de com probación rápida de CLM, la determ inación de CLM no ofrece ventaja alguna sobre los ensayos de la troponina cardíaca. Por tanto, La CLM perm anece con una im portan­ cia clínica limitada com o marcador cardíaco rutinario .18

M arcadores de trastornos inflam atorios y de coagulación D ebido a que los factores clásicos de riesgo para los sín ­ drom es coronarios agudos, com o género, edad, historia

508

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

ES T U D IO D E C A S O 23-3 Un hom bre de 83 años de edad con enfermedad corona­ ria grave conocida, enfermedad difusa de vasos peque­ ños y una estenosis distal significativa para u n injerto de vena previa a una cirugía CABG, fue adm itido cuando su m édico lo rem itió al hospital después de una visita oficial de rutina. Sus síntom as incluyeron edema del 3+ pedial, distensión de la vena yugular y anormalidades en el sonido del corazón. Los datos de laboratorio significa­ tivos obtenidos en la admisión fueron los siguientes:

3. C on base en los datos de laboratorio precedentes, ¿existen otras anorm alidades del sistem a de órganos?

Nitrógeno en la urea (6 a 24 mg/dl)

4. ¿Cuáles son los indicadores de estas anorm alidades del sistem a de órganos?

53

Creatinina (0.5 a 1.4 mg/dl)

2.2

Proteína total (6.0 a 8.3 g/dl)

5.8

Albúm ina (3.5 a 5.3 g/dl) Glucosa (60 a 110 mg/dl)

3.2

4.1

Fósforo (2.5 a 4.5 mg/dl)

2.4

4

% CK-MB (<6% )

3%

Troponina T (0 a 0.1 p,g/L)

2. C on base en los datos de laboratorio anteriores, ¿este diagnóstico podría ser IMA? ¿Por qué sí o por qué no?

5. ¿E xiste una prueba de laboratorio específica que pueda indicar insuficiencia cardíaca congestiva en este paciente?

134

CK-MB (0 a 5 ng/L)

Mioglobina (< 70 txg/L)

1. ¿Los síntom as de este paciente sugieren IMA?

312

Calcio (4.3 a 5.3 meq/L)

CK total (54 a 186 U/L)

Preguntas

62 0.2

fam iliar e hiperlipidem ia, sólo se encuentran en 50 % de todos los pacientes con IMA, la habilidad para predecir un riesgo en individuos con IMA es deficiente. Se sigue inves­ tigando para desarrollar herram ientas ad icionales que ayuden en la p red icción del riesgo y en la prevención de un evento. E xiste gran cantidad de datos que indican que la respuesta inflam atoria desem peña un papel crítico en la patogénesis de la cardiopatía isquém ica. Los pacientes con angina inestable m uestran placas ateroscleróticas, con una in filtración significativa de células inflam atorias y niveles sistém icos elevados de reactantes de la fase aguda .25 Las sustancias relacionadas con la activación de las funciones de coagu lación y fibrinolíticas tam bién pueden tener valor clín ico en el m onitoreo de la isquem ia coronaria aguda.

Hs-CRP En estudios se han evaluado varias proteínas de fase aguda com o potenciales m arcadores para la evaluación del riesgo cardiovascular, y existe evidencia de que la pro teína C-reactiva (C R P) es u n predictor confiable del riesgo del síndrom e coronario agudo. La CRP es un reactante de fase aguda pro­ ducida principalm ente por el hígado. Es estim ulada por la interleucina -6 y se increm enta rápido en la inflam ación. La con cen tració n en plasma de la CRP se determ ina sobre todo por su grado de síntesis y, siem pre que haya una función hepática norm al, es u n marcador sensible de la inflam a­ ción crónica continua que no se ve afectada por una lesión isquém ica .26Aum enta significativam ente com o respuesta a una lesión, infección u otras cond iciones inflam atorias, y

no está presente en cantidades apreciables en individuos saludables. Aunque es una respuesta no específica para la inflam ación, su presencia indica un proceso inflam atorio en el cuerpo. Se ha probado que estos increm entos en CRP son m ínim os en síndrom es coronarios agudos, perm ane­ ciendo a m enudo dentro del rango de referencia estableci­ do. Se han desarrollado ensayos confiables, autom atizados con alta sensibilidad para CRP (h s-C R P ), que perm iten la d etección de los pequeños increm entos de CRP que suelen observarse en la cardiopatía. Los datos epidem iológicos docum entan una relación positiva entre hs-C R P y la prevalencia de la enfermedad arterial coronaria. Los niveles básicos de hs-C RP se corre­ lacionan con un futuro riesgo más alto de m orbilidad car­ diovascular y m ortalidad entre quienes presentan y carecen de evidencia clínica de enferm edad vascular. E n pacientes con enferm edad vascular establecida, cada increm en to en la desviación estándar de hs-C R P basal está relacionado con un increm ento de 45% en el riesgo relativo de un infar­ to del m iocardio no fatal, o de m uerte cardíaca repentina en un período de más de dos años de segu im iento .27 Los hs-C R P tam bién m uestran capacidad de pronóstico en quienes todavía n o tiene un diagnóstico de enferm edad vascular. Una elevación leve de los niveles básicos de hsCRP entre individuos aparentem ente saludables está rela­ cionada con un m ayor riesgo a largo plazo para futuros eventos cardiovasculares. Esta capacidad predictiva ofrece a los pacientes la capacidad de recibir tratam iento para reducir la inflam ación y, con ello, su riesgo .27

CAPÍTULO 23 ■ FUNCIÓN CARDÍACA

509

E S T U D IO D E C A S O 23-4 TJn hom bre de 68 años de edad se presentó en urgen­ cias con un ataque repentino de dolor del pecho, dolor del brazo izquierdo, disnea y debilidad m ientras estaba fuera de casa en un viaje de negocios. N o está disponi­ ble su historial m édico, pero adm ite que ha fumado 2 cajetillas diarias durante m ás de 2 0 años. Se obtuvieron m arcadores cardíacos en la adm isión y a las 8 h de ésta con los resultados siguientes:

M ARCA DO RES CARDIACOS

CK-MB (0 a 5 ng/L) Mioglobina (<70 |xg/L) Troponina T (0-0.1 |xg/L)

7:30 A.M .;

4:00 P.M.;

SEPTIEM BRE 26

SEPTIEM BRE 26

5.3 76 < 0 .1

9.2 124

Preguntas 1. ¿Estos resultados indican un diagnóstico específico? 2. Si es así, ¿cuál es el diagnóstico? 3. ¿Q ué resultados de m ioglobina, CK -M B y troponina T se esperarían si se analizara a las 4 p.m . del 2 7 de septiem bre? 4. ¿Pueden hacerse suposiciones acerca del estilo de vida, los hábitos y la salud del paciente que podrían increm en tar su riesgo para esta cond ición? 5. ¿E xisten algunos ensayos que podrían ind icar su riesgo para eventos adicionales de este tipo?

1.3

Fibrinógeno E l fibrinógeno es una glucoproteína soluble producida en el hígado, y que participa en la agregación de plaquetas y en la coagulación. Es tam bién una proteína de fase agu­ da producida com o respuesta a una inflam ación. Se ha establecido una relación entre niveles elevados de fibri­ nógeno y riesgo de enferm edad cardiovascular, y puede servir com o m arcador de pron óstico a largo plazo. E stu ­ dios prospectivos en hom bres saludables indican que una sola m ed ición del fibrinógeno puede predecir el aum en­ to en el riesgo de eventos cardiovasculares hasta 16 años después .28Es valioso in clu ir la m ed ición de fibrinógeno al investigar el riesgo cardiovascular porque ayuda a iden­ tificar a personas que pueden beneficiarse de estrategias preventivas agresivas.

D-Dímero E l D-Dímero es el producto final del proceso con tinu o de form ación y d isolu ción de trom bos que ocurre en el sitio de placas activas en los síndrom es coronarios agudos. D ebido a que este proceso se antepone al daño celu lar del m iocardio y la liberación de los contenid os proteicos, pue­ de usarse para la d etección tem prana. Perm anece elevado durante días, así que puede ser un m arcador fisiológico fácilm ente detectable de una placa inestable aunque las troponinas o la CK-M B no estén elevadas, identifican­ do posibles pacientes de alto riesgo que de otra form a podrían ignorarse .29 E l D-Dímero carece de especificidad para daño cardíaco porque aum enta tam bién en otras co n ­ d iciones que causan trom bosis. Se ha dem ostrado que las elevaciones del D-Dímero son útiles para predecir el riesgo de futuros eventos card íacos .30

la secreción urinaria de sodio y aum entar el flujo u rina­ rio sin afectar el grado de filtración glom erular, la presión sanguínea o el flujo sanguíneo renal. Las con cen tracio n es plasm áticas del BNP se in crem en ­ tan en enferm edades caracterizadas por u n volu m en de fluido expandido (insuficiencia renal, cirrosis hepática c o n ascitis, aldosterism o prim ario e insuficiencia cardíaca congestiva), la red ucción de la lim pieza renal de péptidos (insuficiencia renal) o la estim ulación de la producción pep­ tídica (hipertrofia o tensión ventricular, produ cción ectó ­ pica de tum ores, enferm edad de la tiroides, circu lación excesiva de glucocorticoides o hip oxia ).31 El diagnóstico de la in su ficiencia cardíaca congestiva (C H F ) es difícil debido a sus síntom as no específicos, adem ás de la carencia de u n m arcador b ioq u ím ico espe­ cífico para la CHE Los estudios m uestran que las co n cen ­ traciones plasm áticas de BNP se encuentran elevadas en pacientes con síntom as graves .32La evidencia sugiere que es poco probable que pacien tes co n una con cen tració n por d ebajo de unos 2 0 pmol/L tengan CHF, y que quienes tienen resultados por arriba de esta con cen tració n cu en­ tan co n un a probabilidad alta de un a C H E 31 E l BN P debe servir para diferenciar a los pacientes que deben recurrir a valoraciones de diagnóstico ad icionales de los que tiene poca probabilidad de sufrir in suficiencia cardíaca. E l BNP puede tam bién ser clínicam ente relevante en la determ ina­ ció n del p ronóstico de pacientes, sobre todo aquellos con d iagnóstico de CH F o quienes han experim entado un IMA reciente. E l desarrollo en fechas recientes de u n ensayo confiable y rápido para el BNP lo convierte probablem ente en un m arcador bioqu ím ico com ún usado en el diagnós­ tico del CHE

Marcadores de insuficiencia cardíaca congestiva

Otros m arcadores

BNP

La búsqueda del marcador cardíaco “perfecto” continúa con el desarrollo de varios ensayos que ayudan en el diagnósti­ co de la lesión del m iocardio. Este m arcador perfecto debe detectarse más rápidamente que los ensayos disponibles,

E l péptido tipo cerebro, o B natriu rético (B N P ), es una horm ona peptídica secretada m ás por los ventrícu los car­ díacos. Actúa sobre los glom érulos renales para estim ular

510

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

ser por com pleto especifico para el daño m uscular cardíaco y aplicarse de m anera fácil (véase cuadro 2 3 -6 ).

Isoenzim a glu có gen o fosfo rila sa BB (GPBB) La GPBB es una enzim a glucólica que desem peña un papel esencial en la regulación del m etabolism o de los carb o­ hidratos m ediante la m ovilización del glucógeno. No es específica del tejid o cardíaco, pero es significativam ente m ás sensible que la CK , la masa de la CK -M B, la m ioglobi­ na y la T n T en pacientes con IMA durante las prim eras 3 o 4 h después de in iciar el dolor de pecho. E n la m ayoría de los pacientes con IMA, la G PBB aum enta entre 1 y 4 h después del in icio del dolor de pech o, y regresa al nivel de referencia entre 1 y 2 días después.

P roteína cardíaca d e en lace a ácidos gra so s La proteína cardíaca de enlace a ácidos grasos (H -FABP) es una proteína de b ajo peso m olecular que se encuentra en grandes cantidades en el citoplasma del miocardio y en célu ­ las m usculares que intervienen en el m etabolism o de los ácidos grasos y la hom eostasis de los lípidos. A unque la H -FABP no es esp ecífica del corazón , el con ten id o de HFABP del m ú sculo esquelético es sólo de 10 a 30% de la que se encuentra en m úsculo cardíaco, m ientras el co n te­ nido de m ioglobina del m úsculo esquelético es casi dos veces m ás que la del tejid o cardíaco. Así, se espera que HFABP sea un m arcador más sen sible y específico que la m ioglobina para el uso en la d etección tem prana de lesión m iocárd ica .33 Ésta se increm enta rápido en el daño celular, por lo com ún de 2 a 4 h después, alcanza su pico en 5 a 10 h, y regresa a lo norm al entre 2 4 y 3 6 h después del inicio del dolor de pecho. La m agnitud del increm en to en el plasm a de la H-FABP ha m ostrado tam bién una buena correlación con la m agnitud del in farto .34

Isoenzim a III anhidrasa ca rbó n ica (C A ) La CA es una enzim a soluble que cataliza la hidratación del dióxido de carbono a bicarbonato y un protón, e inter­ viene en la regulación del pH, el transporte de iones, el equilibrio de agua y electrólitos, y el m etabolism o de car­ bohidratos, urea y lípid os .35 E xisten siete isoenzim as CA con un rango am plio de distribución tisular, pero un sitio im portante de actividad de la CA es el m úsculo esquelé­ tico. La CA III no se encuentra en el m úsculo cardíaco y, por tanto, puede ser usada para diferenciar entre daño del m úsculo esquelético y del m úsculo cardíaco cuando se realiza en co n ju n ció n con un analito más especifico del corazón com o la m ioglobina. E n el pacien te con lesión coexisten te real o posible m usculoesqu elética, la T n T o la T n l podrían todavía ser lós m arcadores preferibles para confirm ar o descartar el daño del m iocard io .18

A lbúm in a m odificada p o r isquem ia U n marcador bioquím ico identificado recientem ente para la isquem ia, la albúm ina m odificada p or isquem ia (IMA) , está en las etapas finales de la investigación. La IMA se produce cuando la albúm ina entra en contacto con el tejido isqué­ m ico, m odificándolo y haciéndolo m ás resistente a m eta­ les de enlace. E l m ecanism o para la producción de IMA es diferente de otros marcadores tem pranos com o la CK-M B y

las troponinas, que son productos de la necrosis tisular del m iocardio. La IMA se produce de forma continua durante la isquem ia y aum enta de 2 a 3 h después de u n evento isquém ico. U n estudio dem uestra que la presentación de una prueba negativa de IMA en urgencias tiene un 96 % de valor predictivo negativo de un resultado negativo de troponina, 6 h más tarde .36Se necesitan más datos futuros para determ inar si la IMA es específica para isquem ia cardíaca o si está relacionada con todas las isquem ias tisulares.

H om ocisteína L a hom ocisteína es un am inoácido natural que se en cu en ­ tra en la sangre, y que está relacionado con las vitam inas B 12, B 6, y el ácido fólico. U n nivel de hom ocisteína elevado es u n factor de riesgo potencial para cardiopatía coronaria, enferm edad vascular cerebral, enferm edad arterial caró ti­ da y enferm edad vascular periférica debido al estím ulo en la form ación de plaquetas. Se sabe que la ad ición de vita­ m inas con ácido fólico, B u y Bgreduce las concentraciones de hom ocisteína, pero el beneficio de tal tratamiento sigue siendo in cie rto .37

Pruebas cardíacas centradas en el paciente Está am pliam ente aceptado que el diagnóstico tem prano de pacientes con IMA puede dar com o resultado m enos daño tisular cardíaco, m enos com plicaciones, reducción en la duración de la estancia hospitalaria y una recuperación más rápida. Además, las opciones de tratam iento, com o la tera­ pia trom bolítica o la angioplastia, que puede prevenir un daño adicional al m úsculo cardíaco deben adm inistrarse en form a oportuna. Por lo general, 90% de los pacientes admi­ tidos en el hospital requieren com probación bioquím ica para confirm ar o descartar el IM A .38E l Colegio Estadouni­ dense de Cardiología y la A sociación Estadounidense del Corazón recom iendan que la evaluación inicial del paciente se realice en los 20 prim eros m inutos después de la llegada a urgencias, y que el tiem po óptimo de espera (TAT) entre la llegada del paciente y la disponibilidad de los resultados de la prueba para los marcadores cardíacos debe ser de m enos de 3 0 m in .39 La Academia Nacional de Estándares de B io­ quím ica Clínica de Prácticas de Laboratorio recom ienda que los resultados del marcador cardíaco deben estar dispo­ nibles en m enos de 1 h después del m uestreo.16La presión para cum plir con estos estándares es grande, y tam bién difí­ cil de lograr, en instituciones grandes con salas de urgencias ocupadas. La prueba en el punto de atención (P O C ) para los marcadores cardíacos es una estrategia que sirve para reducir el tiem po de espera, y el reciente desarrollo de dis­ positivos para la realización de ensayos cardíacos de sangre com pletos al lado de la cama del paciente han hecho facti­ ble satisfacer estas directrices estrictas. D eben atenderse varios problem as m édicos y técnicos cuando se toma en cuenta la prueba cardíaca en el POC. E xisten sistem as de prueba cualitativos y cuantitativos, y sistem as que producen un panel de resultados de m arca­ dores cardiacos, además de resultados discretos de un solo analito. Laboratoristas y m édicos deben colaborar para determ inar cuáles marcadores cardíacos se ofrecen en su institución. La determ inación de los valores diagnóstico de corte para IMA en los resultados en el POC y la correlación

CAPÍTULO 23 ■ FUNCIÓN CARDÍACA

de estos resultados con los que pueden realizarse en el labo­ ratorio clínico más adelante tam bién son im portantes. Bajo el Clinical Laboratory Improvement Amendments Act (C LIA ), la prueba de m arcadores cardíacos en el PO C se clasifica com o una prueba moderada com pleja, no com o una prueba aplazada. Esta clasificación requiere pautas regulatorias más graves, y es más difícil de llevar a cabo y m antenerse en entornos de PO C. Los problem as com o el m antenim iento de la habilidad continua para la prueba, el control de calidad y la com petencia del operador requeri­ rán una supervisión mayor por parte de los laboratorios .39

El papel del laboratorio en la vigilancia de la cardiopatía El papel del laboratorio en la vigilancia de la fu nción car­ díaca incluye sobre todo la m ed ición de los efectos del corazón sobre otros órganos, com o los pulm ones, el híga­ do y el riñón. Los gases sanguíneos arteriales m iden el estado acidobase y de oxígeno del paciente, y se usan para determ inar la acidosis respiratoria y los niveles elevados de dióxido de carbono que suelen observarse en pacientes con cardiopatía. E l paciente con edem a desarrollará electrólitos y cam bios en la osm olalidad com o resultado de la reten­ ción de fluidos y de la d istribución iónica. La d ism inución de los resultados cardíacos ocasiona retención de sodio por parte de los riñones, pero tam bién causa el increm ento en la retención de fluido; por tanto, el sodio sérico perm anece por lo general dentro de los rangos de referencia o llega a dism inuir de form a ligera. Las determ inaciones de los elec­ trólitos séricos, incluidos el sodio, el potasio, el cloruro y el calcio, son im portantes para m onitorear la terapia diurética y de fárm acos en pacientes con cardiopatía .4 Las elevaciones de la aspartato am inotransferasa (A ST ), la alanina am inotransferasa (A LT) y la fosfatasa alcalina (A LP) suelen observarse en pacientes co n insuficiencia ventricu lar derecha cronica4y el valor de la y-glutam iltransferasa (G G T ) puede ser dos veces el del lím ite superior del rango norm al en la insuficiencia cardíaca congestiva, lo que sugiere congestión y daño hepático. La evaluación de los lípidos evaluará el riesgo de enfer­ medad de la arteria coronaria. Es m uy recom endable m an­ tener cerca de lo norm al los niveles del colesterol HDL, del LD L y de los triglicéridos en el caso de pacientes car­ díacos. La d eterm inación de una lipoproteína sim ilar a la LD L, llam ada lipoproteína (a ), tam bién puede indicarse porque es un factor de riesgo independiente relacionado co n el desarrollo de la enferm edad de la arteria coronaria prem atura y la vascular. Es posible identificar al pacien te con insuficiencia cardíaca secundaria debido a d isfu nción de la tiroides m ediante u n ensayo altam ente sensible co n la horm ona estim ulante de la tiroides. E l laboratorio es tam bién invaluable para vigilar fárm acos terapéuticos siguiendo el diagnóstico de cardiopatía. El conteo de rutina de la sangre total es im portante para detectar anem ia e infección. La hem olisis puede indicar com probación adicional de hem oglobinuria y m ioglobinuria, indicadores de daño cardiovascular y enferm edad del m iocardio. U n increm ento en las células sanguíneas b lan ­

511

cas puede indicar pericarditis, endocarditis o in feccio n es valvulares. Si ha ocurrido d isfunción del riñón com o resul­ tado de la cardiopatía, puede desarrollarse anem ia debida al decrem ento en la produ cción de eritropoyetina renal. U na in fecció n relacionada con pericarditis, endocardi­ tis y problem as valvulares podría ser identificada m ediante cultivos sanguíneos. Tam bién pueden realizarse cultivos de m uestras del pericardio y el endocardio si se sospecha una in fecció n pericárdica. E l papel del laboratorio durante el tratam iento de la cardiopatía puede extenderse a proporcionar los com po­ nentes sanguíneos cuando se necesita in terven ció n q ui­ rúrgica. E n in jertos de derivación, correcció n de defectos valvulares y otros procedim ientos quirúrgicos para corre­ gir la in suficien cia cardíaca puede requerirse el uso de los com ponentes sanguíneos durante la cirugía y la recupera­ ció n del paciente.

TRATAMIENTO Cuando se diagnostica la cardiopatía, se recom iend an cier­ tos cam bios en el estilo de vida para m ejorar la calidad de ésta y la longevidad. E l ejercicio es efectivo en la red ucción del riesgo de una cardiopatía adicional, y en la rehabilita­ ció n después del infarto del m iocardio y otros desórdenes cardíacos cró n ico s. D ejar de fum ar es u n paso im por­ tante en la red ucción de los riesgos de com plicaciones y em peoram iento de las con d iciones cardíacas. La dieta es un com ponente necesario del con trol de los síntom as de la cardiopatía. La red ucción del peso dism inuirá la carga de trabajo del corazón, y se recom ienda la restricció n die­ tética de sodio y grasas. Tal vez se n ecesite la terapia con fárm acos para reducir las con cen tracio n es del colesterol LD L, si la red ucción en la ingestión de grasas anim ales y saturadas no b aja las concen tracion es a un nivel aceptable. Tam bién se fom enta el m anejo del estrés, para m inim izar la ansiedad relacionada con las cond icion es cardíacas y para controlar las reacciones ante las situ aciones estresan­ tes de la vida. La fuerte correlación entre la hipertensión y la cardio­ patía requiere un control estricto de la hipertensión. El tratam iento para la hipertensión esencial está dirigido a reducir los factores de riesgo, com o red u cción de peso, restricció n de sal y alcohol e increm en to del ejercicio. E n los últim os 2 0 años, se han realizado m ás de 3 0 estudios para com parar la enferm edad cardiovascular en m ujeres posm enopáusicas con terapia de reem plazo de estrógenos y en usuarias sin estrógenos que indican que la incid encia de la enferm edad de la arteria coronaria entre las usuarias de estrógeno es casi la m itad de las no usuarias. Se ha reconocid o por m ucho tiem po que estos resultados pueden deberse al hecho de que la po blació n de usuarias de estrógeno es inherentem ente m ás saludable que las que n o h acen uso de la terapia del reem plazo de estrógenos. Sin em bargo, estudios recientes no han m ostrado benefi­ cio alguno de la terapia de estrógenos contra u n placebo en la red ucción del riesgo de la enferm edad cardiovascu­ lar. E n la actualidad, la con clu sión es que la enferm edad de la arteria coronaria no se previene con estrógenos entre las m ujeres más m aduras co n cardiopatía establecid a .40

512

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

ES T U D IO D E C A S O 23-5 E l m édico principal revisó la ratin a física de una m u jer de 4 8 años. Su padre y su herm ano m u rieron antes de los 55 con IMA; otro tío tuvo cirugía CABG a los 52. D ebido a su historia familiar, ella requirió alguna pru e­ ba que indicara una predisposición o un increm ento de los factores de riesgo de cardiopatía tem prana. No fum a, no tien e hipertensión, tiene un os 10 kg de sobre­ peso y se ejercita de m anera m oderada. Se obtuvieron los siguientes resultados de la prueba. Colesterol total (<200 mg/dl)

187 mg/dl

Colesterol HDL (30 a 75 mg/dl)

52 mg/dl

Colesterol LDL (60 a 130 mg/dl)

95 mg/dl

Lipoproteína (a) (<30 mg/dl)

34 mg/dl

Triglicéridos (60 a 160 mg/dl)

203 mg/dl

Glucosa (60 a 110 mg/dl)

83 mg/dl

CK total (15 a 130 Ul/L)

65 Ul/L

CK-MB (<8 Ul/L)

1.9 Ul/L

% CK-MB (0-6%)

3 %

Homocisteína (<15 (xmol/L)

18 |xmol/L

Fibrinógeno (2 a 4.5 mg/dl)

4.3 mg/dl

D-Dímero (0 a 250 (xg/ml) Hs-CRP (0.016 a 0.76 mg/dl)

Preguntas 1. ¿Alguno de los resultados obtenidos indica un alto riesgo de desarrollar una cardiopatía? Si es así, ¿cu á­ les resultados? 2. ¿Esta paciente tiene factores de riesgo para la car­ diopatía tem prana que pueden ser m odificados por cam bios en la dieta o el estilo de vida? Si es así, ¿qué cam bios pueden hacerse? 3. ¿E xiste algún tratam iento específico que pueda ser institu id o para reducir el riesgo de esta paciente? 4 . ¿C óm o debería vigilarse a esta paciente?

160 |xg/L 0.91 mg/dl

Tratam iento con fárm acos E l tratam iento con varios fárm acos es ru tinario para el con trol de m u chos y diversos problem as relacionados con la cardiopatía. Por lo general, consiste en una com bin a­ ció n de vasodilatadores, diuréticos, bloqueadores (3, anta­ gonistas de los canales del calcio, glucósidos cardíacos y anticoagulantes (cuadro 2 3 -5 ). Los nitratos son dilatadores de la arteria coronaria que increm en tan el sum inistro sanguíneo al corazón y dism i­ nu yen la presión sanguínea. La nitroglicerina sublingual suele usarse para aliviar la angina, y es parte del tratam ien­ to de ru tin a de la insuficiencia cardíaca congestiva y del infarto del m iocardio. Tam bién pueden usarse ungüentos tópicos y parches de la piel que sum inistran una dosifi­ cación con sisten te de nitroglicerina para tratar la angina inestable y lim itar el daño cardíaco debido a isquem ia. Los vasodilatadores más com únm ente usados son los inhibid ores de la enzim a convertidora de la angiotensina (A C E ), com o la hidralazina o el captopril. Estos fárm acos d ilatan las arterias y venas periféricas, dism inuyen la can ­ tidad de esfuerzo que el corazón expende para bom bear sangre, y suelen ser parte integral del tratam iento de con ­ d iciones cardíacas com o la insuficiencia cardíaca conges­ tiva y el infarto del m iocardio.

Los fá rm a cos bloqueadores fí-adrenérgicos reducen el rit­ m o cardíaco o la fuerza de las con traccio n es, reduciendo la dem anda de oxígeno para el corazón por bloqu eo de los receptores (3 en el m odo de seno y el m iocardio. Este grupo de fárm acos se usa para tratar taquicardia, latidos ectópicos y arritm ias, además de dolor de angina e hiper­ tensión. E l propranolol es un típico bloqu ead or |3. Los antagonistas de los canales del calcio dism inuyen las con traccio n es del m úsculo liso y producen vasodila­ ción. Estos fárm acos se com binan con las subunidades de los canales del calcio para lim itar la habilidad del calcio de atravesar la m em brana celular. Suelen usarse con más frecu encia para tratar la hipertensión, la angina y la taqui­ cardia ventricular .41 Los glucósidos cardíacos, sobre todo la d igoxina, se usan para increm entar la contractilid ad cardíaca y dism inuir la con d u cció n de im pulsos. La digoxina es el glucósido cardíaco más com ú n recetado debido a su farm acocinética conveniente, sus rutas alternas de ad m inistración y su am plia disponibilidad en las m ediciones del nivel del fárm aco en su ero .42La m ayoría de los pacientes con in su ­ ficiencia cardíaca congestiva, fibrilación auricular o taqui­ cardia, hipertensión, o isquem ia cardíaca pueden recibir u n fárm aco de este tipo para controlar los síntom as.

CAPÍTULO 23 ■ FUNCIÓN CARDÍACA

513

C U A D R O 2 3 -5 . TRATAMIENTO DE LA CARDIOPATÍA CON FÁRMACOS CLASIFICACIÓN D EL M EDICAM EN TO

ACCIÓN DEL FÁRM ACO

EJEM PLO

Vasodilatador

Incrementa el suministro sanguíneoal músculo cardíaco, disminuye la presión sanguínea

Nitroglicerina, inhibidores de la enzima convertidora de la angiotensina, como la hidralazina o el captopril

Diurético

Reduce el volumen sanguíneo y el edema

Furosemida; tiacidas

p-Bloqueador

Reduce el ritmo cardíaco y la fuerza de las contracciones cardíacas

Propranolol

Antagonistas de los canales del calcio

Disminuye las contracciones del músculo liso

Nifedipina

Glucósido cardíaco

Incrementa la contractilidad del corazón y disminuye los impulsos de la conducción

Digoxina

Anticoagulante

Reduce la formación de protrombina y previene el antromboembolismo de la trombosis

Heparina; warfarina

Terapia antiplaquetaria

Reduce la activación y agregación de plaquetas

Aspirina

Los diuréticos se adm inistran para ayndar a los riñones en la elim inación del agua y el sodio excesivos para redu­ cir el volu m en sanguíneo y, co n ello, la carga de trabajo situada en el corazón. Los diuréticos proporcionan alivio de los síntom as en el edem a pulm onar y en la in su ficien­ cia cardíaca congestiva. E sto es im portante para vigilar el equilibrio y la hidratación electrolítica para prevenir tam ­ b ién la diuresis agresiva. G ran cantidad de ensayos han dem ostrado que la reperfusión inducida por trom bólisis tem prana reduce la dim ensión del infarto y la m ortalidad. Los agentes trombolíticos, com o la estreptocinasa, la urocinasa, o el activador plasm inógeno tisular, pueden ser indicados para coágulos

sanguíneos en IMA, em bolism o pulm onar agudo, trom ­ bosis de la vena profunda aguda, trombosis arterial o em bo­ lism o .41 E l uso de agentes trom bolíticos en pacien tes con IMA, com parado con la terapia m édica estándar, reduce la m orbilidad global en 18% .43E l beneficio m ás grande o cu ­ rre cuando estos agentes son adm inistrados en un período de 3 h después del inicio de los sín tom as .44 La terapia antiplaquetaña, a m enudo la aspirina, es efec­ tiva en reducir el riesgo de progresión de aterosclerosis a infarto del m iocardio. Reduce la activación y agregación de plaquetas, u n factor significativo en el proceso trom bó­ tico y, com o un resultado, reduce el riesgo de cardiopatía isquém ica.

CUADRO 23-6. M A R C A D O R ES A D IC IO N A LES DE LA CARDIO PATÍA M ARCA DOR

SIGNIFICADO

Hs-CRP

Inflamación Predictor del riesgo de futura ACS

Fibrinógeno

Inflamación Predictor del riesgo y pronóstico de la cardiopatía

D-Dímero

Indicador de la inestabilidad de plaquetas Identifica pacientes con alto riesgo cuando otros marcadores no están presentes

Péptido B-natriurético

Diagnostica la cardiopatía congestiva

Isoenzima glucógeno fosforilasa BB

indicador sensible de IMA tras 1 a 4 h del inicio del dolor

Proteína cardíaca de enlace a ácidos grasos

Indicador sensible y específico de la lesión cardíaca

Grado de elevación que refleja la dimensión de infarto en IMA

Grado de elevación que refleja la dimensión del infarto en IMAI

Anhidrasa carbónica III

Diferencia entre el daño cardíaco y el daño muscular

Albúm ina modificada por isquemia

Indicador de isquemia El resultado negativo "descarta" IMA

Homocisteína

Factor de riesgo de la cardiopatía coronaria y de la enfermedad vascular

514

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

E l uso de heparina, warfina, u otros anticoagulantes reduce la form ación de protrom bina o inhib e la acción de la trom bina. La terapia con anticoagulantes se recom ienda para prevenir la trom bosis venosa y el trom boem bolism o, y la exten sión y recurrencia de un infarto, y para reducir la m ortalidad relacionada con estas con d icio n es .45

Tratam iento quirúrgico La cirugía de in jerto de derivación de arteria coronaria (C A BG ) fue introducida a finales de la década de 1 9 6 0 , y se convirtió en u n tratam iento estándar para la cardiopatía isquém ica desde entonces. Esta técnica quirúrgica alivia los síntom as y dism inuye la m ortalidad relacionada con la cardiopatía isquém ica por el reem plazo de las arterias coronarias ocluidas con in jertos arteriales sin afectación. Los pacientes con angina de pecho estable e inestable, IMA, isquem ia “silenciosa”, sobrevivientes de m uerte car­ díaca repentina, anorm alidades coronarias congénitas e in su ficien cia cardíaca congestiva son frecuentes candida­ tos para esta cirugía .46 La angioplastia coronaria translum inal percútanea (P TC A ) es un procedim iento quirúrgico en que se inserta un globo de angioplastia dentro de una arteria coronaria y se expande. Este abre la luz del vaso obstruido y restablece el flujo sanguíneo del área afectada. E xiste cierta discor­ dancia acerca de los beneficios a largo plazo de la PTC A en com paración con los de la CABG, pero en la enferm edad de vasos coronarios sim ples la PTCA puede ser el trata­ m ien to de elección. La revascularización transm iocárdica con láser es una técnica de investigación prom etedora en que u n láser crea canales en el ventrículo izquierdo para proporcionar un sum inistro sanguíneo para el m iocardio adyacente. Esta revascularización ha dem ostrado la d ism inu ción del tam a­ ñ o de las regiones isquém icas en pacientes que no fueron candidatos para terapias más convencionales.

P R E G U N T A S 1. La con cen tració n de troponina T en suero es el valor principal para el paciente con infarto del m iocardio cuando: a) E l in icio de los síntom as está dentro de las pri­ m eras 3 a 6 h después de que se ha obtenido la m uestra. b) La CK -M B ha alcanzado su pico y regresa a las con cen tracio n es norm ales. c ) La con cen tració n de m ioglobina es dem asiado elevada. d ) La con cen tració n de la troponina I ha regresado a las concentracion es norm ales.

E l trasplante cardíaco ortotópico es una op ción para el tratam iento de la cardiopatía avanzada o cuando los pacien ­ tes tien en contrain dicacion es significativas para los otros p roced im ientos. A ctualm ente, el grado de supervivencia a u n año después del trasplante cardíaco es de 82% y el de 3 años de 7 4 %.47La disponibilidad lim itada de suficientes corazones donados es el factor lim itante para esta opción de tratam iento.

RESUMEN La m eta de un diagnóstico exacto y oportuno para co n ­ diciones cardíacas no se logra en la actualidad en todos los pacientes, sobre todo en aquellos con dolor de pecho agudo. U n con o cim ien to com pleto de la anatom ía y fun­ ción del corazón y las causas y efectos de la cardiopatía sigue siendo una herram ienta m uy valiosa en la iden tifi­ cación y tratam iento de la cardiopatía. E l uso ju ic io so de los datos de diagnóstico de laboratorio y de otros es crítico para la id entificación de pacientes que n ecesitan cuidado ad icional y de los que seguram ente pueden ser dados de alta. En pacientes que m uestran dolor de pech o, el reco ­ nocim iento de que patrones relacionados co n el tiem po aum entan los m arcadores cardíacos usados hoy es un fac­ tor im portante en la ind icación del tratam iento apropiado para cada pacien te individual. Sin em bargo, los síntom as y los factores de riesgo identificados a m enudo no pueden correlacionarse con los datos de laboratorio y radiológicos obtenidos. Los avances en los tratam ientos quirúrgicos y farm aco­ lógicos para las cond iciones cardíacas increm en tarán las expectativas de vida, además la calidad de ésta, en pacien­ tes con cardiopatía avanzada. E l futuro traerá el desarrollo de ensayos más sensibles que tengan especificidad abso­ luta para la cardiopatía, lo que ocasionará un diagnóstico exacto en todos los pacientes.

DE

R E P A S O

2. Una con cen tració n de m ioglobina norm al 8 h después del in icio de los síntom as de la sospecha de un infarto del m iocardio debe: a ) E sencialm ente descartar un infarto del m iocardio agudo. b) Proporcionar un diagnóstico definitivo de infarto del m iocardio. c) Interpretarse co n la cuidadosa consid eración de la con cen tració n de troponina T. d ) Proporcionar la m ism a inform ación que una C K ­ MB total.

CAPÍTULO 23 * FUNCIÓN CARDIACA

3. ¿C uál de los siguientes analitos tiene la m ás alta espe­ cificidad para la lesión cardíaca? a) Troponina I. b ) Ensayos de masa CK-M B. c) CK -M B total. d) AST. 4 . ¿Q ué de lo siguiente NO es una consid eración duran­ te la investigación de la prueba en el punto de aten ­ ció n (P O C ) de los m arcadores cardíacos? a ) La facilidad y costo de la prueba. b ) E l tiem po requerido para obtener los resultados. c) E l m antenim ento de los requisitos regulatorios porque se considera una prueba atenuada. d ) La correlación entre los resultados obtenidos por m étodos PO C con los obtenidos en el laboratorio principal. 5. ¿Cuál de las pruebas siguientes no vigila niveles de inflam ación o factores de coagu lación que pueden con trib u ir al síndrom e coronario agudo? a) hs-CRP. b ) albúm ina m odificada por isquem ia. c) D-Dímero. d ) Fibrinógeno.

6 . La cardiopatía reum ática es resultado de una in fec­ ció n ¿con cuál de los siguientes m icroorganism os?

a) b) c) d)

Staphylococcus aureus. E streptococos del grupo A.

Pseudomonas aeruginosa. C hlam ydia pneumoniae.

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515

7. La angina, u n síntom a com ún de la insu ficiencia car­ díaca congestiva, suele aliviarse co n la adm inistración de a) D iuréticos. b) F árm acos bloqueadores (3-adrenérgicos. c) G lucósidos cardíacos. d) N itratos.

8. ¿Cuál de los siguientes m arcadores cardíacos es el indicad or m ás usado en la insu ficien cia cardíaca con ­ gestiva? a ) Fibrinógen o.

b) D -D ím e ro . c) Isoenzim a glucógeno fosforilasa BB.

d) Péptido B -natriu rético. 9. ¿Cuál de los siguientes m arcadores cardíacos es el m ejo r indicad or de la dim ensión del infarto en IMA? a) Fibrinógeno. b ) Péptido B -natriurético. c) Pro teína cardíaca de enlace a ácidos grasos. d) Troponina I. 10. ¿Q ué de lo siguiente NO es una característica de un m arcador cardíaco ideal? fl) Especificidad absoluta. b) Alta sensibilidad. c) E stim ación aproxim ada de la m agnitud de daño cardíaco. d) H abilidad para predecir la ocu rrencia futura de la cardiopatía.

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PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

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Función renal Carol J. Skarzynski y Alan H. B. Wu

C O N T E N I D O

D E L

ANATOMÍA RENAL FISIOLOGÍA RENAL

C A P I T U L O Microalbúmina Cistatina C Urianálisis

Filtración glomerular Función tubular Eliminación de los compuestos nitrogenados no proteicos Flomeostasis del agua, electrolítica y acidobásica Función endocrina 1,25-Dihidroxivitamina D3

FISIOPATOLOGÍA Enfermedades glomerulares Enfermedades tubulares Infección/obstrucción del tracto urinario Cálculos renales Insuficiencia renal

PROCEDIMIENTOS ANALITICOS

RESUMEN PREGUNTAS DE REPASO REFERENCIAS

Mediciones de eliminación Electroforesis de la orina p2-Microglobulina Mioglobina

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Esquem atizar la anatom ía de la nefrona. • Describir el papel fisiológico de cada una de las partes de la nefrona: glomérulo, túbulo proximal, asa de Henle, túbulo distal y conducto recolector. • Describir el mecanismo por el que el riñón m antie­ ne el equilibrio de líquidos y electrólitos en con­ junto con las hormonas. • Establecer la importancia y el cálculo del índice de filtración glom erular y el índice de filtración glo­ m erular estimado. • Indicar la importancia clínica de las proteínas uri­ narias totales, la microalbuminuria de la albúmina

urinaria, la eliminación de la mioglobina, la p2microglobulina sérica y la cistatina C. • Enum erar las pruebas de un perfil de urinálisis y microscopía, y comprender la importancia clínica de cada una de ellas. • Describir las enferm edades de los glom érulos y de los túbulos, y la manera en que se utilizan las pruebas de laboratorio en estos trastornos. • Distinguir entre la insuficiencia renal aguda y eró nica. • Describir la terapia de insuficiencia renal crónica con respecto a la diálisis y el trasplante renales.

T É R M I N O S Aldosterona A sa de Henle Cistatina C Diabetes mellitus Eliminación de creatinina Enfermedad renal crónica Eritropoyetina Glom erulonefritis Glomérulos

Hemodiálisis Hemofiltración Hormona antidiurética (ADH) índice de filtración glom erular (IFG) índice de filtración glom erular estimado (IFGE)

C L A V E

Insuficiencia renal aguda Microalbúmina P2-Microglobulina (P2-M) Mioglobina Prostaglandina Rabdomiólisis Reabsorción tubular Renina Secreción tubular

Síndrome nefrótico Sistema multiplicador en contracorriente Túbulo Umbral renal Vitam ina D

517

518

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

CUADRO 24-1. FUNCIONES DEL RIÑÓN Formación de orina Equilibrio de líquidos y electrólitos Regulación del equilibrio acidobásico Excreción de los productos de desecho del metabolismo de las proteínas Excreción de fármacos y toxinas Secreción de hormonas Renina Eritropoyetina 1,25-dihidroxivitamina D3 Prostaglandinas

Los riñones son órganos vitales que realizan varias fu ncio­ nes im portantes (cuadro 2 4 -1 ). Las m ás relevantes son eli­ m inación de sustancias indeseables del plasma (de desecho y exced entes), hom eostasis (m antenim iento del equilibrio) del agua corporal, estado electrolítico y acidobásico, y par­ ticip ación en la regulación horm onal. E n el laboratorio clín ico , se utilizan pruebas de la fu nción renal en la valora­ ció n de enferm edad renal, equilibrio del agua y trastornos acidobásicos y en situaciones de traum atism o, lesión en la cabeza, cirugía y enfermedades infecciosas. Este capítulo se centra en la anatom ía y fisiología renal, así com o en los procedim ientos analíticos disponibles para el diagnóstico, m onitoreo y tratam iento de la d isfunción del riñón.

AN ATOM ÍA RENAL Los riñones son órganos pareados en form a de frijol que se localizan en p o sició n retroperitoneal en am bos lados de la m édula espinal. Desde una perspectiva m acroscópica, se evidencia que una cápsula fibrosa de tejid o conectivo

cubre cada riñón. Al diseccionar de m anera longitudinal, es posible distinguir con claridad dos regiones: una exte­ rior denom inada corteza y una interna conocid a com o m édula (fig. 2 4 - 1A). Tam bién se observa la pelvis. Ésta es una cavidad sem ejante a una cu enca que se encuentra en el extrem o superior del uréter, por la que pasa la orina recién formada. Los uréteres bilaterales son canales de paredes gruesas, que conectan los riñones con la vejiga urinaria. La orina se alm acena tem poralm ente en la vejiga hasta que se evacúa del cuerpo a través de la uretra. E n la figura 2 4 - IB se muestra la disposición de las nefronas en el riñón, que son unidades funcionales del riñón que sólo es posible obser­ var en el m icroscopio. Cada riñ ón contiene alrededor de 1 m illón de nefronas. Cada nefrona es un aparato com plejo com puesto de cinco partes básicas, que se ilustran en la figura 2 4 -2 . • Los glom érulos son un m ech ón capilar rodeado por el extrem o extendido de un túbulo renal conocid o com o cápsula de Bowman. Cada uno de los glom érulos es abastecido por un a arteriola aferente que transporta la sangre hacia adentro y una arteriola eferente que la lle­ va hacia afuera. La arteriola eferente se ram ifica dentro de los capilares peritubulares que abastecen el túbulo. • E l túbulo contorneado proxim al se localiza en la corteza. • La extensa asa de Henle se com pone de la extremidad descendente delgada, que abarca la m édula, y la extre­ m idad ascendente, que se localiza tanto en la m édula com o en la corteza y abarca una región que es delgada y después gruesa. • E l túbulo contorneado distal se localiza en la corteza. • E l conducto recolector se form a por dos o m ás túbulos contornead os dístales que atraviesan por detrás de la corteza y de la m édula para recolectar la orina que dre­ na de cada nefrona. Al final los cond u ctos recolectores se ju n ta n y vacían sus contenidos en la pelvis renal. E n la siguiente secció n se describe la m anera en que cada parte de la nefrona funciona de m odo norm al.

Cáliz

Uréter 1 cm

FIGURA 24-1.

Anatomía del riñón.

CAPÍTULO 24 ■ FUNCIÓN RENAL

S19

y la sustancia C se filtra y se reabsorbe p or com pleto.1 A co n tin u ació n se m uestra una d escripción de la m anera en que sustancias específicas se regulan de esta m anera para m antener la hom eostasis.

Filtración glom erular

FISIOLOGÍA RENAL

E l glom érulo es la prim era parte de la nefrona y su fu nción es filtrar la sangre que entra. Varios factores facilitan la fil­ tración. U no de ellos es la presión inusualm ente elevada en los capilares glom erulares, que se origina por su posición entre dos arteriolas. Esto causa una marcada diferencia de presión a través de las paredes. O tro factor es la m em brana basal glom erular sem iperm eable, que tiene un valor lím i­ te de tam año m olecular de alrededor de 6 6 0 0 0 daltons, casi el tamaño m olecular de la albúm ina. Esto significa que el agua, los electró litos y los pequeños solutos disueltos, com o la glucosa, los am inoácidos, las proteínas de bajo peso m olecular, la urea y la creatinina, atraviesan en form a libre la m em brana basal y entran al túbulo contornead o proxim al. O tros constitu yentes sanguíneos, com o la albú­ m ina; m uchas proteínas plasm áticas; elem entos celulares; y sustancias unidas con proteínas, com o lípidos y b ilirru ­ bina, son dem asiado grandes para ser filtrados. Además, debido a que la m em brana basal presenta carga negativa, las m oléculas co n carga negativa, com o la proteínas, son rechazadas. De los 1 2 0 0 a 1 5 0 0 m i de sangre que los riñ o ­ nes reciben cada m inuto (casi una cuarta parte del gasto cardíaco to tal), los glom érulos filtran hacia fuera 125 a 1 3 0 m i de u n líquido esencialm ente libre de células y pro­ teínas, al que se le denom ina filtra d o glom erular. E l volu­ m en de sangre filtrada por m inuto es el índice de filtración glom erular (IFG ), y su determ inación es esencial en la eva­ luación de la fu nción renal, com o se analizó en la sección sobre procedim ientos analíticos.

E xisten tres procesos básicos renales:

Función tubular

1. Filtración glomerular. 2. R eabsorción tubular. 3. Secreción tubular.

T úbulo contorneado proxim al

E n la figura 2 4 -3 se ilustra la m anera en que tres sus­ tancias diferentes se procesan en form a variable por la nefrona. La sustancia A se filtr a y secreta, pero no se reab­ sorbe; la sustancia B se filtra y una porción se reabsorbe ;

Sustancia A

Sustancia B

Orina FIGURA 24-3.

E l túbulo proxim al es la siguiente parte de la nefrona que recibe la sangre ahora libre de células y, en esencia, de pro­ teínas. Este filtrado contiene productos de d esecho, que son tó xicos para el cuerpo cuando sobrepasan cierta con ­ cen tración, y sustancias que son valiosas para el organis­ m o. U na de las funciones del túbulo proxim al es devolver

Sustancia C

Orina

Proceso renal de filtración, reabsorción y secreción.

Orina

520

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

el volu m en de cada sustancia valiosa a la circu lación de la sangre. Así, 75% del agua, sodio y cloro; 100% de la glucosa (hasta el um bral ren al); casi todos los am inoáci­ dos, las vitam inas y las proteínas; y cantidades variables de urea, ácido ú rico y iones, com o el m agnesio, calcio, pota­ sio y b icarb onato, son reabsorbidos. Casi todo (9 8 a 100% ) el ácido ú rico, u n producto de desecho, se reabsorbe de m anera activa, sólo para ser secretado en el extrem o distal del túbulo proxim al. Al proceso en que las sustancias pasan del lum en tubular al plasm a capilar peritubular se le con o ce com o reabsorción tubular. C on excep ción del agua y los iones de cloru ro, el proceso es activo; es decir, las células epite­ liales tubulares utilizan energía para un irse y transportar las sustancias a través de la m em brana plasm ática a la san­ gre. Los procesos de transporte im plicados en cond iciones norm ales tien en reserva suficiente para la reabsorción efi­ cien te, pero son saturables. Cuando la con cen tració n de las sustancias filtradas supera la capacidad del sistem a de transporte, la sustancia es entonces excretada por la orina. A la con cen tració n plasm ática por arriba de aquella en que la sustancia aparece en la orina se le co n o ce com o um bral renal, y su d eterm inación es ú til en la evaluación de la fu n ció n tubular y en los estados de patología n o renal. No existe un um bral renal para el agua porque ésta siem pre se transporta de m anera pasiva por difusión b a jo u n gradien­ te de con cen tració n . E n este caso, los iones de cloruro se difunden detrás del sodio. U na segunda fu nción del túbulo proxim al es secretar productos del m etabolism o celu lar tubular del riñ ón , com o los iones de hidrógeno, y fárm acos, com o la penicilina. E l térm ino secreción tubular se utiliza de dos m aneras: a) des­ cribe el m ovim iento de las sustancias del plasm a capilar peritubular hacia el lum en tubular y b) indica, tam bién, el m om ento en que las células tubulares secretan productos de su propio m etabolism o celu lar dentro del filtrado en el lum en tubular. Una vez m ás, el transporte a través de la m em brana de la célula es activo o pasivo.

A sa d e H en le Sistem a m ultiplicador en contracorriente. La osm olalidad de la m édula de esta p orción de la nefrona aum enta de m anera constan te a partir de la u n ió n corticom edu lar interna y facilita la reabsorción de agua, sodio y cloru ­ ro. La hiperosm olalidad que se desarrolla en la m édula se m antiene en form a continu a a través del asa de H enle, un dispositivo sem ejante a un gancho que se encuentra entre el túbulo proxim al y el túbulo contornead o distal. A los flu jos opuestos del asa, el flujo hacia abajo de la extre­ m idad descendente y el flujo hacia arriba de la extrem i­ dad ascendente, se les denom ina flu jo de contracorriente. Para com prender la m anera en que la hiperosm olalidad se m antiene en la m édula, es m ejo r ver prim ero lo que sucede en la extrem idad ascendente. E l sodio y el cloru ­ ro se reabsorben de m anera activa y pasiva en el líquido intersticial de la m édula a lo largo de toda la extrem idad ascendente. D ebido a que esta últim a es relativam ente im perm eable al agua, poca agua fluye y el líquido in tersti­

cial de la m édula se vuelve hiperosm ótico en com paración co n el líquido de la extrem idad ascendente. E ste líquido se vuelve h ip otó n ico o se diluye a m edida que los iones de sodio y cloruro se reabsorben sin pérdida de agua, por lo que a la extrem idad ascen dente a m enudo se le con o ce com o segm ento diluyente. La extrem idad descendente, a diferencia de la ascendente, es bastante perm eable al agua y no reabsorbe sodio n i cloruro. La elevada osm olalidad del líquido m edular in tersticial circundante constitu ye la fuerza física que acelera la reabsorción de agua a partir del filtrado de la extrem idad ascendente. La hiperosm ola­ lidad in tersticial se m antiene debido a que la extrem idad ascendente continú a el bom beo de iones sodio y cloruro hacia ella. Esta in teracció n de agua que deja el asa d escen­ dente, y sodio y cloruro que dejan el asa ascendente para conservar una osm olalidad elevada dentro de la médula del riñ ón produce orina hipoosm olal a medida que sale del asa. A este proceso se le denom ina sistem a m ultiplicador en

contracorriente.2

T úbulo contorneado distal E l tú bu lo con torn ead o distal es m u ch o m ás corto que el tú bu lo p ro xim al, co n dos o tres espirales que se c o n e c­ tan a un co n d u cto recolector. E l filtrado que entra a esta s ecció n de la n efrona está cerca de su co m p o sició n final. A lrededor de 95 % de los iones de sodio y cloru ro, y de 90 % de agua ya se reabso rbieron del filtrado glom erular original. La fu n ció n del túbulo d istal es efectu ar p equ e­ ñ os aju stes para log rar la h om eo stasis e le ctro lítica y acid obásica. E sto s aju stes ocu rren b a jo co n tro l h o rm o ­ n al tanto de la horm on a antidiurética (ADH) com o de la aldosterona. E n la figura 2 4 -4 se d escribe la a cció n de estas horm onas. ADH. La ADH es una horm ona peptldica secretada por la hipófisis posterior, sobre todo en respuesta a un aum en­ to de la osm olalidad sanguínea. Adem ás, la ADH se libera cuando el volum en sanguíneo dism inuye m ás de 5 a 10%. L os descensos im portantes del volum en sanguíneo esti­ m ularán la secreción de ADH, aun cuando dism inuya la osm olalidad del plasm a .3 La ADH estim ula la reabsorción de agua. E n cond iciones norm ales, las paredes de los túbu­ los recolectores distales son im perm eables al agua (al igual que el asa ascen dente de H enle), pero se vuelven perm ea­ bles con la ADH. E l agua se difunde de m anera pasiva a partir del lu m en de los túbulos, lo que da com o resultado orina más concentrada y d ism inución de la osm olalidad del plasma. A ld osterona. Esta horm ona se produce por la corteza suprarrenal b a jo la influencia del m ecanism o renina-angiotensina. Su secreción se desencadena por la d ism inución del flujo o la presión sanguíneos en la arteriola renal afe­ rente y por dism in u ción del sodio en plasm a. La aldostero­ na estim ula la reabsorción de sodio en los túbulos distales, y la secreción de potasio y del ion de hidrógeno. La secre­ ció n del io n de hidrógeno se vincu la co n la regeneración del bicarbonato y la secreción de am oniaco, que tam bién ocu rre aquí. Además de estos iones, se reabsorben cantid a­ des pequeñas de iones de cloruro.

CAPÍTULO 24 ■ FUNCIÓN RENAL

Respuesta (A)

FIGURA 24-4. K a p la n A ,

etal.,

Estímulo (A)

521

Respuesta (A)

C o n tro l d e A D H y a ld o s te ro n a d e la re a b s o rc ió n re n a l d e a g u a y N a+. (R e im p re s o co n a u to riz a c ió n d e T h e k id n e y a n d te s ts o f ren al f u n c tio n , en K a p la n A , J a c k R, O p h e im K E , T o ivo la B , Lyon A W , e d s . C lin i­

cal C h e m is try : In te rp re ta tio n a n d T e c h n iq u e s , 4 th e d . B a ltim o re : W illia m s & W ilk in s , 1 9 9 5 :1 5 8 , fig . 6 - 2 .)

C onducto colector Los conductos colectores constituyen el sitio final de la orina co n cen tra d a o d iluida. Las h o rm o n a s ADH y ald o stero ­ na actúan sobre este segm ento de la nefrona para controlar la reabsorción de agua y sodio. E l cloruro y la urea tam bién se reabsorben aquí. La urea desem peña u n papel im portan­ te en el m antenim iento de la hiperosm olalidad de la m édu­ la renal. Debido a que los conductos recolectores de la m édula son bastante perm eables a la urea, ésta se difunde b ajo su gradiente de concentración hacia fuera del túbulo y en el intersticio medular, lo que aum enta su osm olalidad .4

Elim inación de los com puestos nitrogenados no proteicos Los com puestos nitrogenados no proteicos (N N P) son productos de desecho form ados en el cuerpo com o resul­ tado del m etabolism o degradante de ácidos nu cleicos, am inoácidos y proteínas. La excreción de estos com pues­ tos representa una fu nción im portante de los riñones. Los tres principales com puestos son urea, creatinina y ácido ú rico .5-6 Para con o cer una d escripción m ás detallada de su bioq u ím ica y correlaciones patológicas, véase el capítulo 9, Compuestos de nitrógeno no proteínico.

U rea La urea constituye la m ayor parte ( > 7 5 % ) de los NNP de d esecho excretados a diario com o resultado del catabolis­ m o oxid ante de las proteínas. La síntesis de la urea ocurre en el hígado. Las proteínas se degradan a am inoácidos, que luego se desam inan para form ar am oniaco. Éste se

convierte con rapidez en urea, con lo que se evita to x ici­ dad. E l riñ ón es la única ruta im portante de excreción de la urea. Esta últim a tiene un peso m olecular de 6 0 y, por tanto, se filtra co n rapidez por los glom érulos. E n los co n ­ ductos recolectores, se reabsorbe 4 0 a 60 % de la urea. La urea reabsorbida contribuye a la elevada osm olalidad de la m édula, lo que representa uno de los procesos de co n cen ­ tración urinaria ya m encionados (véase A sa de Henle).

C reatinina El m úsculo contiene fosfato de creatina, un com puesto alto en energía para la form ación rápida de trifosfato de adenosina (ATP). Esta reacción se cataliza por la creatina cinasa (C K ) y constituye la primera fuente de com bustible m etabó­ lico usado en la contracción muscular. La creatinina se for­ m a a partir de creatina, com o se m uestra a continuación. Fosfato de creatina + ADP + H + no enzimático

creatina + ATP

•creatinina (Ec. 24-1)

Cada día, hasta 20% de la creatina m uscular total (y su fosfato) se deshidrata de manera espontánea y se cicla para form ar creatinina de producto de desecho. Por tanto, las concentraciones de creatinina están en función de la masa m uscular y perm anecen casi iguales en u n individuo sobre una base diaria, a m enos que cam bie la m asa m uscular o la fu nción renal. La creatinina tiene un peso m olecular de 113 y, por tanto, se filtra con facilidad por los glom érulos. Sin embargo, una pequeña cantidad de creatinina se secreta por los túbulos del riñón a elevadas concentraciones en suero.

522

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

Á cido úrico

Osmolalidad plasmática Equilibrio de H20 negativo

El ácido úrico es el principal producto de desecho del m eta­ bolism o de la purina. Las purinas, adenina y guanina, son precursores del ATP de ácidos nucleicos y del trifosfato de guanosina (G T P ), respectivamente. E l ácido úrico tiene un peso m olecular de 168. Al igual que la creatinina, se filtra con facilidad por los glom érulos, pero luego se som ete a un ciclo com plejo de reabsorción y secreción a medida que atraviesa la nefrona. Al final, sólo se excreta 6 a 12% del ácido úrico filtrado original. E l ácido úrico existe en su forma ionizada y más soluble, por lo general urato de sodio, a un pH urinario > 5 .7 5 (el prim er pKa de ácido úrico). A un pH < 5 .7 5 , está disociado. Este hecho tiene importancia clínica en el desa­ rrollo de urolitiasis (form ación de cálculos) y gota.

Hipotálamo (reducción neural)

H om eostasis del agua, electrolítica y acidobásica E quilibrio del agua La con trib u ción de los riñones al equilibrio del agua en el cuerpo se realiza a través de la pérdida o conservación de agua, lo que está regulado p or la horm ona ADH. Ésta responde en esencia a los cam bios en la osm olalidad y el volu m en intravascular. E l aum ento de la osm olalidad del plasm a o la dism inu ción del volu m en intravascular esti­ m ula la secreción de ADH a partir de la hipófisis posterior. Luego la ADH increm enta la perm eabilidad de los túbulos contornead os distales y de los con d u ctos recolectores de agua, lo que ocasiona un increm en to en la reabsorción del agua y excreción de orina más concentrada. E n contraste, el sistem a principal que regula la ingestión de agua es la sed, que al parecer se activa p or los m ism os estím ulos que originan la secreción de ADH. E n estados de deshidratación, los túbulos renales reab­ sorben agua a su m áxim o índice, lo que causa la producción de una cantidad pequeña de orina concentrada al m áxim o (osm olalidad urinaria elevada, 1 2 0 0 mosmol/L ).7 E n esta­ dos de exceso de agua, los túbulos reabsorben agua a sólo un índice m ínim o, lo que da com o resultado la excreción de un volum en grande de orina diluida en extrem o (osm o­ lalidad urinaria baja, inferior a 5 0 mosmol/L ).810 La posible afinación continua entre estos dos estados extrem os ocasio­ na el control preciso del equilibrio de líquidos en el cuerpo (fig. 2 4 -5 ).

E quilibrio electrolítico A co n tin u ació n se m uestra un breve panoram a de los iones

notables im plicados en el m antenim iento del equilibrio electro lítico dentro del cuerpo. Para con o cer una exp li­ cación más com pleta de este tem a, consú ltese el capítulo 13, Electrólitos. Sod io. E l sodio es el principal catión extracelular del cuerpo hum ano y se excreta sobre todo por los riñones. El equilibrio de sodio en el cuerpo sólo se controla a través de la excreción. E l sistem a h orm onal renina-angiotensinaaldosterona es el principal m ecanism o para con trolar el equilibrio de sodio. P otasio. E l potasio es el principal catión intracelular del cuerpo. La regulación precisa de su concentración es de

t Ingestión de H20

t ADH

Conductos recolectores renales

t Reabsorción de H20

t Excreción de H2C FIGURA 24-5.

Control de ADH del mecanismo de la sed.

extrem a im portancia para el m etabolism o celular, y se con­ trola sobre todo por m edios renales. Al igual que el sodio, se filtra en forma libre por los glomérulos y luego se reabsorbe de manera activa a lo largo de toda la nefrona (excepto en la extrem idad descendente del asa de H enle). Tanto el túbulo contorneado distal com o los conductos recolectores reab­ sorben y excretan potasio, que es una excreción controlada por la aldosterona. Los iones de potasio llegan a com petir con los iones de hidrógeno en su intercam bio con el sodio (en el túbulo contorneado proxim al). Este proceso se utiliza por el cuerpo para conservar los iones de hidrógeno y, de este modo, se com pensa en estados de alcalosis metabólica. C loru ro. E l cloruro es el principal anión extracelular y participa en el m antenim iento del equilibrio de líquido extracelular. Se filtra co n facilidad por los glom érulos y se reabsorbe de m anera pasiva com o un io n de respues­ ta cuando el sodio se reabsorbe en el túbulo contorneado proxim al. E n la extrem idad ascendente del asa de H enle, el potasio se reabsorbe de m anera activa por u n “b om ­ b e o ” de cloruro d istinto, que tam bién reabsorbe sodio. Es posible que este b om beo se inhiba por diuréticos del asa, com o la furosem ida. Com o se espera, la regulación del cloruro es controlada por las m ism as fuerzas que regulan el so d io .7’10

523

CAPÍTULO 24 ■ FUNCIÓN RENAL

F o sfa to , calcio y m agnesio. E l ion fosfato se encuentra en con cen tracio n es más elevadas en entorn os de líquido intracelu lar que en los de líquido extracelular. E xiste tanto en su form a unida con proteínas com o en la no unida. El equilibrio hom eostático se determ ina de m anera prim or­ dial por la reabsorción tubular proxim al b ajo el control de la horm ona paratiroides (P T H ). E l calcio, el segundo catión intracelu lar más predom inante, es el m ensajero inorgánico más im portante en la célula. E xiste, tam bién, en estados de u n ió n con proteínas y no unido con proteí­ nas. E l calcio en la form a no unida con proteínas está io n i­ zado y tiene actividad fisiológica o no ionizado, y forma com p lejo con iones difundibles pequeños, com o fosfato y carbonato. La form a ionizada se filtra de m anera libre por los glom érulos y se reabsorbe en los túbulos b a jo control de la PTH. Sin em bargo, el con trol renal de las co n cen ­ traciones de calcio no representa el principal m edio de regulación. La regulación controlada por la PTH y la cal­ citonina de la absorción de calcio a partir del in testin o y de las reservas óseas es m ás im portante que la secreción o reabsorción renal. E l m agnesio, un catión intracelu lar principal, es im portante com o cofactor enzim ático. Al igual que el fosfato y el calcio, existe en estados de unión co n proteínas y tam bién ionizado. La fracción ionizada se filtra con facilidad por los glom érulos y se reabsorbe en los túbulos b ajo la influencia de la PTH. V éase el capítulo 2 1 ,

Función paratiroidea y control de la hom eostasis del calcio, para con o cer inform ación más detallada.

E quilibrio acidobásico M u chos productos de desecho acidificados no volátiles se form an cada día por el m etabolism o corporal norm al. El ácido carb ón ico, el ácido láctico , los cetoácid os y otros deben transportarse de m anera continu a en el plasma y excretarse del cuerpo, lo que produce sólo alteraciones m enores a un pH fisiológico. E l sistem a renal con stitu ­ ye uno de los tres m edios por los que se logra el control constan te del pH corporal global. Las otras dos estrategias im plicadas en esta regulación son el sistem a respiratorio y el sistem a am ortiguador acid obásico .11 Los riñones llevan a cabo su parte de responsabilidad en el control del pH corporal por m edios duales: al conservar los iones de bicarbonato y elim inar los ácidos m etabólicos. Para con o cer un estudio más a fondo de estos procesos, consú ltese el capítulo 14, G ases en la sangre, pH y sistem as

am ortiguadores. R eg en eración de los ion es de b icarb o n ato . E n un pro­ ceso com plicad o, los iones de bicarbon ato son los prim e­ ros que se filtran fuera del plasm a por los glom érulos. E n el lum en de los túbulos renales, este bicarbonato se com bina con iones de hidrógeno para form ar ácido carb ón ico, que luego se degrada a dióxido de carbono ( C 0 2) y agua. P os­ teriorm ente este C 0 2se difunde en el borde escobillado de las células tubulares proxim ales, donde se reconvierte por la anhidrasa carbónica a ácido carbónico y luego se vuelve a degradar a iones de hidrógeno y iones de bicarbonato regenerados. Esta reacción se detalla a continu ación:

H20 + C 0 2

H2C 0 3

H+ + H C03-

(Ec. 24-2)

Este bicarbonato regenerado se transporta en la sangre para reem plazar lo que se elim ina por el m etabolism o. Los iones de hidrógeno acom pañantes se secretan una vez más en el lum en tubular y de allí entran en la orina. E l bicarbon ato filtrado es “reabsorbid o” en la circu lación, lo que ayuda a regresar el pH sanguíneo a su con cen tració n óptim a y funciona de m anera efectiva com o otro sistem a am ortiguador. E x cre c ió n de lo s ácid os m etab olizad os. Los iones hidrógeno son producidos en los túbulos renales com o parte del m ecanism o de regeneración del bicarbonato. Estos iones de hidrógeno, así com o otros que se d isocian de ácidos orgánicos no volátiles, se elim inan a través de varias reacciones diferentes con bases am ortiguadoras. R eacció n con am oniaco (N H 3). Los glom érulos no fil­ tran el NH 3 Sin em bargo, esta sustancia se form a en los túbulos renales cuando el am inoácido glutam ina se des­ am ina por la glutam inasa. Luego este NH 3reacciona con iones de hidrógeno secretados para form ar iones de am o­ nio (NH4+), que n o se difunden co n facilidad fuera del lum en tubular y, por tanto, se excretan por la orina. G lu t a m in a s a

G lutam ina

> ácido glutám ico + NH 3

NH 3 + H + 4 N aCl - * NH 4C1 + N a+

(Ec. 24-3)

Este m odo de excreción ácida constituye el principal m edio por el que los riñones com pen san los estados de acidosis m etabólica. R eacción con fosfato de m onohidrógeno (H P 0 42~). Los iones de fosfato filtrados por los glom érulos llegan a pre­ sentarse en el líquido tubular com o fosfato de hidrógeno de disodio (N a ,H P 0 4) (dibásico). Es posible que este com ­ puesto reaccione con iones de hidrógeno para producir fosfato de dihidrógeno (m on obásico), que luego se excreta. Más adelante, el sodio liberado se com bina con bicarbona­ to para producir bicarbonato de sodio y ser reabsorbido. Na 2H P 0 4+ H+ •«-*- NaH 2P 0 4 + N a+ (Ec. 24-4) E stos m ecanism os llegan a excretar cantidades cre­ cientes de ácido m etabólico hasta que se alcanza un pH urinario m áxim o de alrededor de 4 .4 . D espués de esto, la com pen sación renal es incapaz de ajustarse a cu al­ quier dism inu ción adicional en el pH sanguíneo y surge la acidosis m etabólica. Pocos iones de hidrógeno libres se excretan directo por la orina.

Función endocrina Además de las num erosas fu nciones excretoras y regu­ ladoras, el riñ ó n tam bién posee fu nciones endocrinas. Representa un sitio endocrino prim ario, com o productor de sus propias horm onas, y un sitio secund ario, com o lugar designado para las horm onas producidas por otros órganos end ocrinos. Los riñ ones sin tetizan renina, eritropoyetina, 1,25-d ihid roxivitam ina D 3 y prostaglandinas. R enina. La renina es el com p onente inicial del sistem a renina-angiotensina-aldosterona. La renina se produce por las células yuxtaglom erulares de la m édula renal cuando dism inuye el volu m en de líquido extracelular o la presión

524

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

sanguínea. Cataliza la síntesis de la angiotensina por des­ doblam iento del angiotensinógeno precursor plasm ático circulante. La angiotensina se convierte a angiotensina II por la enzim a convertidora de angiotensina (A C E ). La angiotensina II es un potente vaso con strictor que aum enta la presión sanguínea y estim ula la lib eración de aldostero­ na a partir de la corteza suprarrenal. La aldosterona, a su vez, prom ueve la reabsorción de sodio y la conservación de agua .810 Para con o cer un panoram a m ás detallado de las com plejidades de este circuito de retroalim entación, consú ltese el capítulo 18, Función suprarrenal. Eritropoyetina. La eritropoyetina es un polipéptido de cadena sim ple producido por células cercanas a los túbulos proximales. Su producción está regulada por los valores de oxígeno sanguíneo. La hipoxia produce aum ento de las con­ centraciones séricas a las dos horas. La eritropoyetina actúa sobre las células progenitoras eritroides en la médula ósea, lo que increm enta la cantidad de glóbulos rojos. E n la insufi­ ciencia renal crónica, la producción de eritropoyetina se reduce en gran medida. En fecha reciente, se desarrolló la eritropoyetina humana recombinante y en la actualidad es de uso rutinario en pacientes con insuficiencia renal. Antes de esta terapia, la anemia era una realidad clínica en estos p acien tes .5,8 Es posible m edir las con cen tracio n es de eri­ tropoyetina en la sangre a través de inmunoensayos.

1,25-Dihidroxivitam ina D Los riñones son los sitios de form ación de la form a activa de la vitam ina D; l,2 5 (O H )2vitam ina D r 3-5 Esta form a de vitam ina D es una de las tres principales horm onas que determ inan el equilibrio de fosfato y calcio y la calcifica­ ció n ósea en el cuerpo hum ano. P or tanto, a m enudo la insu ficiencia renal crónica está relacionada con osteom ala­ cia (calcificació n ósea inadecuada, la form a de raquitism o en a d u lto s), debido a la distorsión contin u a del m etabolis­ m o norm al de la vitam ina D. Prostaglandinas. Las prostaglandinas conform an un gru­ po de ácidos grasos cíclicos potentes constituidos a partir de ácidos grasos esenciales (dietéticos), sobre todo ácido araquidónico. Se form an en casi todos los tejidos, y sus acciones son diversas. Las prostaglandinas producidas por los riñones aum entan el flujo sanguíneo renal, la excreción de sodio y agua, y la liberación de renina. Actúan en oposición a la vaso­ constricción debida a la angiotensina y la noradrenalina.

PROCEDIM IENTOS ANALÍTICOS E x isten varias pruebas disponibles para evaluar varios aspectos de la fu n ció n de la nefrona, incluyen do filtración glom erular, y secreción y reabsorción de los túbulos p roxi­ m ales y distales.

M ediciones de elim inación Todos los m étodos de laboratorio empleados para la valo­ ración de la función renal dependen de la m edición de los productos de desecho en la sangre, por lo general urea y creatinina, que aum entan cuando los riñones com ienzan a fallar. Es necesario anticipar la insuficiencia renal, con sólo alrededor de 2 0 a 30% de las nefronas aún en funcionam ien­

to, antes de que la concentración de cualquier sustancia com ience a aum entar en la sangre. A la tasa en que la creati­ nina y la urea se elim inan o depuran de la sangre en la orina se le denomina eliminación. Ésta se define com o el volumen de plasma a partir del cual una cantidad medida de sustan­ cia debe eliminarse por com pleto en la orina por unidad de tiem po expresada en ml/min .5La m edición de la elim inación se usa para calcular el índice de filtración glomerular.

C reatinina La creatinina es una sustancia casi ideal para las m ed icio­ nes de elim inación. Se trata de un producto m etabólico endógeno sintetizado a una tasa constan te para un indivi­ duo dado y, en esencia, sólo se elim ina por filtración glo­ m erular (no se reabsorbe y sólo se secreta ligeram ente por el túbulo p roxim al). E l análisis de la creatinina es sen cillo y econ óm ico a través de análisis colorim étricos.

Elim inación d e la creatinina e índice d e filtra ció n g lo m eru la r El cálculo de la eliminación de la creatinina se ha vuelto el m étodo estándar de laboratorio para determ inar el índice de filtración glom erular (IFG). Este valor se deriva por la relación m atem ática de la concentración de creatinina séri­ ca con la concentración de creatinina urinaria excretada durante un período, por lo general de 2 4 h. Por tanto, la recolección de la m uestra debe inclu ir una m uestra de orina en 2 4 h y u n valor de creatinina sérica, en condiciones idea­ les obtenido a la m itad de la recolección de orina de 2 4 h. Se debe m antener refrigerado el recipiente de la orina (lim pio, seco y libre de contam inantes o conservadores) a lo largo del procedim iento de recolección y del subsiguiente perío­ do de alm acenaje hasta que se realice el análisis de laborato­ rio. La concentración de creatinina en suero y orina se mide por los m étodos aplicables que se analizan en el capítulo 9, Compuestos de nitrógeno no proteínico. E l volum en total de orina se mide de m anera cuidadosa, y la eliminación de creatinina se calcula a través de la siguiente fórmula: C Cr (ml/min) = U Cr (mg/dl) x VUr(ml/24 h)

1.73

PCr (mg/dl) x 1440 min/24 h

A (Ec. 24-5)

donde

CrCr = elim inación de creatinina UrCr = con cen tració n de creatinina urinaria VUr = volum en de orina excretada en 2 4 h

P,Cr = con cen tració n de creatinina sérica 1.73/A = factor de norm alización para el área superfi­ cial corporal 1.7 3 es el prom edio aceptado en form a general de superfi­ cie corporal en m etros cuadrados. A es el área de superficie corporal real del individuo determ inada por la altura y el peso. Si el área de superficie corporal del paciente varía en gran medida del prom edio (p. ej., pacientes obesos o pediá­ tricos), esta corrección de la masa corporal debe incluirse

CAPÍTULO 24 ■ FUNCIÓN RENAL

en la fórm ula. E n el apéndice G, N om ogram a p ara la deter­ minación del área de la superficie corporal, se m uestran nom ogram as para la determ inación más precisa del área de superficie corporal a partir de los valores de peso y altura. Los rangos de referencia para la elim inación de creati­ nina son: • H om bres: 9 7 ml/min por 1 .7 3 m 2 a 1 3 7 ml/min por 1.73 m 2. • M ujeres: 88 ml/min por 1 .7 3 m 2 a 1 2 8 ml/min por 1.73 m • E n condiciones norm ales, la elim inación de la creatinina disminuye con la edad, con una dism inución de alrede­ dor de 6.5 ml/min por 1.73 m 2 por cada década de vida.

ín d ice d e filtra ció n g lo m eru la r estim ado La National Kidney Foundation recom ienda que se calcule el índice de filtración glom eru lar estim ado (IFGE) cada vez que se inform e una creatinina sérica. (Hay inform ación adicional disponible en el sitio W eb de la N ational Kidney Fou n d atio n ). La ecu ación se usa para predecir el IF G y se basa en la creatinina sérica, la edad, el tam año corporal, el género y la raza, sin necesidad de un a creatinina en la orina. Puesto que el cálculo no requiere la reco lecció n de orina program ada, se utilizará más a m enudo que la elim i­ nación de cretinina tradicional y dará com o resultado la d etección m ás tem prana de la enferm edad renal crónica. Consultóse la sección Enferm edad renal crónica que apa­ rece más adelante para con o cer la interpretación del IFG (por lo general, por el IF G E ).12 IFG(ml/min) = U 4 0 - Edad) X Peso(kg) x 72 x S Cr (mg/dl) (0 .8 5 si es m u jer)* (Ec. 24-6)

U rea La elim inación de la urea fue una de las primeras pruebas de elim inación realizadas. La urea se filtra de manera libre en los glom érulos, y alrededor de 40% se reabsorbe por los túbu­ los. Por esta razón, no proporciona una valoración com pleta de la elim inación, y ya no se utiliza en forma amplia. E n las pruebas antiguas de elim inación se utilizaba inulina, yotalam ato de sodio [ 125I] o p-am inohipurato para evaluar la filtración glom erular o la secreción tubular. Estas pruebas son tardadas, costosas y d ifíciles de adm inistrar, por lo que en su m ayor parte están descontinuadas.

Electroforesis de la orina Debido a la eficacia de la filtración glom erular y la reab­ sorción tubular renales, la excreción de proteína urinaria norm al es de sólo 5 0 a 150 mg/24 h. Es posible que se desa­ rrolle proteinuria cuando hay defectos en la reabsorción renal o en la perm eabilidad capilar glomerular, o cuando hay un aum ento im portante en las inm unoglobulinas séri­ cas. Com o resultado, la electroforesis de la orina se utiliza sobre todo para distinguir entre neuropatía glom erular agu­ * De Cockcroft-Gault (Nephron 1976;16:31)

525

da y proteinuria tubular; tam bién, para valorar globulinas m onoclonales o policlonales anorm ales. Se realizará iden­ tificación positiva y determ inación del subtipo de las paraproteínas urinarias por electroforesis de inm unofijación.

|32-M icroglobulina La (32-m icroglobulina (|32-M ) es un pequeño polipéptido no glucosilado (peso m olecular de 1 1 8 0 0 d altons) que se encuentra en la superficie de la m ayor parte de las células nucleadas. La m em brana plasm ática pierde (3,-M com o una m olécula relativam ente intacta en el líquido extracelular circundante. D ebido a que este proceso es bastante con s­ tante en adultos, las concen tracion es de (32-M perm anecen estables en pacientes norm ales. Los valores elevados en suero in d ican increm ento en la renovación celular, com o se observa en trastornos m ieloproliferativos y linfoproliferativos, inflam ación e insuficiencia renal. Com o péptido pequeño endógeno, la |32-M se filtra con facilidad por los glom érulos. Luego se reabsorbe alrededor de 9 9 .9 % por los túbulos proxim ales y se cataboliza. La m ed ición de la |32-M sérica se utiliza en clín ica para evaluar la fu nción tubular renal en pacientes con trasplante renal, co n valo­ res elevados que indican rechazo al órgano. E n algunos estudios se ha encontrado que la p2-M es un m arcador más eficiente del rechazo del trasplante renal que los valores de creatinina sérica porque no depende de la masa m uscular magra ni de la variación diaria en la e x cre ció n .1314

M ioglobina La m ioglobina es una proteína de b a jo peso m olecular ( 1 6 9 0 0 d altons) relacionada con lesiones esquelética y muscular cardíaca agudas. La función de la mioglobina es enlazar y transportar oxigeno de la m em brana plasmática a la m itocondria en células musculares. En la rabdomiólisis, la m ioglobina que se libera del m úsculo esquelético es suficiente para sobrecargar los túbulos proxim ales y causar insuficiencia renal aguda. El diagnóstico temprano y tra­ tamiento agresivo de la elevación de la m ioglobina llega a prevenir o disminuir la gravedad de la insuficiencia renal. E n fecha reciente, se propuso la elim inación de la m ioglobi­ na com o indicador temprano efectivo de insuficiencia renal aguda inducida por mioglobina. Una elim inación elevada o una elim inación y concentración sérica bajas indican riesgo bajo, y una elim inación baja y concentración sérica elevada indican riesgo elevado .15 La mioglobina sérica y urinaria se mide con facilidad y rapidez a través de inmunoanálisis. La mioglobina urinaria se mide, tam bién, mediante m étodos de tira sumergible después de elim inar la hem oglobina, pero este m étodo no tiene sensibilidad n i especificidad.

M icroalbúm ina E l térm ino microalbum inuria describe cantidades peque­ ñas de albúm ina en orina. La m ed ición de la m icroalbúm i­ na urinaria es im portante en el cuidado de los pacientes con diabetes m ellitus, que se en cuentran en riesgo im por­ tante de desarrollar nefropatía a lo largo de su vida. E l tipo 1 tiene un riesgo de 3 0 a 45 % , en tanto que el tipo 2 tiene

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PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

un riesgo de 30% . E n las prim eras fases de nefropatía, hay hipertrofia renal, hiperfunción y aum ento del grosor de las m em branas glom erular y basal tubular. E n esta fase tem prana, no hay señales evidentes de disfu n ción renal. E n los siguientes 7 a 10 años, existe progresión hacia glom eru losclerosis, con increm en to en la perm eabilidad capi­ lar glom erular. Esta perm eabilidad perm ite que cantidades pequeñas (m icroscópicas) de albúm ina pasen a la orina. Si se detecta en esta fase tem prana, es posible establecer con trol rígido de la glucosa, ju n to con tratam iento para prevenir hipertensión, para im pedir la progresión hacia la enferm edad renal de estado term inal (E R E T ).16 E n los cri­ terios de la A m erican D iabetes Association para la frecu en­ cia de pruebas de albúm ina urinaria en todas las personas con diabetes, se recom ienda una com probación en la eva­ lu ación in icial del paciente, y cada año en lo sucesivo para todos los pacientes pospúberes que han tenido diabetes durante cuando m enos cinco añ os .17 Se utilizan de m anera extensa inm un oanálisis cu antita­ tivos esp ecíficos para albúm ina, por lo general con nefe­ lom etría o inm unoturbidim etría. Las con cen tracio n es de albúm ina urinaria de 5 0 a 2 0 0 mg/24 h predicen nefropa­ tía d iabética .18 Se prefiere una re co lecció n de orina de 2 4 h , pero tam bién es posible utilizar una m uestra aleatoria de orina en la que se utilice una proporción entre albúm i­ na y creatinina. Una proporción de albúm ina/creatinina de 2 0 a 3 0 mg/g indica m icroalbu m inuria .19 Aunque m u chos m étodos de tira reactiva de orina no son lo bastante sen si­ bles para d etectar estas concentracio nes b ajas de albú m i­ na, ahora están disponibles m étodos de tira reactiva más recientes para la d etección específica de albúm ina y la pro­ porción de albúmina/creatinina.

Cistatina C La cistatina C es una pro teína de b a jo peso m olecular pro­ ducida por células nucleadas. Se filtra de m anera libre por los glom érulos, y se reabsorbe y cataboliza por el túbulo proxim al. Se produce a una tasa constan te, por lo que los valores p erm anecen estables si la fu n ció n def riñ ó n es n or­ mal. E n estudios recientes se dem ostró que las m ediciones de cistatina C son cuando m enos tan útiles com o la crea­ tinina sérica y la elim inación de creatinina en la d etección de cam bios tem pranos en la fu n ció n renal. La cistatina C se m ide a través de m étodos de inm u n oanálisis .20

Urianálisis E l urianálisis (UA) perm ite una valoración detallada a fon­ do del estado renal con una m uestra obtenida co n facilidad. E l UA sirve, tam bién, com o indicad or rápido del estado de glucosa y de la fu n ció n hepática b iliar de un individuo. El UA ru tinario inclu ye la evaluación de las características físicas, análisis quím icos y u n exam en m icroscóp ico del sedim ento de una m uestra de orina (aleatoria).

C aracterísticas físicas R e co le cció n de ía m u estra. Es necesario enfatizar en la im portancia de una m uestra recolectada y alm acenada de m anera apropiada para el UA. Se prefieren las m uestras al in icio de la m añana porque están más concentradas por

la reten ción de toda la n och e en la vejiga. La m uestra se obtiene m ediante captura o cateterización m edia limpia. La orina se recolecta en un recip iente lim pio y seco con una tapa b ien cerrada. Se analiza en la prim era hora de la recolección si se m antuvo a tem peratura am biente, o refrigerada a 2 a 8°C durante no más de ocho horas antes del análisis. De no exam inarse en estos lím ites de tiem ­ po, ocurren varios cam bios. La m u ltiplicación de bacterias produce pruebas de nitritos falso positivas, en tanto los m icroorganism os productores de ureasa degradan la urea a am oniaco y alcalinizan el pH. La pérdida de C O , por difu­ sión en el aire contribuye a esta elevación del pH, que, a su vez, causa degeneración de m atiz y lisis de células rojas. Se requiere que el conten ed or de la orina sea estéril si la orina será cultivada. Por lo general, las m uestra para el UA ru tinario son recolecciones aleatorias o al azar. A p arien cia v isu al. La intensidad del color de la ori­ na se relaciona con la concentración: cu anto m ás oscu ­ ra, más concentrada es la m uestra. Los diversos colores observados en la orina se deben a los d istintos pigm entos excretados. E l am arillo y el ám bar suelen originarse por los urocrom os (derivados de la urobilina, el producto final de la degradación de la b ilirru b in a), m ientras que u n color castaño am arillento o verde es resultado de la oxid ación del pigm ento biliar. E l rojo y café después de una expo­ sición se deben a las porfirinas, en tanto el castaño rojizo en m uestras recientes proviene de la hem oglobina o las células rojas. E l negro castaño después de la exp o sición se observa en presencia de alcaptonuria (com o resultado del ácido hom ogentísico excretado) y m elanom a m aligno (e n el que el m elanógeno precursor se oxida en el aire a m elanina). Los fárm acos y algunos alim entos, com o las rem olachas, tam bién llegan a alterar el co lo r de la orina. O lor. Por lo general, el olor tiene poca im portancia en el diagnóstico. E l característico olor agrio de la orina reciente se debe a ácidos arom áticos volátiles, en contraste con el olor típico a am oniaco de la orina que perm anece expuesta. Las in feccio n es del tracto urinario confieren un olor nocivo fecal a la orina; m ientras tanto, la orina de dia­ b éticos a m enudo huele a afrutado debido a las cetonas. Tu rbid ez. La turbidez de una m uestra de orina depen­ de del pH y de la com posición de los sólidos disueltos. La turbidez a m enudo se debe a bacteriu ria evidente, en tanto que un aspecto ahum ado se observa en la hem aturia. Se detecta turbidez con aspecto de hilo cuando la m uestra está llena de m oco. E n la orina alcalina, los precipitados suspendidos de fosfatos y carbonatos am orfos tal vez sean responsables de la turbidez; en la orina ácida, los uratos am orfos constitu yen la posible causa .13 V olum en. E l volum en de la orina excretada indica el equilibrio entre la ingestión de líquidos y la pérdida de agua a partir de los pulm ones, el sudor y el in testino. La m ayoría de los adultos produce de 7 5 0 a 2 0 0 0 ml/24 h, con un prom edio de alrededor de 1.5 por persona. (Para un UA ru tinario, una alícuota de 10 a 12 m l tom ada de una m uestra b ien m ezclada es óptim a para el análisis pre­ ciso de los constitu yentes sed im entarios.) La poliuria se observa en la diabetes m ellitus e insípida (en ésta, com o resultado de la falta de ADH), así com o en enferm edad renal crónica, acrom egalia (sobreprodu cción de la som a-

CAPÍTULO 24 ■ FUNCIÓN RENAL

tostatina de la horm ona del crecim ien to ) y m ixedem a (ede­ m a hipotiroid eo). Se encuentra anuria u oliguria ( < 2 0 0 ml/día) en presencia de nefritis, ERET, o b stru cción del tracto urinario e insuficiencia renal aguda. G ravedad esp ecífica. La gravedad específica (G E ) de la orina es el peso de 1 m i de orina en gramos dividido entre el peso de 1 m i de agua. La G E indica la densidad de u n líquido que depende de la con centración de los sólidos totales disueltos. La GE varía con la carga de soluto que debe excretarse (consiste sobre todo en N aCl y urea), así com o con el volum en de orina. Se usa para evaluar el esta­ do de hidratación/deshidratación de un individuo o com o indicador de la capacidad de con centración de los riñones. M étodos d e la b oratorio. E l m étodo analítico encontrado m ás a m enudo consta de un refractóm etro, o m edidor de sólidos totales. Éste opera con base en el principio de que el índice de refracción de una m uestra de orina variará de m anera directa con la cantidad total de sólidos disueltos en la m uestra. Este instrum ento m ide el ín d ice de refracción de la orina en com paración con el agua en una escala que se calibra directam ente en el ocu lar y se observa a con tra­ luz. La calibración correcta es vital para la precisión. En fecha m ás reciente, se agregó un m étodo indirecto de tira con reactivo colorim étrico para analizar la G E a la mayor parte de las valoraciones con tiras reactivas. A diferencia del refractóm etro, las tiras reactivas m iden sólo solutos ión icos y no tom an en cuenta la glucosa ni la proteína. C orrelación con en ferm edad. E l rango norm al para la G E urinaria es de 1 .0 0 5 a 1 .0 3 0 . Las m uestras dilui­ das se clasifican en el rango de 1.000 a 1 .010 , en tanto las m uestras concentradas caen entre 1 .0 2 5 y 1 .0 3 0 . La G E llega a variar en estados patológicos. Se observa GE baja en presencia de diabetes insípida, en la que tal vez nu nca sobrepase el rango de 1 .0 0 1 a 1 .0 0 3 , y en pielonefritis y glom erulonefritis, en las que la capacidad de con cen tració n renal se vuelve d isfuncional. En ocasiones se observa GE elevada en diabetes m ellitus, insuficiencia cardíaca congestiva, deshidratación, insu ficiencia supra­ rrenal, enferm edad hepática y nefrosis. La G E aum entará alrededor de 0 .0 0 4 unidades por cada cam bio de 1% en la con cen tració n de glucosa, y alrededor de 0 .0 0 3 unidades por cada cam bio de 1% en proteínas. E n daño renal grave, en el que los riñones excretan orina que es isoosm ótica con el plasm a, se observa una G E fija ( isostenuria ) de casi 1 .0 1 0 . P or lo general, esto ocurre después de un período in icial de anuria debido a que los túbulos dañados son incapaces de concentrar o diluir el filtrado glom erular .9,13 pH. Las determ inaciones del pH urinario deben reali­ zarse con m uestras recientes debido a la im portante ten­ dencia de la orina a la alcalinización ante la exposición. El pH urinario norm al cae en el rango de 4 .5 a 8 .0 . La acidez de la orina (pH, < 7 .0 ) se origina sobre todo por fosfa­ tos, que se excretan com o sales conjugadas de N a+, K+, Ca2+ y NH4+. Además, la acidez refleja la excreción de los ácidos m etabólicos no volátiles piruvato, lactato y citra­ to. D ebido al m ecanism o de bom beo de intercam bio del Na+/H+ de los túbulos renales, el pH (co n cen tració n del ion de EP) aum enta a medida que se retiene sodio. Los estados patológicos, en los que se observa aum ento de la acidez, inclu yen acidosis sistém ica, com o se observa en la

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diabetes m ellitus, y acidosis tubular. E n la acidosis tubular renal, los túbulos son incapaces de excretar exceso de EP, aunque el cuerpo se encuentre en estado de acidosis m eta­ b ólica, y el pH urinario perm anezca en alrededor de 6. Se detecta orina alcalina (pH, > 7 .0 ) posprandial com o una reacción norm al a la acidez del EIC1 gástrico bom bea­ do en el duodeno y luego en la circulación. Además, las infecciones del tracto urinario y la contam inación bacte­ ricida alcalinizan el pH. M edicam entos com o el citrato de potasio y el bicarbonato de sodio reducen el pH urinario. Tam bién se observa orina alcalina en presencia de síndrome de Fanconi, una am inoaciduria congénita generalizada que se origina por u n defecto en la fu nción tubular proxim al.

A nálisis quím icos E l análisis q uím ico rutinario de orina es rápido y fácil de realizar con las tiras reactivas o sum ergibles disponibles en el m ercado. Estas tiras están cubiertas de plástico y cu en ­ tan con diferentes bandas de reactivo dirigidas hacia varios analitos. Cuando se sum ergen en la orina, un cam bio de color señala una desviación de la norm alidad. Los colores de las bandas de las tiras reactivas se com paran con un cuadro de colores proporcionado co n los reactivos. Los instrum entos autom atizados y sem iautom atizados que se detectan por fotom etría de reflectancia proporcionan una alternativa al cuadro de colores, y ofrecen m ayor precisión y estandarización. La ob ten ció n de resultados anorm ales debe seguirse por análisis de orina cuantitativos o co n ­ firm atorios. Los analitos exam inados de m anera rutinaria son glucosa, proteína, cetonas, n itrito, leu cocito esterasa, bilirrubina/urobilinógeno y hemoglobina/sangre. G lu co sa y ceto n as. En cond iciones norm ales, estos com ponentes están ausentes en la orina. E n el capítulo 11, Carbohidratos, se analiza la im portancia clín ica de estos analitos y sus m étodos de prueba. P roteín a. Las tiras de reactivo para el UA se utilizan com o valoración cualitativa general para la proteinuria. S on específicas sobre todo para albúm ina, pero tal vez produzcan resultados falso-positivos en m uestras que son alcalinas y m uy am ortiguadas. Los resultados positivos de las tiras sum ergibles deben confirm arse por análisis quí­ m icos más esp ecíficos, com o se describió en el capitulo 8 , A m inoácidos y proteínas, o m ás a m enudo por evaluación m icroscópica para detectar m atices. N itrito. Este análisis sem icuantifica la cantidad de reduc­ ción urinaria de nitrato (en la alm ohadilla de la tira del reactivo) a nitrito por las enzim as de las bacterias gram negativas. Este esquem a se m uestra en la siguiente reacción. N itrito + p-ácido arsanílico ■«-»■ com puesto de diazonio + N -l-n aftiletilen ed iam in a •«-»■ co lo r rosa (Ec. 24-7)

U n resultado negativo no significa que la bacteriu ria no esté presente. U n patógeno gram positivo, com o estafiloco­ co, enterococo o estrep tococo, tal vez no produzca enzi­ mas reductoras del nitrato; com o alternativa, un a m uestra de orina al azar quizá no se haya retenido el tiem po nece­ sario en la vejiga para recolectar una cantidad suficiente de m icroorganism os que se registren en la tira del reactivo .13

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PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

L eu cocito esterasa. Los glóbulos blancos, en especial los fagocitos, contienen esterasas. Una tira sum ergible positiva para esterasas indica posibles células blancas en la orina. Bilirrubina/urobilinógeno. E l resultado final de la degra­ dación de la hem oglobina es la form ación de bilirrubina, un producto de desecho, que luego se convierte en urobilinógeno en el intestino a través de la acción bacteriana. Aunque la m ayor parte de este urobilinógeno se excreta com o urobilina por las heces, una parte lo hace por la orina como producto de desecho incoloro. En condiciones norm ales, esta cantidad es demasiado pequeña para detectarla com o una reacción positiva en la tira sumergible. Sin embargo, en problem as de ictericia prehepática, hepática y poshepática, las pruebas con tiras sumergibles en orina para urobilinógeno y bilirru­ bina son positivas o negativas, lo que depende de la natura­ leza de la ictericia del paciente. En el capítulo 2 2 , F unción hepática, se proporciona un panoram a más detallado del m etabolism o de la bilirrubina y los m étodos de análisis. Las pruebas con tira de reactivo para bilirrubina im plican la diazotización y form ación de un cam bio de color. Los métodos de tira sum ergible para urobilinógeno son diferentes, pero la mayor parte cuenta con una m odificación de la reacción de E hrlich con p-dim etilam inobenzaldehído .13 H em oglobina/sangre. Los glóbulos ro jos in tactos o Usa­ dos produ cen un resultado positivo en la tira sum ergible. Ésta será positiva en casos de traumatismo/lesión renal, in fecció n u o b stru cción que causa cálculos o neoplasm as.

E x a m e n d e sedim ento U na alícuota de orina decantada y centrifugada deja un sedim ento de elem entos form ados que se utiliza para el exam en m icroscópico. C élu las. E n el caso de los elem entos celulares, la eva­ lu ación se logra de m ejo r m anera por conteo y después se ob tien e el prom edio de cuando m enos 10 cam pos m icros­ cópicos. G lóbu los rojos. A los eritrocitos m ayores de 0-2/campo de alta potencia (cap) se les considera anorm ales. Es posi­ b le que esta hem aturia tan sólo se deba a ejercicio ex ce ­ sivo o con tam in ació n sanguínea m enstrual. Sin em bargo, tam bién llega a indicar traum atism o, en particular lesión vascular, o b stru cción de cálculos renales/urinarios, pielonefritis o cistitis. La hem aturia ju n to con leu cocitos es diagnóstica de in fección. G lóbulos blancos. A los leucocitos mayores de 0-2/cap se les considera anormales. Por lo general, estas células son fagocitos polim orfonucleares, a m enudo conocidos com o neutráfilos segmentados. Se observan cuando existe glomerulonefritis aguda, infección del tracto urinario o inflam ación de cualquier tipo. E n la orina hipo tónica (concen tración osm ótica b aja), los glóbulos blancos aum entan de tama­ ño, en tanto m uestran un efecto brillante en sus gránulos citoplásm icos. Estas células poseen m ovim iento de Brown notable y se les conoce com o células brillantes, aunque care­ cen de im portancia desde el punto de vista patológico. C élulas epiteliales. A m enudo se encuentran varios tipos de células epiteliales en la orina norm al porque se desprenden con frecuencia de la cu bierta de las nefronas y del tracto urinario. P or lo general, se observan epitelios

vaginales escam osos, grandes y aplanados en m uestras de orina de pacientes fem eninos. Además, tal vez se obser­ ven aglom erados o lám inas de estas células en m uestras m uy contam inadas co n flujo vaginal. Las células epite­ liales renales son células redondas sin n ú cleo; cuando se presentan en una cantidad m ayor de 2/cap, ind ican lesión o d egeneración tubular activa de im portancia clínica. Las células epiteliales transicionales de la vejiga (células uroteliales), que tam bién llegan a observarse en la orina, son planas, cuboidales o colum nares. Se detectarán cantid a­ des grandes de estas células sólo en caso de cauterización, inflam ación de la vejiga o neoplasm a. E lem en to s diversos. A m enudo se en cuentran esper­ m atozoos en la orina tanto de m ujeres com o de hom bres. Por lo general, no se inform a porque no tienen im portan­ cia patológica. Sin em bargo, en hom bres, es posible que su presen cia indique anorm alidades de la próstata. E n las m uestras de orina se observan con frecuencia, tam bién, células de levadura. D ebido a que son en extrem o refráctiles y de tam año sim ilar a los glóbulos ro jos, se confunden con facilidad b ajo una am plificación baja. E l análisis a una m ayor potencia para form as botónales o m iceliales diferen­ cia estos elem entos fúngicos de los eritrocitos. Los pará­ sitos encontrados en la orina suelen ser contam in antes de m aterial fecal o vaginal. E n la categoría de contam inantes fecales, el m icroorganism o encontrado más a m enudo es la in festación con Enterobius verm icularis (parásito de alfiler) en niños. E n la categoría de contam in ación vaginal, el más h abitual es el flagelo de intensa m ovilidad Tricomonas vaginalis. U n parásito urinario verdadero, algunas veces visto en pacientes de áreas endém icas del m undo, es el óvulo del trem atodo Schistosom a haem atobium . Por lo general, esta afección ocurrirá ju n to con hem aturia im p ortan te .13 B a cte ria s. La orina norm al es estéril y n o con tien e b ac­ terias. Las cantidades pequeñas de m icroorganism os obser­ vadas en una m uestra de orina reciente suelen representar con tam in ació n de la piel o aérea. Sin em bargo, en m ues­ tras recientes, cantidades grandes de m icroorganism os o volúm enes pequeños acom pañados por glóbulos blancos y los síntom as de in fecció n del tracto urinario, co n stitu ­ yen u n diagnóstico favorable para in fecció n verdadera. Se considera bacteriu ria de im portancia clínica con m ás de 20 m icroorganism os/cap o, com o alternativa, 105 o u n regis­ tro m ayor en u n recuento m icrobiológico de colonias. La m ayor parte de los patógenos observados en la orina son coliform es gram negativos ( “b aston es” m icroscó p ico s), com o las especies E scherichia coli y Proteus. La b acteriu ­ ria asintom ática, en la que hay cantidades im portantes de bacterias sin síntom as clínicos apreciables, ocurre u n poco m ás a m enudo en m u jeres jó v en es, embarazadas y pacien ­ tes co n diabetes. Se debe tom ar en cuenta este trastorno con seriedad, ya que si no se trata tal vez ocasione pielonefritis y, com o resultado, daño renal perm anente. C ilin d ro s. Los cilindros son im presiones cilindricas precipitadas de las nefronas. C om prenden la m u coproteína de Tam m -H orsfall ( uromucoide ) de los epitelios tu bu­ lares de la extrem idad ascendente del asa de H enle. Los cilindros se form an cada vez que hay estasis renal sufi­ ciente, concentracio nes elevadas de sal o pro teína urinaria

CAPÍTULO 24 ■ FUNCIÓN RENAL

y descenso del pH urinario. E n pacientes con enferm edad renal grave, la clasificación precisa real de los cilind ros tal vez requiera el uso de centrifu gación de “citosp ina” y la prueba de Papanicolaou para realizar d iferenciación ade­ cuada. A diferencia de las células, los cilind ros se exam i­ narán b ajo potencia baja, y a m enudo se localizan en torno a los bordes del cu breobjetos. H ialinos. La m atriz de estos cilindros es clara y gela­ tinosa, sin m ateria celular o particulada incrustada. Tal vez sean d ifíciles de visualizar, a m enos que se use una lám para de alta intensidad. Su presencia indica filtración glom erular de proteína. Esta filtración es tem poral (com o resultado de fiebre, postura erguida, deshidratación o estrés em ocional) o perm anente. A su presencia ocasional n o se le considera patológica. G ranulares. Estos cilindros se clasifican de m anera des­ criptiva en granulares ásperos o finos. E l tipo de m ateria particulada insertada sólo depende de la cantidad de dege­ neración que sufren las in clu sion es de células epiteliales. Su presencia ocasional no es patológica; sin em bargo, tal vez se encuentren cantidades grandes por toxicid ad cró n i­ ca por plom o y pielonefritis. Celulares. E n esta categoría se incluyen diversos tipos de cilindros. A los cilindros de glóbulos rojos o eritrocitos siem ­ pre se les considera patológicos porque son diagnósticos de inflam ación glom erular que produce hem aturia renal. Se observan en presencia de endocarditis bacterial subcutánea, infartos del riñón, enfermedades del colágeno y glom erulonefritis aguda. A los cilindros de glóbulos blancos o leucoci­ tos siempre se les considera, tam bién, patológicos porque son diagnósticos de inflam ación de las nefronas. Se obser­ van en pielonefritis, síndrom e nefrótico y glom erulonefritis aguda. E n pielonefritis asintom ática, estos cilindros consti­ tuyen el único indicio para la detección. Algunas veces se form an cilindros de células epiteliales por fusión de los epi­ telios tubulares renales después de descam ación; la presen­ cia ocasional es normal. Sin embargo, se observan m uchos en procesos descamativos graves y estasis renal, que se pre­ sentan por envenenam iento con m etales pesados, toxicidad renal, eclampsia, síndrom e nefrótico y am iloidosis. Los cilindros de cera son uniform em ente am arillentos, refráctiles y de aspecto quebradizo, con bordes bien definidos a m enudo rotos. Casi siempre son patológicos porque indi­ can infam ación o deterioro tubular. Se form an por estasis renal en los conductos colectores y, por tanto, se les encuen­ tra en enfermedades renales crónicas. Los cilindros de grasa son cilindros granulares anorm ales, ásperos y granulares con inclusiones de lípidos que aparecen com o glóbulos refráctiles de tamaños diferentes. Los cilindros am plios (insu­ ficien cia renal) son entre dos a seis veces más anchos que los cilindros “regulares”, y su com posición es celular, de cera o granular. Al igual que los cilindros de cera, se derivan de los conductos recolectores en la estasis renal.

C ristales A m bien te ácido. Los cristales que se observan en orin a con valores de pH m enores de 7 inclu y en oxalato de calcio, que son octaedros o “m old es” in coloros norm ales. Tien en un aspecto sem ejante a una estrella. Además, se han detectado

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uratos am orfos, consistentes en m asas am arillentas-rojizas norm ales co n aspecto de granos de arena. Los cristales de ácido ú rico encontrados en este am biente son cristales norm ales am arillentos a rojizos-castaños con form as m uy irregulares, com o escárpelas, prism as o rom boides. Los cristales de colesterol de la orina ácida son lám inas rec­ tangulares, claras y planas co n esquinas hendidas. A éstos siem pre se les considera anorm ales y se observan en pre­ sen cia de síndrom e n efrótico y en afecciones que produ­ cen quiluria. Algunas veces tam bién se observan cristales de cistina en la orina ácida; son bastante patológicos y su aspecto es de hexágonos in coloros, refráctiles y casi pla­ nos, con cierta sem ejanza al ácido ú rico. Se les observa en la cistinuria (am inoaciduria heredada que produce retraso m ental) y mocistinuria (raro defecto de la reabsorción de cistina que ocasiona cálculos renales). A m bien te alcalino. Los cristales detectados en orina con valores de pH m ayores de 7 inclu yen fosfatos am orfos, que son cristales norm ales co n aspecto de m asas finas e incoloras sem ejantes a la arena. Además, se han en con tra­ do cristales de carbonato de calcio, con sistentes en form as norm ales sim ilares a pesas o esferas pequeñas incoloras. O tros cristales observados en orinas alcalinas son los de fosfato triple, que constan de prism as in coloro s de tres a seis lados sem ejantes a “tapas de ataúd”. Los cristales de biurato de am onio son form as que se encuentran de m ane­ ra ocasional en este m edio, con aspecto de esferas castañoam arillentas espinosas, o “m anzanas con espinas”. Otros. Los cristales de sulfonam ida son precipitados anorm ales con form as de vainas, racim os o agujas castaño-am arillentas encontrados en pacientes que se som eten a terapia antim icrobiana con fárm acos sulfa. E n la actua­ lidad, rara vez se utilizan estos fárm acos. Los cristales de tirosina/leucina son tipos anorm ales sem ejantes a racim os de agujas o esferas lisas am arillentas. E n ocasiones se observan en pacientes con enferm edad hepática grave.

FISIOPATOLOGÍA Enferm edades glom erulares Es posible que, al m enos en principio, los trastornos o enferm edades que dañan de form a directa a los glom éru­ los renales m uestren fu nción tubular norm al. Sin em bar­ go, con el tiem po, la progresión de la enferm edad tam bién abarca los túbulos renales. Los siguientes síndrom es tienen síntom as discretos que son recon o cib les por sus patrones de hallazgos en el laboratorio c lín ico .58

G lom erulonefritis aguda Las lesiones patológicas de la glom erulonefritis aguda afec­ tan sobre todo los glom érulos. E n el exam en histológico se m uestran glom érulos grandes e inflam ados con dism inu­ ció n del lum en capilar. Por lo general, entre los hallazgos de laboratorio anorm ales se en cuentran in icio rápido de hem aturia y proteinuria (a m enudo albúm ina, < 3 g/día). El rápido desarrollo de un descenso en el IF G , anem ia, elevación del nitrógeno ureico sanguíneo (Ñ U S) y creati­ nina sérica, oliguria, reten ción de sodio y agua (co n hiper­ ten sión consecu en te y cierto edem a localizado) y, algunas

530

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

veces, insuficiencia cardíaca congestiva son típicos. E n el UA se observan num erosos cilindros hialinos y granulares. A los cilindros de glóbulos rojos reales se les considera bastante sugerentes de este síndrom e A m enudo la glom erulonefritis aguda se relaciona con in fe cció n reciente por estrep tococos p -h em o líticos del grupo A. Se piensa que la circu lación de com p lejos inm unitarios desencadena una fuerte respuesta inflam atoria en la m em brana basal glom erular, lo que produce una lesión directa en el propio glom érulo. O tras causas posibles com ­ prenden exposiciones relacionadas con fárm acos, in feccio ­ nes agudas en el riñ ón debido a otros agentes bacterianos (y, quizá, virales) y otras enferm edades del com p lejo inm unitario sistém ico, com o lupus sistém ico eritem a toso (L E S) y endocarditis bacteriana subaguda (E B S ).

G lom erulonefritis crónica La inflam ación glom erular prolongada tal vez conduzca a cicatrización glom erular y pérdida eventual del fu ncion a­ m ien to de las nefronas. Este proceso a m enudo perm anece sin detectar por períodos prolongados porque al principio sólo ocu rren d ism inuciones m enores en la fu n ció n renal y ú n icam ente aparecen proteinuria y hem aturia leves. E l desarrollo gradual de urem ia (o a z oem ia, exceso de com ­ puestos nitrogenados en la sangre) pudiera ser el prim er signo de este proceso.

S ín dro m e nefrótico E l síndrom e nefrótico (fig. 2 4 -6 ) llega a originarse por varias enferm edades diferentes que dan com o resultado lesión e increm en to en la perm eabilidad de la m em brana basal glo­ m erular. Este defecto casi siem pre produce varios hallaz­ gos anorm ales, com o proteinuria extrem adam ente masiva ( > 3 .5 g/día) e hipoalbum inem ia resultante. La subsiguien­ te d ism inu ción en la presión on có tica del plasm a causa un edem a generalizado com o resultado del m ovim iento de los líquidos corporales hacia fuera de los espacios vasculares y dentro de los intersticiales. O tras características de este síndrom e son la hiperlipidem ia y la lipiduria. Esta últim a

FIGURA 24-6.

adquiere la form a de cuerpos de grasa ovalados en la ori­ na. Estos cuerpos son células tubulares renales degenera­ das que con tien en lipoproteínas reabsorbidas. Las causas prim arias están relacionadas de form a directa con los esta­ dos de enferm edad glomerular.

Enferm edades tubulares E n cierto grado, ocurren defectos tubulares en la progre­ sión de todas las enferm edades renales a medida que des­ ciende el IF G . Sin em bargo, en algunos casos, este aspecto de la d isfu nción global se vuelve predom inante. E l resul­ tado es descenso en la excreción/reabsorción de ciertas sustancias, o red ucción en la capacidad de con cen tració n urinaria. Desde el punto de vista clín ico , el defecto más im portante es la acidosis tubular renal (A TR), el trastorno tubular prim ario que afecta el equilibrio acidobásico. Esta enferm edad se clasifica en dos tipos, de acuerdo co n la naturaleza del defecto tubular: • ATR distal, en la que los túbulos renales son incapaces de conservar el gradiente del pH vital entre la sangre y el líquido tubular • ATR proxim al, en la que hay dism inu ción en la reabsor­ ció n del b icarb onato, lo que ocasiona acidosis hiperclorém ica. E n térm inos generales, la red ucción de la reabsorción en el túbulo proxim al se m anifiesta por hallazgos de valores séricos anorm alm ente b a jo s de fósforo y ácido ú rico, y por glucosa y am inoácidos en la orina. Además, tal vez exista cierto grado de proteinu­ ria (por lo general < 2 g/día). Tam bién se observa inflam ación aguda de los túbulos y el in tersticio circundante com o resultado del fárm aco analgésico o toxicid ad de radiación, reacciones de hipersensibilidad a la m eticilina, rechazo del trasplante renal e in feccio n es virales-fúngica-bacteriana. E n estos casos, los hallazgos clín ico s característicos son decrem entos en IFG , capacidad de con cen tració n urinaria y excreción def ácido m etabólico; cilindros de leu cocitos en la orina; y control inapropiado del equilibrio del so d io .5-8

Fisiopatología del síndrome nefrótico.

CAPÍTULO 24 ■ FUNCIÓN RENAL

Infección/obstrucción del tracto urinario Infección E l sitio de infección se encuentra en los riñones (pielonefritis ) o en la vejiga urinaria (cistitis). E n térm inos generales, a un recuento de colonias microbiológicas de más de 105colonias/ m i se le considera diagnóstico para infección en cualquier sitio. La bacteriuria (cuando se evidencia por hallazgos posi­ tivos con tiras sumergibles de nitrito para algunos microor­ ganism os), hem aturia y piuría (leucocitos en la orina, según se dem uestra por tiras sumergibles positivas de leucocito esterasa) constituyen resultados de laboratorio anormales encontrados con frecuencia en estos casos. E n particular, a los cilindros de glóbulos blancos (leucocitos) en la orina se les considera diagnósticos para pielonefritis .5-813

O bstrucción Las ob stru ccion es renales causan enferm edad de dos m aneras. Elevan de m anera gradual la presión intratu bu­ lar hasta que las neuronas sufren necrosis y surge in su ­ ficiencia renal, o b ien predisponen al tracto urinario a in feccio n es repetidas. Las obstru ccion es llegan a localizarse en el tracto urina­ rio superior o inferior. Los bloqu eos en el tracto superior se caracterizan por lesión de con stricció n debajo de un cond u cto recolector dilatado. Las obstru ccion es del trac­ to inferior se evidencian por la orina residual en la vejiga después del cese de la m icción. E ntre los síntom as se in clu ­ yen lentitu d en la evacuación, tanto al principio com o a lo largo de la m icción. Las causas de ob stru cción abarcan neoplasm as (com o carcinom a de próstata/vejiga o tum ores linfáticos nodulares que constriñen los uréteres), enfer­ m edades adquiridas (com o estricturas uretrales o cálcu ­ los renales); y deform idades congénitas del tracto urinario inferior. Los síntom as clín ico s del avance de la enferm edad obstructiva son d ism inución en la capacidad de con cen tra­ ción urinaria, red ucción en la excreción ácida m etabólica, descenso del IFG y red ucción en el flujo sanguíneo renal. Las pruebas de laboratorio útiles en la d eterm inación de la naturaleza del obstáculo son urianálisis, cultivo de orina, ÑUS, creatinina sérica y RSC. Por lo general, el diagnósti­ co final se establece por técnicas de im ágenes .3,6,10

531

desde luego, sim ilares a los encontrados en otros procesos obstructivos: hem aturia, in feccio n es del tracto urinario y dolor abdom inal característico .5,8,13

Insuficiencia renal Insuficiencia ren a l aguda C onsiste en una marcada d eclin ación súbita en la fu nción renal producida por un tóxico agudo o agresión h ip óxica a los riñ ones, definida com o red u cción del IF G a m enos de 10 ml/min. E ste síndrom e se subdivide en tres tipos, lo que depende de la ub icació n del defecto precipitante. • Insuficiencia prerrenal: el defecto perm anece en el apor­ te sanguíneo antes de llegar al riñón. E ntre las causas se inclu yen insuficiencia del sistem a cardiovascular e hipovolem ia resultante. • Insuficiencia renal prim aria: el defecto im plica el riñón. La causa más frecuente es la necrosis tubular aguda; otras causas inclu y en obstrucciones/inflam aciones vasculares y glom erulonefritis. • Insuficiencia posrenal: el defecto perm anece en el tracto urinario después de salir del riñón. P or lo general, la insuficiencia renal aguda ocurre com o con secu encia de la o b stru cción del tracto urinario inferio r o rotura de la vejiga urinaria. Entre las agresiones tóxicas al riñ ón que son lo bastante graves para in iciar insuficiencia renal aguda se inclu yen reacciones de transfusión h em olítica, m ioglobinu ria debi­ da a rabdom iólisis, envenenam iento con m etales pesa­ dos/solventes, ingestión de anticongelante y toxicidades analgésicas y am inoglucósidas. Estos trastornos dañan de m anera directa los túbulos renales. Las agresiones h ip óxicas abarcan problem as que afectan de form a grave el flujo sanguíneo renal, com o choque séptico/hem orrágico, que­ m aduras e insuficiencia cardíaca.

CUADRO 24-2. TIPOS D E C Á LCU LO S R EN A LES C O M P O S I C I Ó N DE

C A U S A DE LA F O R M A C I Ó N DE

LOS C Á L C U L O S

LOS C Á L C U L O S

Oxalato de calcio

Hiperparatiroidismo

Cálculos renales

Calcio urinario elevado

Los cálculos renales, o piedras del riñ ón , se form an por la com bin ació n de varias sustancias cristalizadas, m ism as que se listan en el cuadro 2 4 -2 . De éstas, las piedras de oxalato de calcio son, por m u cho, las m ás frecuentes, en particular en los trópicos y subtrópicos. E n la actualidad, se cree que la recurrencia de cálculos en individuos susceptibles se debe a varias causas, pero sobre todo a red ucción en la tasa del flujo sanguíneo (lo que se relaciona con dism inu ción en la ingesta de líqu i­ dos) y saturación de la orina con grandes cantidades de sustancias esencialm ente insolu bles. E l análisis quím ico de los cálculos es im portante para determ inar la causa del trastorno. C on este propósito, se utilizan de m anera extensa la d ifracción especializada de rayos X y las técn i­ cas de espectroscopia infrarroja. Los síntom as clín ico s son,

Toxicidad de la vitamina D Sarcoidosis Osteoporosis Fosfato de amonio de magnesio

Proceso infeccioso

Fosfato de calcio

Consumo excesivo de álcalis Infección con microorganismos productores de ureasa

Ácido úrico

Gota Concentraciones elevadas de ácido úrico en sangre y orina

Cistina

Cistinuria heredada

532

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

ES T U D IO D E C A S O 24-1 U n hom bre de 52 años de edad con antecedente de SIDA, hipertensión, diabetes m ellitus y abuso de alco­ h ol fue encontrado in con scien te en su casa por su co m ­ pañero de cuarto. E n la sala de urgencias, se encontró hipotenso (103/ 60), febril (3 8 .3 ° C ) y sin respuesta. En la im agen de T C del abdom en se observaron co lecistitis y cálculos biliares. En la parte inferior se m uestran los datos de laboratorio. (C aso desarrollado por Cynthia Batangen Santos, m édico residente en patología del D epartam ento de Patología y M edicina de Laboratorio del H ospital Harford, Harford, CT. M odificado e im pre­ so co n autorización.) Al pacien te se le d iagnosticó in suficien cia renal aguda. Se le adm inistraron líquidos por vía IV; el ÑUS descendió a 68 mg/dl y la creatinina a 2 .2 mg/dl. El inform e del cu ltivo sanguíneo del pacien te fue positivo para E. coli. Se le trató con tobram icina y cefepim a. El d eterioro del pacien te con tin u ó y m urió cin co días des­

pués del ingreso al hospital. La causa de la m uerte fue insuficiencia m ultiorgánica secundaria a SIDA, sepsis y cirrosis alcohólica.

Preguntas 1. ¿Cuál es la im portancia de la elevación de la C K del paciente? E xpliqu e por qué el m édico solicitó una CKM B y m ed ición de la con cen tració n de troponi­ na. ¿Cuál es la con clu sión que se obtiene del estado cardíaco del paciente? 2. ¿Cuál es la causa de su insuficiencia renal aguda? 3. ¿C uál es la im portancia de la alta hem oglobina en la orina? 4 . ¿C óm o interpretaría estas pruebas de la fu nción hepática del paciente dado su historial clínico? Alta: 4 cap (0 a 4) 2 cap (0 a 4)

Negativo: 84 mg/dl

Urianálisis: Hemoglobina W BC RBC

CK

3308 U/L (24 a 204)

ÑUS

71 mg/dl (8 a 21)

Abuso de drogas: etanol sérico

CKMB

15 ng/ml (0 a 7.5)

Creatinina

4.1 mg/dl (0.9 a 1.5)

CKMB reí. índice

0.5 (0 a 4)

ALP

443 U/L (45 a 122 )

Troponina T

<0.01 ng/ml (0 a 0.4)

AST

305 U/L (9 a 45)

pH

7.50

ALT

78 U/L (8 a 63)

PC 02

27 mm Hg

GGT

724 U/L (11 a 50)

C 0 2 total

15 mmol/L

Los síntom as de insuficiencia renal aguda más frecuen­ tes son la oliguria y anuria ( < 4 0 0 ml/día). La d ism inución en la capacidad para excretar electrólitos y agua ocasiona u n aum ento im portante en el volum en del líquido extracelular, lo que conduce a edema periférico, hipertensión e insuficiencia cardíaca congestiva. Sin em bargo, es más pro­ m inente el in icio del síndrome u rán ico o ERET, en el que se observa aum ento de los valores del ÑUS y de la creatinina sérica ju n to s con los síntom as precedentes. El resultado de esta enferm edad es la recuperación o, en caso de daño renal irreversible, progresión a insuficiencia renal cró n ica .5'8

Insuficiencia rena l crónica (en fe rm e d a d del riñón crónica) La enferm edad del riñón crónica (term inología de elecció n ) es un síndrom e clín ico que ocurre cuando hay declina­ ció n gradual en la fu nción renal co n el tiem po (fig. 2 4 -7 ). La d etección y el tratam iento tem pranos son necesarios para prevenir progresión a E R E T y com plicaciones com o la enferm edad vascular coronaria. E n Estados U nidos, la N ational Kidney Foundation form uló d irectrices para el d iagnóstico, el tratam iento y la prevención más oportunos

Bilirrubina total

2.7 mg/dl (0.2 a 1.0)

Bilirrubina directa

2.4 mg/dl (0 a 0.2)

de la progresión adicional de la enferm edad. V éase el cu a­ dro 2 4 -3 para con o cer las cin co fases de la enferm edad del riñ ó n crónica. E l IF G y la evidencia del daño al riñ ó n con base en la m ed ición de la proteinuria u otros m arcadores conform an la base de las clasificaciones .21 Es posible que los trastornos que precipitan insu ficien­ cia renal aguda tam bién conduzcan a insu ficiencia renal cró n ica .514 O tras causas de este síndrom e se listan en el cuadro 2 4 -4 .

D iab etes m ellitus La diabetes mellitus llega a tener efectos profundos en el sistem a renal. Los pacientes con diabetes tipo 1 padecen d éficit de insulina. Alrededor de 45% de los pacientes con tipo 1 desarrollarán deterioro progresivo de la fu nción del riñ ó n (nefropatía diabética) en los 15 a 2 0 años posteriores al diagnóstico. U n m enor porcen taje de personas con dia­ betes tipo 2 tam bién desarrollará esta afección. Los efectos son sobre todo glom erulares, pero es posible que tam bién afecten todas las estructuras del riñ ón, y se cree que se originan por el m edio hiperglucém ico anorm al que cubre de m anera constan te el sistem a vascular .5,8

CAPÍTULO 24 ■ FUNCIÓN RENAL

533

Tendencia a hemorragia

FIGURA 24-7.

Fisiopatología de la enfermedad del riñón crónica.

CUADRO 24-3. C LA SIFIC A C IÓ N S ISTEM Á TIC A

CUADRO 24-4. E TIO LO G ÍA DE LA

D E LA S ETAPAS DE LA ERC

IN SU FICIEN CIA R EN A L CR Ó N ICA

ETAPA

DESCRIPCIÓN

IFG (ml/min por 1.73 m2)

ETIOLOGÍA

EJEMPLOS

En aumento del riesgo3

>90 (con factores de riesgo)

Enfermedades circulatorias renales

Trombosis de la vena renal. hipertensión maligna

>90

Enfermedades glomerulares primarias

LES, glomerulonefritiscromca

1

Daño renal con IFG normal o f

2

Daño renal con IFG normal o |

60 a 89

Secuencia renal hacia enfermedad metabólica

Gota, diabetes mellitus, amiloidosis

3

4 IFG moderada

30 a 59

4

i IFG grave

15 a 29

Enfermedades inflamatorias

Tuberculosis, pielonefritis crónica

5

Insuficiencia renal

Obstrucciones renales

Agrandam iento prostético. cálculos

Deformidad renal congénita

Riñones policísticos, hipoplasia renal

Diversos trastornos

Nefritis por radiación

<15

‘ Se debe valorar a los pacientes en riesgo. Las etapas 1 a 5 ilustran la progresión de la ERC. (Fuente: National Kidney Foundation, K/DOQI Clinical Practice Guidelines for Chronic Kidney Disease: Executive Summary, New York, 2002:16.)

534

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

ES T U D IO D E C A S O 24-2 U n hom bre de 4 5 años de edad se presentó en el hospi­ tal co n síndrom e de abstinencia al alcohol. D espués de b eb er una copa de brandy cada día durante los últim os cin co a seis años, decidió d ejar de beber hace cuatro días. E l hom bre experim entó tem blores y luego alu ci­ naciones visuales y auditivas. Al llegar al hospital, se encontraba diaforético y con taquicardia, con un pulso de 102. Sus resultados quím icos fueron los siguientes: Na+

130 mmol/L

Proteína total

7.1 g/dl

K+

3.7 mmol/L

Albúmina

3.7 g/dl

cico2

90 mmol/L

ALP

63 U/L

20 mmol/L

AST

42 U/L

ÑUS

81 mg/dl

ALT

16 U/L

Creatinina

4.0 mg/dl

GGT

131 U/L

Magnesio

1.4 mg/dl

CK

591 U/L

Alcohol

Negativo

Bilirrubina total

0.5 mg/dl

Entre los antecedentes se encontraban artritis, hip ertensión , depresión y alcoholism o. Había tom ado un m edicam ento antiinflam atorio para la artritis y un antidepresivo. D urante la noch e anterior, estuvo agita­ do y requirió aum ento de la dosis de benzodiazepina,

P or lo general, la diabetes afecta a los riñ ones ya que se vuelven glucosú ricos, poliúricos y n ictú ricos. E stos esta­ dos se originan por las fuertes dem andas ejercidas sobre los riñones para que produzcan diuresis en la orina hiperosm ótica. Además, a m enudo se desarrolla proteinuria leve ( m icroalbum inuria ) entre 10 y 15 años después del d iagnóstico original (véase la secció n M icroalbúm ina en este m ism o cap ítu lo ). A m enudo surge h ip erten sión más adelante, lo que exacerba aún más el daño renal. A la pos­ tre, es posible que evolucione a insuficiencia renal crónica o síndrom e n efrótico, de m odo que a cada uno se le id enti­ fica por sus síntom as y hallazgos de laboratorio caracterís­ ticos. E l tratam iento tem prano de la diabetes que se centra en el con trol estrecho de la glucosa sanguínea y la preven­ ció n de la presión sanguínea elevada pudiera prolongar el in icio de la insuficiencia renal crónica.

H ipertensió n renal La hipertensión inducida por enferm edad renal tal vez se deba al decrem ento en la perfusión de todo el riñ ón o par­ te de él (isqu em ia). La falta de perfusión llega a originarse por traum atism o, daño o estrecham iento de un a arteria o de arteriolas intrarrenales. La isquem ia cró n ica de cu al­ quier riñ ó n ocasiona d isfunción de la nefrona y necrosis eventual. Los cam bios resultantes en los volúm enes de sangre y líquido corporal dentro del riñ ó n desencadenan la activación del sistem a renina-angiotensina-aldosterona, lo que produce vaso con stricció n que se m anifiesta com o hiperten sión persistente.

ju n to con restricciones físicas para con trol de la co n ­ ducta. La m añana siguiente, se le transfirió a la unidad de cuidado intensivo, donde se le evaluó en busca de insu ficiencia renal aguda. El pacien te fue rehidratado y se suspendieron los m edicam entos para la artritis y antidepresivos. Los resultados de laboratorio se enum e­ ran a contin u ación: Na+

139 mmol/L

Creatinina

1.4 mg/dl

K+

3.5 mmol/L

CK

1626 U/L

ci-

107 mmol/L

CKMB

3.4 ng/ml

C02

23 mmol/L

índice relativo

0.2

ÑUS

16 mg/dl

Preguntas 1 . ¿Aún se encuentra el paciente en insuficiencia renal aguda? 2. ¿Cuál fue la causa de su insuficiencia renal aguda? 3. ¿Por qué ha m ejorad o el estado de electrólitos del paciente? 4 . ¿Por qué su CK es muy elevada?

Es posible evaluar la hipertensión renal a través de m onitoreo de la aldosterona sérica, Na+, y las con cen tra­ ciones de renina. Com o resultado del efecto de la aldos­ terona, aum enta el Na+ sérico, dism inuye el K+ sérico y aum enta el K + de la orina.

Terapia d e insuficiencia renal D iá lisis. E n pacien tes con insuficiencia renal aguda, los síntom as urém icos, la hiperpotasem ia incontrolad a y la acidosis fueron indicadores tradicionales de que los riñ o ­ nes eran incapaces de excretar los productos de desecho del cuerpo, y se requería un m étodo sustituto en la form a de diálisis. Sin em bargo, a m enudo la diálisis se instituye antes de esta fase. E x isten diversas form as de diálisis dis­ ponibles, aunque en todas se utiliza una m em brana sem i­ perm eable rodeada por un baño del dializante. E n la hem odiálisis tradicional (elim in ación de desechos de la sangre), la m em brana es sin tética y se encuentra fue­ ra del cuerpo. La sangre arterial y el dializante se bom bean a tasas elevadas (1 5 0 a 2 5 0 ml/min y 5 0 0 ml/min, respecti­ vam ente) en d irecciones opuestas. La sangre se regresa a la circu lación venosa y el dializante se desecha. La difusión de los solutos de b ajo peso m olecular ( < 5 0 0 daltons) den­ tro del dializante es favorecida por este proceso, pero los solutos de peso m olecular m edio (5 0 0 a 2 0 0 0 d altons) se elim inan de m anera inadecuada. La elim inación de creati­ nina es alrededor de 1 5 0 a 160 ml/min. E n la diálisis peritoneal, la pared peritoneal actúa com o la m em brana dializante, y se utiliza la gravedad para in tro ­

CAPÍTULO 24 ■ FUNCIÓN RENAL

ducir y rem over el dializante. E stán disponibles dos varia­ ciones de esta form a: la diálisis peritoneal am bulatoria continu a (DPAC) y la diálisis peritoneal cíclica continua. Sin em bargo, el proceso es con tin u o en am bas al realizarse 2 4 h al día los siete días de la sem ana. Este m étodo no es tan riguroso com o el tradicional. Los solutos pequeños (p. e j., potasio) tienen índ ices de elim inación m u cho más b ajos en com paración con el m étodo tradicional, pero los solutos m ás grandes se elim inan, y se m antienen co n cen ­ traciones estables de analitos sanguíneos. La hem ofiltración arteriovenosa continu a (ultrafiltració n de la sangre), hem ofiltración venovenosa continu a, hem odiálisis arteriovenosa contin u a y hem odiálisis veno­ venosa continu a constituyen, en co n ju n to , las terapias de reem plazo renal lento con tin u o desarrolladas para tratar la insuficiencia renal aguda en pacientes co n enferm edad crí­ tica en entornos de cuidado intensivo. E n estos m étodos, la m em brana sem iperm eable se encuentra, una vez más, fuera del cuerpo. E n los prim eros dos m étodos, los solutos de hasta 5 0 0 0 daltons (el tam año del poro de la m em ­ brana) y el agua se filtran de m anera lenta (1 ml/min) y continu a a partir de la sangre, lo que causa cam bios m ín i­ m os en la osm olalidad del plasm a. Es posible reem plazar la pérdida de volum en en form a de n u trició n parenteral y m edicam entos intravenosos. Los dos últim os m étodos son sim ilares a los m étodos de filtración, pero el goteo co n ­ tinuo del líquido de la diálisis se bom bea después de la

535

m em brana de la diálisis, lo que ocasiona difusión continu a y d uplicación de la elim inación de la urea.

Terapia de enfermedad renal de etapa terminal (ERET) En pacientes co n insuficiencia renal irreversible, la diá­ lisis y el trasplante son las únicas dos op cion es terapéuti­ cas. E l establecim iento de este tratam iento ocu rre cuando el IF G cae a 5 ml/min (1 0 a 15 ml/min en pacientes con nefropatía diabética). D iá lisis. La hem olisis trad icional o su form a más recien te de elevada eficiencia, así com o la d iálisis p erito ­ neal, son los m étodos disponibles. E l uso de pruebas de laboratorio clín ico y la hem od iálisis servirán para vigilar de m anera adecuada la eficiencia de proced im ientos en un a am plia gama de áreas. La diálisis renal tiene objetivos básicos. La realización de pruebas de lab oratorio esp ecí­ ficas con trib u irá a evaluar la co n se cu ció n de cada una de las m etas. T rasp lan te. La técnica de hem odiálisis más eficien­ te proporciona sólo 10 a 12 % de elim inación de solutos pequeños de dos riñones norm ales y m ucho m enos en solutos grandes. Incluso pacientes co n buena diálisis pade­ cen discapacidades físicas y d ism in u ción en la calidad de vida. E l trasplante de riñ ón ofrece la m ayor oportunidad para el regreso com pleto a una vida sana y productiva. Sin em bargo, esta op ción es lim itada por la im portante escasez de donadores de órganos. En pacientes con ER ET, la espe­ ra de la d on ación de un órgano varía de m eses a años.

ES T U D IO D E C A S O 24-3 Una m u jer de 78 años de edad con antecedente de hipertensión, in jerto torácico aórtico y enferm edad por reflujo esofágico m anifiesta fiebre (3 7 .8 °C ) y debilidad. Tres sem anas antes, recibió tratam iento en el hospital para una in fecció n del tracto urinario. Ingreso en el hospital para un estudio de diagnóstico y transfusión. Sus resultados de laboratorio fueron los siguientes: Na+

129 mmol/L

K+ ci-

Hct

25.6%

3.7 mmol/L

Hgb

8.5 g/dl

97 mmol/L

W BC

9,700

Oi O u

19 mmol/L

ÑUS

52 ma/dl

Creatinina

3.2 mg/dl

Cetonas

Negativo

Nitratos

Negativo

RBC

>25

WBC

1-4

Cilindros

Granulares, 1 a 4

La d eclinación de la fu nción renal del pacien te co n ­ tinuó, por lo que se le colocó en hem odiálisis. Se realizó una biopsia renal en la que se dem ostró glom erulone­ fritis creciente en etapa term inal. Dos días m ás tarde, la pacien te sufrió una úlcera duodenal perforada que requirió cirugía y transfusión sanguínea. D espués, desa­ rrolló coagulopatía e insuficiencia hepática. Su estado continu ó deteriorándose en los siguientes pocos días, y m urió después de elim inar el soporte de vida.

E l cultivo de orina fue positivo para Citrobacter. Los resultados del urianálisis se enum eran a continu ación:

Preguntas

Color

Confuso/amarillo

1. Al observar el urianálisis, ¿cuál es la im portancia de la proteína 2 + y RBC > 2 5 ?

Gravedad especifica

1.015

pH

5

2. ¿Cuál fue la causa más probable de la glom erulone­ fritis?

Sangre

Alta

3. ¿Por qué se colocó a la pacien te en hem odiálisis?

Proteína

2+

Glucosa

Negativo

536

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

E l trasplante renal debe provenir de un donador co m ­ patible con un destinatario que padece insuficiencia renal irreversible. E l órgano se obtiene de un cadáver o de un individuo vivo (e n Estados U nidos, 8 0 y 20% , respecti­ vam ente, de todos los trasplantes realizados). Para que este proced im iento sea exitoso, es necesario suprim ir la respuesta inm unitaria al órgano trasplantado. Por tanto, se valora de m anera cuidadosa al donador y el receptor para con o cer grupo sanguíneo ABO , com patibilidad con el antígeno leu cocito (HLA) y anticuerpos HLA preform ados. E l sistem a HLA representa el principal inhibid or del trasplante. A unque los trasplantes de riñ ón tienen capacidad para fu ncionar durante décadas, la vida m edia de un trasplante a partir de u n cadáver es de alrededor de siete años. La tasa de m ortalidad no es m uy diferente a la hem odiálisis. Las cifras de supervivencia de un in jerto de tres años varían de 65 a 85% ; con in jerto s vivos, m ejoran. Hay inform es de que no existe diferencia en la supervivencia de pacientes entre hem odiálisis, DPAC y trasplante de riñ ó n cadavé­ rico. E l trasplante relacionado con un donador vivo está relacionado con m ejo r supervivencia del paciente que otras op cion es terapéuticas de ERET.

RESUM EN E l riñ ó n desem peña u n papel vital en el m antenim iento del equilibrio de agua y electrólitos, la hom eostasis y la e lim inación de productos de desecho. Los riñones produ­ cen diversas horm onas im portantes (p. e j., renina y 1 ,2 5 dihidroxivitam ina D) necesarias para realizar esas tareas. O tras horm onas renales (p. e j., eritropoyetina) son im por­ tantes para otras fu nciones fisiológicas.

P R E G U N T A S 1. C alcule la elim inación de la creatinina, con la siguien­ te inform ación: creatinina sérica, 1.2 mg/dl; creatinina en orina, 1 2 0 mg/dl; volum en urinario, 1 7 5 0 ml/24 h; área superficial corporal, 1 .8 0 m 2. 2. D eterm ine el IF G en una m u jer de 5 0 años de edad que pesa 6 0 kg. Su con cen tració n de creatinina sérica es de 2 .5 mg/dl. 3. La m ed ición de cistatina C sérica, una proteína peque­ ña producida por células nucleadas, es útil para: a ) C alcular la elim inación de la creatinina. b ) D iagnosticar enfermedad renal en etapa terminal. c) Vigilar pacientes con diálisis. d ) D etectar d ism inución tem prana en la fu n ción del riñón.

Las pruebas de la función renal se cen tran en su m ayor parte en las elim inaciones glom erulares, valoradas por m ediciones de cretinina y urea, y las fu ncion es tubulares, valoradas por m ed iciones de proteína (p. e j., electrofore­ sis de la orin a). Los análisis de orina para analitos, com o pH, glucosa, cetonas y bilirrubina, aún constitu yen prue­ bas de evaluación im portantes para m uchas enferm eda­ des no renales, com o diabetes m ellitus, cetoacid osis (y otros d esequilibrios acid o b ásicos), hem olisis y enferm e­ dad hepática. Los análisis de proteína m ás recientes, com o m icroalbúm ina de orina, P 2-M , cistatina C y m ioglobina de suero y orina, llegan a proporcionar inform ación de p ro n ó stico im p o rta n te que resu lta ú til para el co n tro l del paciente. La m icroalbum inuria contribuye a la detec­ ción temprana de la nefropatía diabética; la P,-M , al rechazo tem prano de trasplante renal; y los índ ices de elim inación de m ioglobina, a la pred icción de insuficiencia renal aguda inducida por rabdom iólisis. Entre las in feccio n es renales frecuentes se inclu yen procesos in feccio so s e inflam atorios en glom érulos, túbu­ los y tracto urinario; obstru ccion es en la fu n ció n norm al del riñón; e insuficiencia renal crónica. E n esta últim a, los m étodos terapéuticos agresivos basados en la diálisis y el trasplante perm iten supervivencia prolongada de lo que alguna vez fue un trastorno term inal. Las variaciones en las técnicas de diálisis han hecho que este proceso se vuel­ va m ás disponible y conveniente y, co n la im plantación de potentes fárm acos inm unosupresores, el trasplante renal extendido ahora sólo está lim itado por la disponibilidad de órganos donantes apropiados.

DE

R E P A S O

4. La insuficiencia renal aguda se clasifica en tres tipos. M enciónelos y proporcione un ejem plo de cada uno de ellos. a ) _________________________________________________

w _______________________________________ c)

:_____

5. La fu nción del túbulo proxim al es: a) C oncentrar sales. b) R eabsorber 75% de sal y agua. c) Form ar el um bral renal. d) R eabsorber urea.

6 . La tasa de filtración glom erular norm al es de alrede­ dor de: a) 2 ml/min. b ) 125 ml/min. c) 8 0 0 ml/min. d) 1 200 ml/min.

CAPITULO 24 ■ FUNCIÓN RENAL

7. La elim inación renal es: a) E l volu m en de orina producido por día. b ) La cantidad de creatinina en orina. c) E l volum en de plasm a del que se elim ina una sus­ tancia por unidad de tiem po. d) La concentración de orina de una sustancia dividi­ da por el volum en de orina por unidad de tiempo.

8. La lib eración de la renina por el riñ ó n es estim ulada por: a ) A um ento en la con cen tració n de sodio en plas­ ma. b ) D ecrem ento en el volu m en o presión del líquido extracelular. c) Increm ento en el sodio de la dieta. d) Reabsorción tubular renal.

REFERENCIAS 1. Vander A, et al. Human Physiology: The Mechanisms of Body Func­ tion, 7th ed. New York: McGraw-Hill, 1998:503, 508, 519. 2. Kaplan A, et al. Clinical Chemistry: Interpretation and Techniques, 4th ed. Baltimore: Williams & Wilkins, 1995:156—157. 3. DuFour DR. Professional Practice in Clinical Chemistry: A Companion Text, Water and Electrolyte Balance. Washington, D.C.: AACC, 1999. 4. Davies A, Blakely A, Kidd C. Human Physiology. London: Harcourt Publishers, 2001:747. 5. Rock RC, Walker WG, Jennings CD. Nitrogen metabolites and renal function. In: Tietz NW, ed. Fundamentáis of Clinical Chemistry, 3rd ed. Philadelphia: WB Saunders, 1987:669. 6. Russell PT, Sherwin JE , Obernolte R, et al. Nonprotein nitrogenous compounds. In: Kaplan LA, Pesce AJ, eds. Clinical Chemis­ try: Theory, Analysis, and Correlation, 2nd ed. St. Louis: CV Mosby, 1989:1005. 7. Fraser D, Jones G, Kooh SW, et al. Calcium and phosphate metabo­ lism. In: Tietz NW, ed. Fundamentáis of Clinical Chemistry, 3rd ed. Philadelphia: WB Saunders, 1987:705. 8. First MR. Renal function. In: Kaplan LA, Pesce AJ, eds. Clinical Chemistry: Theory, Analysis, and Correlation, 3rd ed. St. Louis: CV Mosby, 1996:484. 9. Kaplan LA. Measurement of colligative properties. In: Kaplan LA, Pesce AJ, eds. Clinical Chemistry: Theory, Analysis, and Correla­ tion, 2nd ed. St. Louis: CV Mosby, 1989:207. 10. Kleinman LI, Lorenz JM. Physiology and pathophysiology of body water and electrolytes. In: Kaplan LA, Pesce AJ, eds. Clinical Che­ mistry: Theory, Analysis, and Correlation, 2nd ed. St. Louis: CV Mosby, 1989:313.

537

9. E l co n ju n to de resultados que refleja con m ayor preci­ sió n la enferm edad renal grave es:

Creatinina sérica

Elim inación de creatinina

a) 1.0 mg/dl b) 2.0 mg/dl c) 1.0 mg/dl d) 3 .7 mg/dl

110 ml/min 120 ml/min 9 5 ml/min 4 4 ml/min

ÑUS 17 mg/dl 1 4 mg/dl 4 3 mg/dl 88 mg/dl

10. Los resultados de la elim inación de creatinina se corri­ gen a través del área superficial corporal del paciente que correspond en a diferencias en: a) Edad. b) Ingesta dietética. c) Sexo. d) M asa muscular.

11. Sherwin JE , Bruegger BB. Acid-base control and acid-base disorders. In: Kaplan LA, Pesce AJ, eds. Clinical Chemistry: Theory, Analysis, and Correlation, 2nd ed. St. Louis: CV Mosby, 1989:332. 12. Lab Tests Online: GFR and EGFR at a glance. Available at: http:// www.labtestsonline.org. 13. Schumann GB, Schweitzer SC. Examination of uriñe. In: Kaplan LA, Pesce AJ, eds. Clinical Chemistry: Theory, Analysis, and Correla­ tion, 2nd ed. St. Louis: CV Mosby, 1989:820. 14. Frauenhoffer E, Demers LM. Beta2-microglobulin. ASCP Check Sample Continuing Education Program, Clinical Chemistry, No. CC 865 (CC173). Chicago, IL, 1986. 15. Wu AHB, Laios I, Green S, et al. Immunoassays for serum and uriñe myoglobin: myoglobin clearance assessed as a risk factor for acute renal failure. Clin Chem 1994;40:796. 16. Skogen W. Urinary albumin and diabetic nephropathy. Clin Lab News 1995;21(3):6-7. 17. American Diabetes Association. Position statement: standards of medical care for patients with diabetes mellitus. Diabetes Care 1994;17:616-623. 18. Bennett PH, et al. Screening and management of microalbuminuria in patients with diabetes mellitus: recommendations to the Scienti­ fic Advisory Board of the National Kidney Foundation from an Ad Hoc Committee of the Council on Diabetes Mellitus of the National Kidney Foundation. Am J Kidney Disease 1995;25:107. 19. Emancipator K. Laboratory diagnosis and monitoring of diabetes mellitus. Am J Clin Pathol 1999;112:665. 20. Lab Tests Online: Cystatin C at a glance. Available at: http://www .labtestsonline.org/understanding/analytes/cystatin_c/glance. 21. Mitchum C. Implementing the new kidney disease testing guidelines. Clin Lab News 2002; September: 14.

C A P Í T U L O

Función pancreática Edward P. Fody

C O N T E N I D O

D E L

FISIOLOGÍA DE LA FUNCIÓN PANCREÁTICA ENFERMEDADES DEL PANCREAS PRUEBAS DE LA FUNCION PANCREÁTICA Prueba de secretina/CCK Análisis de la grasa fecal Determinaciones de electrólitos en sudor Enzimas séricas Otras pruebas de la función pancreática

C A P I T U L O RESUMEN PREGUNTAS DE REPASO REFERENCIAS LECTURAS RECOMENDADAS

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • A nalizar el papel fisiológico del páncreas en el proceso digestivo. • Enum erar las hormonas excretadas por el pán­ creas, junto con sus papeles fisiológicos.

•

T E R M I N O S Colecistocinina (CCK) Esteatorrea

Islotes de Langerhans

E l páncreas es una glándula grande que participa en el proceso digestivo, pero se localiza fuera del sistem a gas­ trointestinal (G I). Se com pone de tejid o end ocrino y exocrino. Las fu nciones endocrinas del páncreas inclu yen produ cción de insulina y glucagon. Estas dos horm onas están im plicadas en el m etabolism o de los carbohidratos. Las fu nciones exocrinas abarcan la p rod u cción de m uchas enzim as usadas en el proceso digestivo. E n este capítulo se analiza la fisiología de la fu nción pancreática, enferm eda­ des del páncreas y pruebas de la fu nción pancreática.

538

Describir los siguientes trastornos pancreáticos y enum erar las pruebas de laboratorio relacionadas que contribuirían en el diagnóstico: pancreatitis aguda, pancreatitis crónica, carcinoma pancreático, fibrosis quística y malabsorción pancreática.

C L A V E

Pancreatitis

Secretina

FISIOLOGÍA DE LA FUNCIÓN PANCREÁTICA Com o glándula digestiva, el páncreas sólo es la segunda en tam año después del hígado, con un peso de entre 7 0 y 105 g. Se localiza detrás de la cavidad peritoneal, a lo largo de la parte superior del abdom en al nivel de la prim era y segunda vértebras lum bares, 2 .5 a 5 cm arriba del om bli­ go (fig. 2 5 -1 ). E l páncreas se com pone de dos tejid os con fu n ció n y estructura m orfológica diferentes: tejid o end o­ crino y exocrino. E l com ponente endocrino (liberad or de horm onas) es, por m u ch o, el m ás pequeño de los dos y

CAPÍTULO 25 ■ FUNCIÓN PANCREÁTICA

539

Diafragma Hígado Estómago

Ligamento coronario del hígado

Peritoneo visceral

Omentum menor

Mesocolon

Páncreas

Omentum mayor

Duodeno

Peritoneo parietal Cavidad peritoneal

Colon transversal Mesenterios del intestino delgado

Útero

Vejiga urinaria

Ano Vagina

FIGURA 25-1. Peritoneo y mesenterios. El peritoneo parietal recubre la cavidad abdominal; y el peritoneo visceral, los órganos abdominales. Los órganos retroperitoneales están protegidos por el peritoneo parietal. Los mesenterios son membranas que conectan los órganos abdominales entre sí y a la pared del cuerpo. (Reimpresa con autorización de Thompson JS y Akesson EJ, eds. Thompson's Core Textbook of Anatomy, 2nd. ed. Philadelfia: JB Lippincott, 1990:115.)

consta de los islotes de Langerhans, que son racim os esfé­ ricos u ovoides b ien delineados com puestos de cuando m enos cuatro tipos diferentes de células. Las células del islote secretan un m ínim o de cuatro horm onas dentro de la sangre: insulina, glucagon, gastrina y som atostatina. E l com ponente pancreático exocrino (liberad or de enzim as), que es m ás grande, secreta alrededor de 1.5 a 2 L/día de líquido, que es rico en enzim as digestivas, dentro de los cond u ctos que al final se vacían en el duodeno. E l líquido digestivo se produce por células acinares pan­ creáticas (sem ejantes a racim os de uvas), que recubren el páncreas y se conectan por conductos pequeños. Éstos se vacían de m anera progresiva dentro de los conductos más grandes, con lo que al final form an un conducto pancreático principal y uno accesorio más pequeño. El conducto pan­ creático principal y el biliar com ún se abren dentro del duo­ deno en la papila duodenal principal (fig. 2 5 -2 ). E l líquido pancreático norm al rico en proteínas es claro, incoloro y acuoso, con un pH alcalino que alcanza 8 .3 . Esta alcalinidad se debe a la elevada concentración de bicarbonato de sodio presente en el líquido pancreático, que al final se utiliza para neutralizar el ácido clorhídrico en el líquido gástrico del estómago a medida que ingresa al duodeno. Las concentra­ ciones de bicarbonato y cloruro varían en form a recíproca, de m odo que totalizan aproxim adam ente 1 5 0 mmol/L. E l líquido pancreático tiene casi las m ism as co n cen ­ traciones de potasio y sodio que de suero. Las enzim as digestivas, o sus proenzim as secretadas por el páncreas,

tien en capacidad para digerir las tres clases principales de sustancias alim enticias (proteínas, carbohid ratos y grasas) e incluyen: a) enzim as proteolíticas tripsina, quim otripsina, elastasa, colagenasa, leucina am inopeptidasa y algunas carboxipeptidasas; b ) enzim as que digieren lípidos, sobre todo lipasa y lecitinasa; c) am ilasa p ancreática degradan­ te de carbohid ratos; y d ) diversas nucleasas (ribonu cleasa ), que separan las bases que con tien en nitrógeno de sus olgoelem entos de azúcar-fosfato. La actividad pancreática se encuentra bajo control ner­ vioso y endocrino. Las ram ificaciones del nervio vago llegan a producir una cantidad pequeña de secreción de líquido pancreático cuando la comida se huele o se observa. Estas Primera porción del duodeno Conducto biliar común

Páncreas

Conducto principal Papila duodenal

Tercera porción del duodeno FIGURA 25-2.

Esquema del páncreas y su relación con el duodeno.

540

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

secreciones aum entan a medida que el bolo alim enticio entra al estómago. Sin embargo, la m ayor parte de la acción pancreática está bajo el control horm onal de la secretina y

5% de todas las m uertes por neoplasm as m alignos en ese país. La tasa de supervivencia de cin co años es m enor de 2% . Más de 90% de los pacien tes m ueren en el prim er año

colecistocinina (C C K ; antes conocida com o pancreozim ina). La secretina es responsable de la producción de líquido pan­ creático rico en bicarbonato y, por tanto, alcalino, que prote­ ge el revestim iento del intestino. La secretina se sintetiza en respuesta a los contenidos ácidos del estómago que llegan al duodeno. Esto tam bién afecta la actividad de la gastrina en

de diagnóstico. La m ayor parte de los tum ores pancreáti­

el estómago. Este líquido pancreático contiene pocas enzi­ mas digestivas. La CCK, en presencia de grasas o am inoáci­ dos en el duodeno, se produce por las células de la mucosa intestinal y es responsable de liberar enzim as de las células acinares a través del páncreas en el líquido pancreático.

EN FERM ED AD ES DEL PÁNCREAS Además del traum atism o, sólo tres enferm edades atraen más de 95% de la atención m édica dedicada al páncreas.

cos surgen com o adenocarcinom as del epitelio conductal. D ebido a que el páncreas cuenta co n un sum inistro abun­ dante de nervios, el dolor es una característica prom inente de la enferm edad. Si el tum or surge en el cuerpo o la cola del páncreas, la d etección a m enudo no ocurre hasta una fase avanzada de la enferm edad debido a su u b icació n cen ­ tral y a los síntom as vagos relacionados. P or lo general, el cán cer de la cabeza del páncreas se detecta m ás pronto por su proxim idad con el cond u cto b iliar com ún. Los signos de estos tum ores son ictericia, pérdida de peso, anorexia y náusea. La ictericia se relaciona con signos de hiperbilirrubinem ia poshepática (colestasis intrahepática) y b ajas concen tracio nes de bilirrubina fecal, lo que da com o resultado heces de co lo r arcilla. Sin em bargo, los hallazgos

Si afectan la fu nción endocrina del páncreas, estas enfer­ m edades llegan a ocasionar alteración en la digestión y el m etabolism o de nutrientes. E n el capítulo 11, C arbohidra­ tos, se analiza el papel del páncreas en la diabetes m ellitus. 1. La fibrosis quística (conocida por varios otros térm inos, com o enferm edad fibroquística del páncreas y mucoviscidosis ) es un trastorno autosóm ico recesivo heredado, caracteri­

no son específicos para tum ores pancreáticos, por lo que deben descartarse otras causas de obstru cción . Los tum ores celulares del islote del páncreas afectan la capacidad endocrina del páncreas. Si el tum or ocurre en las células beta, a m enudo se observa hiperinsulinism o, que ocasiona concentraciones bajas de glucosa sanguínea, algu­ nas veces seguidas por choque hipoglucém ico. A los tum o­

zado por disfunción de las glándulas m ucosas y exocrinas en todo el cuerpo. Esta enfermedad es relativamente fre­ cuente y ocurre en cerca de 1 de cada 1 6 0 0 nacidos vivos. Tiene varias m anifestaciones y al principio llega a presen­ tarse en formas tan variables com o obstrucción intestinal del recién nacido, infecciones pulm onares excesivas en la niñez o, rara vez, m alabsorción pancreatógena en adultos.

res de las células alfa pancreáticas, con sobreproducción de gastrina, se les denom ina gastrínomas. Éstos producen el síndrome de Zollinger-Ellison y llegan a ser de origen duode­ nal. Estos tum ores están relacionados con diarrea acuosa, úlcera péptica recurrente e hipersecreción e hiperacidez gástricas im portantes. Los tumores pancreáticos que secre­

La enfermedad hace que los conductos pequeños y grandes y los ácinos se dilaten y se conviertan en quistes pequeños rellenos de mucosidad, que a la postre ocasionan la preven­ ción de secreciones pancreáticas que llegan al duodeno o, dependiendo de la edad del paciente, un tapón que bloquea el lum en del intestino, lo que conduce a la obstrucción. A medida que la enfermedad avanza, existe un aum ento en la destrucción y cicatrización fibrosa del páncreas y un decre­ m ento correspondiente en la función. La fibrosis quística se transm ite com o un trastorno recesivo autosóm ico con elevado grado de penetración. O curre sobre todo en perso­ nas con ascendencia europea del norte. El gen de la fibrosis quística, conocido com o C FTR , se presenta en el crom o­ som a 7. Están identificadas más de 9 0 0 m utaciones que causan este trastorno, aunque algunas ocurren con m ayor frecuencia que otras. E n áreas de elevada frecuencia, com o Britania en el occidente de Francia, más de 10% de la pobla­ ción llega a p resen tar una m u ta ció n de fib rosis q u ística , y 1 de cada 3 0 0 0 niños se ve afectado, lo que la vuelve el trastorno genético más frecuente en esas poblaciones. E n la actualidad, se llevan a cabo varias evaluaciones genéticas .1"3 2. E l carcinom a pancreático es la quinta form a m ás fre­ cu ente de cán cer fatal, y causa alrededor de 2 7 0 0 0 m uer­ tes cada año en Estados U nidos, lo que representa cerca de

tan glucagon en las células a son raros. La hipersecreción de glucagon se relaciona con diabetes m ellitus. 3. La pancreatitis, o inflam ación del páncreas, es básica­ m en te causada por autodigestión del páncreas com o resul­ tado del reflujo de la b ilis o contenidos duodenales dentro de los cond u ctos pancreáticos. Los cam bios patológicos inclu yen edem a agudo, co n grandes cantidades de líquido que se acum ula en el espacio retroperitoneal y decrem ento relacionado co n el volu m en sanguíneo circulante efectivo; in filtración celular, que conduce a necrosis de las células acinares, con hem orragia com o posible resultado de los vasos sanguíneos n ecróticos; y necrosis adiposa pancreá­ tica intrahepática y extrahepática. Por lo general, la pan­ creatitis se clasifica com o aguda (daño n o perm anente al p áncreas), crónica (lesión irreversible) o reincidente/recu­ rrente, que tam bién puede ser aguda o crónica. A m enudo ocu rre en la m adurez. Es posible que se presenten episo­ dios dolorosos de m anera interm itente, que suelen alcan­ zar intensidad m áxim a en m inutos u horas y duran varios días o sem anas, con frecuencia acom pañados por náusea y vóm ito. La pancreatitis a m enudo está relacionada con abuso de alcoh ol o enferm edad del tracto biliar, pero los pacientes con hiperlipoproteinem ia y aquellos con hiper­ paratiroidism o tam bién se encuentran en m ayor riesgo para esta enferm edad.

CAPÍTULO 25 ■ FUNCIÓN PANCREÁTICA

541

E S T U D IO D E C A S O 25-1 U n hom bre de 3 8 años de edad ingresa a urgencias con d olor grave e intenso en la parte m edia del abdom en de seis horas de duración. U n am igo, que lo transpor­ tó al hospital, inform ó que el pacien te se desm ayó tres veces en el autom óvil. E l paciente presenta antecedente de 15 años de alcoholism o y bebe uno o dos vasos de w hisky por día. Se le hospitalizó por últim a vez debido a alcoholism o agudo hace tres m eses, m om ento en que se observaron anorm alidades relativam ente m enores de la fu nción hepática. E n este ingreso, su presión san­ guínea fue de 80/40 mm Hg; pu lso, 1 1 0 latidos/min y con stan te; y respiraciones, 24/min y poco profundas. E n el cuadro 2 5 -1 .1 de estudio de caso se m uestran los resultados de la prueba de laboratorio clínica.

CUADRO 25-1.1. DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO Amilasa sérica

640 unidades (3.5 a 260)

Sodio sérico

133 meq/L (135 a 145)

Potasio

3.4 meq/L (3.8 a 5.5)

Calcio

4.0 meq/L (4.5 a 5.5)

Nitrógeno de urea sanguíneo

32 mg/dl (8 a 25)

Recuento de glóbulos blancos

16 500

Hemoglobina

12 g/dl

Preguntas 1 . ¿Cuál es la enferm edad probable? 2. ¿Cuál es la causa de que el calcio sérico sea b ajo? 3. ¿C uál es la causa del aum ento del n itrógeno de urea sanguíneo?

O tros factores etiológicos relacionados con pancreatitis aguda inclu yen paperas, obstru cción causada por enferm e­ dad del tracto biliar, cálculos biliares, tum ores pancreáti­ cos, lesión tisular, enfermedad aterosclerótica, choque, em barazo, hipercalcem ia, pancreatitis hereditaria, facto­

ridos. Ésta es la esencia del síndrom e de la m alabsorción general, que abarca hincham iento e incom odidad abdom i­ nales; paso frecuente de heces volum inosas y con m al olor; y pérdida de peso. La incapacidad para digerir o absorber grasas, conocida com o esteatorrea, proporciona un aspec­

res inm unológicos relacionados con trasplante posrenal e hipersensibilidad. Los síntom as de la pancreatitis aguda constan de dolor abdom inal grave generalizado o en los cuadrantes superiores, y que a m enudo se irradia hacia la parte posterior o baja del costado derecho o izquierdo. La etiología de la pancreatitis crónica es sim ilar a la de la pan­ creatitis aguda, pero al parecer el consum o excesivo crón i­

to grasiento a las heces (m ás de 5 g de grasa fecal por 24 horas). Por lo general, el síndrom e de m alabsorción im plica digestión o absorción anorm al de proteínas, polisacáridos, carbohidratos y otras m oléculas com plejas, así com o lípidos. Es posible que tam bién ocurra daño grave en la absorción y el m etabolism o de electrólitos, agua, vitam inas (en parti­ cular vitam inas A, D, E y K solubles en grasa) y minerales.

co de alcohol es el factor más frecuente de predisposición. Los hallazgos de laboratorio abarcan aum ento de am i­ lasa, lipasa, triglicéridos e hipercalcem ia, lo que a m enudo se relaciona con hiperparatiroidism o subyacente. Tal vez se encuentre hipocalcem ia y se atribuya a la elim inación repentina de grandes cantidades de calcio del líquido extracelular debido a daño en la m ovilización o com o resultado

vitam ina B 12, lo que ocasiona anem ia m egaloblástica (ane­ m ia perniciosa), o lactosa causada por una deficiencia de lactasa. Además de la deficiencia exocrina pancreática, el síndrom e de m alabsorción se produce por obstrucción biliar, que priva al intestino delgado del efecto em ulsificante de la bilis, y por varias enfermedades del intestino delgado,

de la fijación de calcio por ácidos grasos liberados debido a

que inhiben la absorción de los productos digeridos.

increm ento en la acción de la lipasa sobre los triglicéridos. La hipoproteinem ia se atribuye de m anera prim ordial a la pérdida notable de plasma en el espacio retroperitoneal. Un cam bio del flujo sanguíneo arterial de las células pancreá­ ticas inflamadas a las células m enos afectadas o norm ales origina la privación de oxígeno e hipoxia tisular en el área

La m alabsorción quizá afecte a una sola sustancia, com o la

PRUEBAS DE LA FUNCION PANCREÁTICA12

dañada, que incluye a los órganos y tejido circundantes. Estos tres trastornos llegan a producir dism inución grave

De acuerdo con la etiología y el cuadro clínico, se sospecha función pancreática cuando hay evidencia de aum ento de la amilasa y lipasa. Consulte el capítulo 10, Enzimas, para cono­ cer un análisis más detallado de estas enzimas. Otras pruebas de laboratorio de la función pancreática incluyen aquellas que se utilizan para la detección de la m alabsorción (p. ej.,

en la función exocrina pancreática, que afectan de manera im portante la digestión y absorción de los nutrientes in g e -.

exam en de las heces en busca de exceso de grasa, prueba de la D-xilosa y análisis de la grasa fecal), las que miden otra

542

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

ES T U D IO D E C A S O 25-2 U n hom bre alcohólico de 5 6 años de edad se presenta co n un h istorial de dos sem anas de dolor en la parte m edia del abdom en. Además, inform a heces de color arcilla, ictericia leve, náusea, vóm ito y pérdida de peso de 4 .5 kg. E n el cuadro 2 5 -2 .1 de estudio de caso se m uestran los hallazgos de laboratorio.

Preguntas 1. ¿Cuál sistem a orgánico es afectado de m anera pri­ m aria?

2. ¿C uáles son las principales consid eraciones del diag­ nóstico? 3. ¿Q ué significan los resultados de laboratorio? ¿C uá­ les pruebas de laboratorio ad icionales serían útiles

CUADRO 25-2.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO PRUEBA

RESULTADO

RANGO DE REFERENCIA

Bilirrubina sérica

4.2 mg/dl

0.3 a 1.0 mg/dl

Lactatodeshidrogenasasérica

625 Ul/L

0 a 200 Ul/L

Alanina-aminotransferasa sérica

76 Ul/L

0 a 46 Ul/L

Fosfatasa alcalina sérica

462 Ul/L

0 a 80 Ul/L

Amilasa sérica

80 Ul/L

0 a 85 Ul/L

Bilirrubina en orina

3+

Negativo

en el establecim iento del diagnóstico? 4. ¿Cuáles otros estudios o proced im ientos tal vez se requieran?

función exocrina (p. ej., secretina, CCK, grasa fecal, tripsina y quimotripsina), las que evalúan cambios relacionados con

d escriben de m anera breve las siguientes pruebas de la

obstrucción hepática (p. ej., bilirrubina) y las relacionadas con sustancias endocrinas (p. e j., gastrina, insulina y glucosa) que reflejan cam bios en las células endocrinas del páncreas. E n ocasiones la evaluación directa del líquido pan­ crático incluye m edición del volum en total del líquido

grasa fecal, determ inaciones de cloruro en sudor e inter­ pretación de la am ilasa y lipasa.

p ancreático y la cantidad o con cen tració n de bicarbonato y enzim as, lo que requiere estim u lación pancreática. Es posible lograr la estim u lación a través de una com ida pres­ crita o con la adm inistración de secretina, que perm ite la evaluación del volum en y del bicarbon ato, o estim u lación de la secretina seguida por estim u lación de CC K, lo que agrega enzim as a la evaluación del líquido pancreático. La ventaja de estas pruebas, que requieren la intubación del paciente, es que los exám enes quím ico y patológico se realizan sobre secreciones pancreáticas reales. A m enudo el exam en citológico del líquido establece la presen cia, o cuando m enos la sospecha, de neoplasm as m alignos, aun­ que no es posible la localización precisa del órgano prim a­ rio im plicado (es decir, páncreas, sistem a biliar, ámpula de Vater o duodeno) por aspiración duodenal. D ebido a los avances en las técnicas de im agen, estas pruebas de estim u lación se utilizan co n m enor frecuencia.

fu nción pancreática: prueba de secretina/CCK, análisis de

Prueba de secretina/CCK La prueba de secretina/CCK es una determ inación directa de la capacidad secretoria exocrina del páncreas. La prue­ ba incluye entubación del duodeno sin contam inación por líquido gástrico, lo que neutralizaría cualquier bicarbonato. La prueba se realiza después de un ayuno de seis horas o durante toda la noche. La secreción pancreática es estimulada por secretina administrada por vía intravenosa en dosis que varían de 2 a 3 U/kg del peso corporal, seguida por la admi­ nistración de CCK. Si se desea una prueba simple de secreti­ na, sólo se proporciona la dosis más elevada de secretina. No se ha establecido ningún protocolo de m anera u n i­ form e para la prueba. Las secreciones pancreáticas se reco ­ lectan de m anera variada por 3 0 , 6 0 u 8 0 m in después de la ad m inistración de los estim ulantes, sea com o m ues­ tras de 10 m in o com o una sola reco lecció n depositada. Se determ inan el pH, el índice secretorio, las actividades enzim áticas (p. e j., tripsina, am ilasa o lipasa), y la can ti­

N inguna ha m ostrado ser de particular utilidad en el diag­ nóstico de la enferm edad pancreática leve o aguda, en la que la fase aguda se reduce. La m ayor parte de las pruebas son de utilidad clín ica en la exclu sión del páncreas del diagnóstico. La prueba de sudor, utilizada para valorar la

dad de bicarbon atos. La cantidad prom edio de b ica rb o ­ nato excretada por hora es de alrededor de 15 m M para hom bres y 12 m M para m ujeres, con un flujo prom edio de 2 ml/kg. Dado el gasto del volum en total, se debe ob te­ ner la valoración de las enzim as. La d ism inu ción del flujo pancreático está relacionada con o b stru cción pancreática

fibrosis quística, no es específica para evaluar la afección p ancreática pero, cuando se usa ju n to con el cuadro clín i­ co en el m om ento de com probación, tal vez proporcione inform ación diagnóstica im portante. A continu ació n se

e increm en to de las concen tracio nes enzim áticas. Las c o n ­ centraciones bajas de bicarbonato y enzim as están rela­ cionadas con fibrosis quística, pancreatitis crónica, quistes p ancreáticos, calcificación y edema del páncreas .1

CAPÍTULO 25 ■ FUNCIÓN PANCREÁTICA

A n álisis de la grasa fecal Los lípidos fecales se derivan de cuatro fuentes: lípidos ingeridos no absorbidos, lípidos excretados en el intestino (sobre todo en la b ilis), células vertidas en el intestino y m etabolism o de bacterias intestinales. Los pacientes con dieta libre de lípidos aún excretan 1 a 4 g de lípidos en las h eces en un período de 2 4 h. In clu so con una dieta rica en lípidos, por lo general la grasa fecal no sobrepasa una cifra aproxim ada de 7 g en u n período de 2 4 h. E l lípido fecal norm al se com pone de ácidos grasos en alrededor de 60% ; esteróles, alcoholes superiores y carotenoides en 30% ; y

543

lecció n de h eces de 7 2 h, aunque el período de recolec­ ció n llega a aum entar hasta por cin co días. E xisten dos m étodos básicos para la cu an tificación de lípidos fecales. E n el m étodo gravim étrico, los ja b o n e s de ácidos grasos (de m anera prim ordial sales de calcio y m agnesio de áci­ dos grasos) se convierten a ácidos grasos libres, seguido por la extracció n de la m ayor parte de los lípidos en un solvente orgánico, que luego se evapora para que se pese el residuo lipídico. E n m étodos de titulación, los lípidos se saponifican con h idróxido, y las sales de ácido graso se convierten a ácidos grasos libres m ediante el uso de áci­

Se han desarrollado varias pruebas de valoración para detec­

do. Luego se extraen los ácidos grasos libres, ju n to con varios lípidos no saponificados, con u n solvente orgánico, en tanto los ácidos grasos se titulan con hidróxido des­ pués de la evaporación del solvente y la red isolución del residuo en etanol. O bviam ente, los m étodos de titulación sólo m iden los ácidos grasos saponificables y, com o con se­ cu encia, producen resultados alrededor de 20% m ás bajos

tar estatorrea. E n estas pruebas se suelen utilizar tintas solu­ bles en grasa (p. ej., Sudán III, Sudán IV aceite rojo 0 o sulfato azul del N ilo), que se disuelven en el interior de las gotas del lípido y las colorea. El grado de experiencia y confiabilidad del laboratorista clínico que realiza la prueba es de mayor importancia que el procedimiento de la técnica particular.

que los de m étodos gravim étricos. O tra o b jeció n es que en los m étodos de titulación se utiliza u n peso m olecular prom edio estim ado para los ácidos grasos para convertir m oles de ácidos grasos a gram os de lípido. E n algún m om en to, era habitual m edir la cantidad de ácidos grasos libres com o u n porcen taje de lípidos totales

Tinción d e Sud án p a ra g ra sa fe c a l34

b ajo la su p osición de que u n porcen taje elevado de ácidos grasos indica actividad adecuada de la lipasa pancreática.

triglicéridos en 10% . Aunque el aum ento im portante de la grasa fecal tal vez se deba a o b stru cción biliar, la estatorrea grave suele relacionarse con insu ficiencia pancreática e x o ­ crina o enferm edad del in testin o delgado.

P ru eb a d e valoración cualitativa d e la g ra sa fe c a l

Las grasas neutras (triglicérid os) y m u chos otros lípidos se tiñen de color am arillento-naranja a ro jo con Sudán III porque la tinta es m u ch o m ás soluble en lípidos que en agua o etanol. Los ácidos grasos libres no se tiñen de m anera apreciable, a m enos que la m uestra se caliente en presencia del teñido con 36% de ácido acético. E l porta­ ob jetos se exam ina caliente o frío para valorar la cantidad

A este m étodo ya no se le considera confiable debido a los resultados falsos, en particular causados por la lipasa producida por bacterias intestinales. Es esencial, a los pacientes se les administra una dieta rica en lípidos durante cuando m enos dos días antes de instituir la recolección fecal. La dieta debe contener cuando m enos 50

de gotas de grasa. A medida que la lam inilla se enfría, los ácidos grasos cristalizan en el exterior en partículas largas e incoloras sem ejantes a agujas. La d etección de fibra de carne se realiza por una tercera alícuota de m uestra fecal m ezclada sobre el portaobjetos co n 10% de alcoh ol y una solu ción de eosina teñida durante tres m inutos. La fibra

g, y de preferencia 100 g, de lípidos al día. Las recolecciones fecales se extenderán durante tres días sucesivos o más. E xisten varias m aneras de expresar la excreción lipíd i­ ca fecal. La expresión com o un p orcen taje de peso fecal húm edo o seco está abierta al cuestionam iento serio debi­ do a las am plias variaciones en contenid o de agua fecal y

de carne se teñirá com o fibras rectangulares de estrías trasversales. Al dividir la m uestra y detectar grasas neutra­ les, ácidos grasos y fibras de carne sin digerir, es posible proporcionar inform ación diagnóstica. Los increm entos de grasa y fibras de carne sin digerir son indicativos de pacientes con esteatorrea de origen pancreático. Se utiliza una m uestra fecal representativa para el análisis. Las h eces norm ales presentan hasta 4 0 o 5 0 gotas de lípido neutras pequeñas (1 a 5 m m ) por cam po de m icros­ cop io de alta potencia. La esteatorrea se caracteriza por aum ento en la cantidad y el tam año de las gotas teñibles, a m enudo con algunos glóbulos de grasa en el rango de 5 0 a 100 m m . E n pacientes con este trastorno, se espera una v aloración de ácidos grasos m ayor de 100 gotas pequeñas teñidas, ju n to con la presencia de fibra de carne.

A nálisis cuantitativo d e gra sa fe c a l3'4 La prueba definitiva para la estatorrea es la d eterm inación. cuantitativa de la grasa fecal, por lo general en una reco ­

en residuo seco com o resultado del consu m o d ietético. E l m étodo más aceptado consiste en inform ar los gram os de grasa fecal excretada en un período de 2 4 horas.

M étodo gra vim étrico de S obel5 p a ra la d eterm in a ­ ción d e g ra sa fe c a l (m odificado)6 La muestra fecal completa se emulsifica con agua. Una alí­ cuota es acidificada para convertir todos los jabones de ácidos grasos a ácidos grasos libres, que luego se excretan con otros lípidos solubles en éter de petróleo y etanol. Después de la evaporación de los solventes orgánicos, se pesa el residuo lipí­ dico. Todas las heces por un período de tres días se recolectan en recipientes de tara. Es necesario que éstos no contengan una capa de cera. La muestra se mantendrá en refrigeración. Los lípidos totales no cam bian de m anera im portante durante un alm acenam iento de cinco días de la muestra a temperaturas del refrigerador. Los pacientes no deben ingerir aceite de ricino, aceite m ineral u otros laxantes acei­ tosos y no utilizarán supositorios rectales que contengan

544

PARTE II! ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

aceite o lípid o d uran te dos días an tes de la prueba y duran te la m ism a. E l rango de referencia para lípidos fecales en adultos es

Se acepta de m anera amplia que las concentraciones del cloruro en sudor m ayores a 6 0 mmol/L son diagnósticas de fibrosis quística en n iñ os .12 Las concentraciones de sodio o

de 1 a 7 g/24 horas.

cloruro en el sudor en m ujeres ejercen fluctuaciones en el ciclo m enstrual y alcanzan un valor m áxim o cinco a 10 días

D eterm inaciones de electrólitos en sudor6’9

antes del com ienzo de la m enstruación, pero no se super­ ponen con los rangos relacionados con fibrosis quística.

La m edición de la concentración de sodio y cloruro en el sudor es la prueba más útil para el diagnóstico de fibrosis quística. Se observan concentraciones bastante elevadas de am bos iones, que ocurren en más de 99% de los pacientes afectados. Los aum entos de dos a cin co veces de sodio y clo­ ruro en sudor son diagnósticos de fibrosis quística en niños. Incluso en adultos, ningún otro trastorno causa increm en­ tos del cloruro y sodio en sudor por arriba de 8 0 meq/L. E l potasio en sudor tam bién es elevado, pero en m enor m edi­ da, por lo que no suele tomarse en cuenta para el diagnósti­ co. Al contrario de algunas aserciones, las determ inaciones de electrólitos en sudor no distinguen transportadores hete­ rocigotos de fibrosis quística de los hom ocigotos normales. Los m étodos antiguos para la o b ten ció n de las m uestras de sudor requerían tecnólogos experim entados, quienes a m enudo realizaban la prueba. La in d u cción de sudor incluía la ap licación de bolsas de plástico o el envolvim iento del pacien te en m antas, lo que conllevaba im portantes riesgos de d eshidratación, trastornos electro líticos e hiperpirexia. E n 1 9 5 9 , se inform ó la adm inistración de pilocarpina por iontoforesis com o un m étodo eficiente para la recolección y estim u lación del sudor .1011 E n la iontoforesis se em plea una corrien te eléctrica que hace que la pilocarpina emigre al área lim itada de la piel, por lo general la parte interna del antebrazo, hacia el electrodo negativo a partir de una alm ohadilla hum edecida sobre el electrodo positivo. L ue­ go se aplica u n recip iente de reco lecció n a la piel. D espués se analiza el sudor para cloruro. Para la confirm ación , se debe repetir la prueba. Los electrodos de superficie com er­ ciales para analizar el cloruro del sudor se consiguen con facilidad. Para con o cer detalles, con su lte el capítulo 2 7 ,

Enzim as séricas11 La amilasa representa la enzim a sérica que más se utiliza para la detección de enfermedad pancreática. Sin embargo, no se trata de una prueba de la función. La amilasa es útil sobre todo en el diagnóstico de pancreatitis aguda, en la que ocurren aum entos im portantes en las concentraciones séri­ cas en alrededor de 75% de los pacientes. Por lo general, la amilasa en suero aum enta pocas horas después del com ien­ zo de la enfermedad, alcanza un valor m áxim o en alrededor de 2 4 h y, debido a su elim inación por los riñones, regresa a lo norm al en tres a cinco días, lo que a m enudo hace que la amilasa en la orina sea un indicador más sensible de la pan­ creatitis aguda. La m agnitud de la elevación de la enzim a no se correlaciona con la gravedad de la enfermedad. La determ inación de la elim inación renal de la am ilasa es ú til en la detección de increm entos m enores o interm iten­ tes en la concentración sérica de esta enzim a. Para corregir la d ism inución en la función glomerular, la expresión más ú til es la proporción entre elim inación de am ilasa y la eli­ m inación de creatinina, com o se m uestra a continuación: % de eliminación de amilasa _ „ AO CS -------------------------------------------= 1 0 0 x X Creatinina AS CO

(Ec. 25-1)

donde AO = am ilasa en orina AS = am ilasa en suero CS = creatinina en suero CO = creatinina en orina Los valores norm ales son m enores de 3.1 % . Se obser­ van valores m uy elevados, que prom edian alrededor de 8

Análisis de los líquidos corporales.

ES T U D IO D E C A S O 25-3 Los padres de un niño de 7 años de edad lo llevan al pediatra con m anifestaciones de fiebres frecuentes y deficiencia en el crecim iento. El niño sufrió tres brotes de neum onía durante los dos años anteriores y padeció bronquitis crónica, que le causó cantidades copiosas de tos con esputo m ucoide espeso y am arillento. A pesar de m ostrar gran apetito, sólo habla aum entado entre 0 .5 y 1 kg durante los últim os dos años, y era de estatura frágil y pequeña. E n especial le gustaban los alim entos salados. Por lo general, presentaba entre tres y cuatro m ovim ien­ tos intestinales volum inosos y de olor fétido. Su herm a­ na de 9 años de edad m ostraba estupenda salud.

Preguntas 1. ¿Cuál es la enferm edad más probable? 2. ¿C uáles pruebas de laboratorio clín ico serían las más inform ativas y cuáles resultados se esperarían? 3. ¿Q ué otras pruebas de laboratorio clín ico es proba­ ble que serían anorm ales?

CAPÍTULO 25 ■ FUNCIÓN PANCREÁTICA

o 9% , en presencia de pancreatitis aguda, pero tam bién ocu rren en otras afecciones, com o quem aduras, sepsis y cetoacid osis diabética. E l uso de la lipasa sérica en la d etección clín ica de la

545

ca. O tro problem a es que la gelatinización de alm idón, en frío, interfiere con la digestión y la absorción. Además, la digestión del alm idón se inicia por secreción de saliva, que continú a en el intestino de pacientes con falta de acidez gástrica. Com o resultado, esta prueba rara vez se utiliza.

enferm edad pancreática ha sido afectada en el pasado por problem as técn icos inherentes a los diversos m étodos ana­ líticos. Al parecer los métodos analíticos m ejorados indican que la lipasa se eleva en suero tan pronto com o la am ilasa en la pancreatitis aguda, y que dicha elevación persiste por un poco más tiempo que la de amilasa. Com o resultado, algunos m édicos consideran que la lipasa es m ás sen si­

La d eterm inación de la actividad enzim ática proteolítica en h eces constituyó un procedim iento habitual para la evaluación de la fu nción exo crin a pancreática, en par­ ticular en el diagnóstico de fibrosis quística. D ich o p ro ce­ dim iento determ ina la actividad proteolítica fecal por su capacidad para digerir gelatina en una pelícu la de rayos X

b le que la am ilasa com o indicador de pancreatitis aguda u

al producir aclaración de la película. D esafortunadam en­

otras causas de necrosis pancreática. Tanto la am ilasa com o la lipasa se elevan de m anera im portante en suero en presencia de m u chos otros tras­ tornos (p. e j., adm inistración de opiáceo, carcinom a pan­ creático, infarto intestinal, o b stru cción o perforación y traum atism o pancreático). Además, las concen traciones

te, los resultados son de confiabilidad lim itada porque m uchas bacterias intestinales producen enzim as proteolíticas, adem ás de que las bacterias tam bién destruyen enzi­ m as pancreáticas. E xisten análisis más esp ecíficos, pero han recibido poca aceptación.

de am ilasa se elevan con frecuencia en paperas, colecisti­ tis, hepatitis, cirrosis, em barazo ectópico interrum pido y m acroam ilasem ia. La electroforesis de am ilasa total, si es que está disponible, revelaría increm en to en la isoenzim a tipo p que, ju n to con la lipasa, perm anece elevada m ucho m ás tiem po que la am ilasa total en la pancreatitis aguda. Los valores de lipasa suelen elevarse de m anera im portante en fracturas óseas y en relación co n em bolism o de grasas.

O tras pruebas de la función pancreática E n el cuadro 2 5 -2 .1 de estudio de caso se resum en las pruebas de laboratorio que tal vez sean útiles en el diag­ nóstico de enferm edades pancreáticas. O tras pruebas, que d iferencian la m alabsorción pancreática de la entérica, se analizan en detalle en el capítulo 2 6 , Función gastrointesti­ nal. Una de ellas es la prueba de absorción de la D-xilosa. La D-xilosa es un azúcar pentosa que no requiere enzim as pancreáticas para la absorción. E n u n pacien te co n sos­ pecha de síndrom e de m alabsorción, una D-xilosa norm al indica insuficiencia pancreática. La prueba de tolerancia al alm idón se desarrolló para diferenciar la m alabsorción pancreatógena de la intestinal. E n teoría, un paciente con lib eración inadecuada de am i­ lasa pancreática en el in testin o delgado tendría u n aum en­ to m u cho más b ajo en las con cen tracio n es de glucosa sanguínea después de la ingestión de una preparación de

Las pruebas radiográficas, incluyendo rayos X abdom i­ nal y de pech o, ultrasonido, duodenografia, tom ografía por com putadora, endoscopia, angiografía y biop sia pan­ creática, son herram ientas esenciales para el diagnóstico apropiado de los trastornos p ancreáticos .13

RESUMEN E l páncreas es una glándula digestiva que pesa 7 0 a 105 g. Consta de dos tejidos diferentes desde el pu nto de vis­ ta m orfológico y funcional: tejido en d ocrino y exocrino. E l com ponente endocrino con siste en los islotes de Langerhans, que secretan cuando m enos cuatro horm o­ nas en la sangre: insulina, glucagon, gastrina y som atos­ tatina. E l com pon ente pancreático exo crin o , que es más grande, secreta enzim as digestivas en los cond u ctos que al final se vacían en el duodeno. La actividad pancreática se encuen tra b ajo con trol nervioso y end ocrino. Además del traum atism o, sólo tres enferm edades causan más de 95% de la aten ción m édica dedicada al páncreas: fibrosis quística, carcinom a pancreático y pancreatitis. E l papel del páncreas en la diabetes m ellitus se analiza en el capítulo 11, Carbohidratos. De acuerdo con la etiología y el cuadro

alm idón purificado que una persona con cantidades nor­

clín ico , la fu nción pancreática tal vez resulte sospechosa cuando hay evidencia del increm en to de am ilasa y lipasa. Las pruebas de la fu nción pancreática inclu yen aquellas usadas para la d etección de m alabsorción (p. e j., D-xilosa, exceso de grasa, fibra de carne y grasa fecal), pruebas para la m ed ición de otras funciones exocrinas (p. e j., secretina,

m ales de amilasa. Los resultados se com paran con los de una prueba estándar de tolerancia a la glucosa. Por desgra­

C C K , tripsina y quim otripsina), pruebas para evaluar los cam bios relacionados con ob stru cción extrahép atica (p.

cia, este m étodo de referencia es confuso por el h echo que la prueba de tolerancia a la glucosa a m enudo es anorm al en pacientes con m alabsorción intestin al, así com o en más de la m itad de los pacientes con in su ficiencia pancreáti­

e j., bilirrubina) y pruebas de relación endocrina que refle­ ja n cam bios en las células end ocrinas del páncreas (p. ej., gastrina, insulina, glucosa y cortisol).

546

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

P R E G U N T A S 1. Los hallazgos de laboratorio en la pancreatitis in clu ­ yen todos los siguientes, E X C E P T O : a) Increm ento de amilasa. b) Increm ento de lipasa. c) Increm ento de triglicéridos. d) Increm ento de cortisol. 2. ¿Cuál de las siguientes pruebas representa una deter­ m in ación directa de la capacidad secretoria exo crina del páncreas? a) Am ilasa. b ) A nálisis cuantitativo de la grasa fecal. c) Prueba de secretina/CCK d) N inguna de las anteriores. 3. ¿Cuál de las siguientes afirm aciones con cern ien tes a la fibrosis quística NO es correcta? a) O curre predom inantem ente en p oblaciones de e xtracció n del norte de Europa. b ) Se diagnostica con frecu encia por m ed iciones del cloruro en el sudor. c) A fecta a hom bres y m u jeres casi por igual. d.) Se origina por varias m utaciones en el cromosoma. e) La valoración genética suele ser infructuosa.

REFEREN CIAS 1.

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DE

R E P A S O

4. Es menos p robable que la fibrosis quística produzca ¿cuál de los siguientes trastornos? a) O bstru cción intestinal del recién nacido. b ) Infeccion es pulm onarias. c) C icatrización del páncreas. d) C irrosis hepática. e) M alabsorción intestinal. 5. E l período apropiado para la reco lecció n de una m ues­ tra de grasa fecal es: a) 2 4 horas. b) 3 6 horas. c) 4 8 horas. d ) 7 2 horas. e) 9 6 horas.

6 . E l cond u cto pancreático principal drena en: a ) D uodeno. b) Estóm ago. c) Vesícula.

d) Colon. e) Hígado.

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Función gastrointestinal Edward P. Fody

C O N T E N I D O

D E L

C A P Í T U L O PRUEBAS DE LA FUNCIÓN INTESTINAL

FIOSIOLOGÍA Y BIOQUÍMICA DE LA SECRECIÓN GÁSTRICA ASPECTOS CLÍNICOS DEL ANÁLISIS GÁSTRICO PRUEBAS DE LA FUNCIÓN GÁSTRICA

Prueba de tolerancia a la lactosa Prueba de absorción de la D-xilosa Carotenoides séricos Análisis de la grasa fecal Otras pruebas de malabsorción intestinal

Mediciones del ácido gástrico en pruebas secretorias básales y máximas Medición del ácido gástrico Gastrina plasmática

RESUMEN PREGUNTAS DE REPASO REFERENCIAS LECTURAS RECOMENDADAS

FISIOLOGÍA INTESTINAL ASPECTOS CLINICOPATOLÓGICOS DE LA FUNCIÓN INTESTINAL

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Describir la fisiología y bioquímica de la secreción gástrica. • Enumerar las pruebas usadas para evaluar la fun­ ción gástrica e intestinal.

• •

T É R M I N O S Factor intrínseco Gastrina

Pepsina Prueba de absorción de la D-xilosa

E l sistem a gastrointestinal (G l) se com pone de la b oca, el esófago, el estóm ago, el intestino delgado y el intestino grueso. La digestión, que de m anera prim ordial con stitu ­ ye una fu n ció n del in testino delgado, es el proceso por el que alm idones, proteínas, lípidos, ácidos n u cleico s y otras m oléculas com plejas se degradan a com ponentes sim ples (m olécu las) para su absorción y uso en el cuerpo. E n este capítulo se analiza la fisiología y bioq u ím ica de la secre­ ció n gástrica, la fisiología intestin al y los aspectos p atoló­ gicos de la fu n ció n intestinal, al igual que las pruebas de las fu nciones gástrica e intestinal.

Explicar los aspectos clínicos del análisis gástrico. Evaluar el trastorno de un paciente, considerando ciertos datos clínicos.

CLAVE

Prueba de tolerancia a la lactosa Secretagogos

Síndrome de ZollingerEllison

FIOSIOLOGÍA Y BIOQUÍM ICA DE LA SECRECIÓN GASTRICA1 La secreción gástrica ocurre en respuesta a varios estímulos: • Im pulsos neurogénicos del cerebro transm itidos a tra­ vés de los nervios vagales (p. e j., respuestas a la obser­ vación, el olor o la anticip ación de c o m id a ). • D istensión del estóm ago con alim ento o líquido. • C ontacto de productos de degradación de proteínas, denom inados secretagogos, con la m u cosa gástrica.

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PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

• La horm ona gastrina representa el estím ulo más potente para la secreción gástrica; se secreta por células G especia­ lizadas en la m ucosa gástrica y en el duodeno en respues­ ta a la estim ulación vagal y el contacto con secretagogos. Las influencias inhibidoras inclu y en acidez gástrica elevada, que dism inuye la lib eración de la gastrina por las células G gástricas. E l polipéptido in hibid or gástrico se secreta por las células K en el duodeno m edio y distal, y en el yeyuno proxim al en respuesta a productos alim en ticios, com o grasas, glucosa y am inoácidos. E l polipéptido in tes­ tinal vasoactivo, producido por las células H en la m ucosa intestinal, inhib e de form a directa la secreción gástrica, la lib eración de gastrina y la m otilidad gástrica. E l líquido gástrico cuenta con un elevado contenido de ácido clorhídrico, pepsina y m oco. E l ácido clorhídrico se secreta contra un gradiente del ion hidrógeno de hasta 1 m illón de veces la concentración en plasma (es decir, el líquido gástrico alcanza un pH de 1.2 a 1.3 bajo condiciones de estim ulación aumentada o m áxim a). La pepsina se refiere a un grupo de enzim as proteolíticas relativam ente débiles, con un pH óptim o de alrededor de 1.6 a 3 .6 , que cataliza todas las proteínas nativas excepto el m oco. E l com ponen­ te más im portante de la secreción gástrica en térm inos de fisiología corporal es el fa cto r intrínseco, que facilita en gran medida la absorción de la vitam ina B 12en el íleon.

ASPECTOS CLÍNICOS DEL ANÁLISIS GÁSTRICO2 5 E l análisis gástrico se utiliza en m ed icina clín ica prim or­ dialm ente co n los siguientes propósitos: • E l análisis gástrico se utilizó de m anera am plia en la m edicina clínica, pero en la actualidad se le ha reem pla­ zado en gran m edida por la endoscopia de fibra óp tica y proced im ientos radiológicos m ejorados. • E l análisis gástrico se utiliza en clínica sobre todo para detectar características de h ipersecreción del síndrome de Zollinger-Ellison. Este síndrom e im plica u n neoplas­ m a secretador de gastrina, que por lo general se lo cali­ za en los islotes pancreáticos, y de m anera excepcional concentracio nes elevadas de gastrina plasm ática. A m enudo la secreción basal de una hora sobrepasa los 10 m eq, en tanto la proporción entre la secreción basal de una hora y la m áxim a suele superar el 60% (p. e j., en realidad el estóm ago no se encuentra en estado basal, sino que más b ien está estim ulado de m anera patológica por la con cen tració n elevada de gastrina plasm ática). Además, en ocasiones se utiliza el análisis gástrico para evaluar la anem ia perniciosa en adultos. E n este trastorno, se observa atrofia gástrica y el estóm ago no secreta el factor intrínseco, que se enlaza a la vitam ina B 12para im pedir su degradación por el ácido gástrico. Por lo general, el pEl del fluido gástrico en este trastorno n o cae por debajo de 6 , inclu so con estim ulación m áxim a. E l análisis gástrico rara vez contribuye en la determ inación del tipo de procedi­ m iento quirúrgico requerido para el tratam iento de úlcera. Previam ente se utilizaron varias sustancias para estim u­ lar la secreción gástrica (p. ej., cafeína, alcohol y alim entos de prueba), pero éstos son estím ulos subm áxim os y obso­

letos. De 1953 a finales de la década de 1 9 7 0 , se em pleó el fosfato ácido de histam ina com o u n estím ulo m áxim o para la secreción gástrica. Debido a sus efectos adversos, algunos de ellos graves, en la actualidad a la histam ina se le ha reem ­ plazado por la pentagastrina, que es un pentapéptido sinté­ tico com puesto de los cuatro am inoácidos C-term inales de la gastrina ligada a un derivado de alanina sustituido. E l líquido gástrico norm al es translúcido, co lo r gris pálido y un poco viscoso, además de que a m enudo tiene un ligero olor acre. E l volum en residual no debe exceder 75 ml. E n ocasiones las m uestras residuales contienen m anchas de sangre o son verdes, m arrón o am arillas debi­ do al reflujo de bilis durante el proced im iento de intu b a­ ción. La presencia de partículas alim enticias es anorm al e indica obstru cción .

PRUEBAS DE LA FUNCIÓN GÁSTRICA M ediciones del ácido gástrico en pruebas secretorias básales y m áxim as2 5 Después de un ayuno durante la noche, suele realizarse aná­ lisis gástrico com o prueba basal de una hora, seguido por una prueba estimulada de una hora subsiguiente a la admi­ nistración de pentagastrina (6 ug/kg por vía subcutánea). Los resultados de la prueba revelan un amplio traslape entre sujetos sanos y pacientes enfermos, excepto por la anacidez, (p. ej., en anemia perniciosa) y la hipersecreción extrema encontradas en el síndrom e de Zollinger-Ellison. Por lo gene­ ral, la úlcera péptica se relaciona con un volum en de secre­ ción norm al y producción ácida. La úlcera péptica duodenal suele relacionarse con increm ento en el volum en secretorio en las pruebas de secreción basal y m áxim a. Sin embargo, se observa traslape im portante con el rango normal.

M edición del ácido gástrico2 E n m uestras de secreción estimulada, la capacidad del estó­ mago para secretar contra un gradiente del ion de hidróge­ no está determ inada por la m edición del pH. La producción ácida total en un intervalo programado se determ ina a par­ tir de la acidez titulable y los volúm enes de las m uestras del com ponente. Después de la intubación, la secreción resi­ dual se aspira y retiene. La secreción en los 10 a 3 0 m in subsiguientes se desecha para perm itir el ajuste del paciente al procedim iento de intubación. Las m uestras se obtienen de m anera ordinaria com o recolecciones de 15 m in para un período de una hora. La respuesta de la gastrina a la estim u lación intraveno­ sa de secretina se utiliza para investigar a pacientes con con cen tracio n es ligeram ente elevadas de gastrina en sue­ ro. E n esta prueba, la secretina porcina pura se inyecta por vía intravenosa, en tanto se recolectan las cifras de gastri­ na a intervalos de cin co m inutos durante los siguientes 3 0 m in. E n pacientes con síndrom e de Z ollinger-Ellison, la con cen tració n de gastrina se eleva cuando m enos 100 pg/ml sobre el nivel basal. Los pacientes con u lceración péptica, aclorhidria u otros trastornos m uestran u n ligero decrem ento en la con cen tració n gástrica .6 Se inform an el volum en, el pH y la acidez titulable y el cálculo de la producción ácida de cada prueba, com o

CAPÍTULO 26 ■ FUNCIÓN GASTROINTESTINAL

es el volum en total y la producción ácida de cada período de prueba (suma de las muestras del com ponente). Existe im portante variación en la producción ácida gástrica entre sujetos sanos en las pruebas de secreción basal y máxima. No obstante, en la prueba basal, la mayoría de los individuos sanos secretan 0 a 6 m eq de ácido en un volum en total de 10 a 100 mi. E n la prueba m áxim a de una hora, con el uso de histam ina o pentagastrina com o estím ulo, la mayoría de los hom bres secreta 1 a 4 0 m eq de ácido en un volum en total de 4 0 a 3 5 0 mi. Por lo general, las m ujeres y personas mayores secretan un poco m enos de ácido que los hom bres jóvenes.

G astrina plasm ática6 La m edición de las concentraciones de gastrina plasmá­ tica resulta invaluable en el diagnóstico del síndrom e de Zolliger-Ellison, en el que los valores en ayunas a menudo sobrepasan los 1 0 0 0 pg/ml y alcanzan los 4 0 0 00 0 pg/ml, en com paración con el rango norm al de 5 0 a 1 5 0 pg/m . Por lo general, la gastrina no aum enta en presencia de enfermedad de úlcera péptica simple. E n la mayoría de los pacientes con anemia perniciosa, no ocurre aum ento de la gastrina plasmá­ tica, pero ésta disminuye a lo norm al cuando el ácido clorhí­ drico se introduce de manera artificial en el estómago.

FISIOLOGÍA INTESTINAL La digestión, predom inantem ente una fu nción del intes­ tino delgado, constituye el proceso en el que alm idones, proteínas, lípidos, ácidos nu cleico s y otras m oléculas

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com plejas se degradan a m onosacáridos, am inoácidos y oligopéptidos, ácidos grasos, purinas, pirim idinas y otros com ponentes sim ples. En la m ayor parte de las m oléculas grandes, la digestión es necesaria para que se produzca la absorción. Cada día, el duodeno recibe alrededor de 7 a 10 L de agua y alim ento ingeridos, y secreción de las glán­ dulas salivales, el estóm ago, el páncreas y el tracto biliar. Luego los m ateriales ingresan al yeyuno y al íleon , donde se agregan 1 a 1.5 L de secrecion es adicionales. Sin em bar­ go, al final sólo alrededor de 1.5 L de m aterial líquido llega al ciego, que es la prim era porción del colon o intestino grueso. Esta im portante capacidad de absorción es posible porque el intestino delgado (de alrededor de 6 m de largo) posee num erosos pliegues m ucosales, proyecciones dim i­ nutas de la superficie lum inal denom inadas vellosidades y proyecciones m icroscópicas en las células m ucosas co n o ­ cidas com o m icrovellosidades, que en con ju n to aum entan en gran medida la superficie secretora y de absorción a un estim ado de 2 0 0 m 2. La absorción tien e lugar por difusión pasiva para algunas sustancias y por transporte activo para otras. Además, el intestino delgado secreta de m anera acti­ va electró litos y otros productos m etabólicos. E l intestino grueso (de alrededor de 1.5 m de largo) tiene dos fu ncio­ nes principales: reabsorción de agua, en la que los 1.5 L de líquido recibidos por el ciego se red ucen a 1 0 0 a 3 0 0 m i de heces, y el alm acenam iento de h eces antes de la defe­ cación . E n la figura 26-1 se m uestran de m anera gráfica las estructuras abdom inales que constitu yen el tracto ali­ m entario. Cardias

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PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

ES T U D IO D E C A S O 26-1 U n hom bre de 3 4 años de edad se som etió a evaluación d iagnóstica, co n qu eja de d olor epigástrico de dos años de d uración, d escrito de m anera diversa com o corrosi­ vo o quem ante. Se le diagnosticó úlcera peptídica duo­ denal hace 18 m eses; en aquel m om ento, la terapia de antiácid os y la revisión de la dieta proporcionaron ali­ vio consid erable de los síntom as. E n fecha reciente, el d olor se volvió m ás persistente y despertaba al paciente entre cuatro y seis veces cada noche. Los estudios radio­ lógicos revelaron u n cráter de la úlcera de 2 .5 cm en la prim era porción del duodeno y una ú lcera de 0 .5 cm en el antro del estóm ago. Los electró litos séricos fueron norm ales. La hem oglobina fue de 8 .3 g/dl con índices de células sanguíneas rojas norm ales. E l recuento san­ guíneo de células blancas fue de de 13 100. El análisis

A SPECTO S CLINICOPATOLÓGICOS DE LA FUNCIÓN INTESTINAL Las pruebas de la quím ica clín ica de la fu n ció n in testi­ n al se cen tran casi por com pleto en la evaluación de la absorción y sus alteraciones en varios estados de enfer­ m edad. C om o se analiza en el capítulo 2 5 , Función p an ­ creática, las enferm edades del páncreas exo crin o y del tracto b iliar tam bién llegan a causar m alabsorción. Las enferm edades intestinales que desencadenan el síndrom e de m alabsorción son m uy variadas en cu anto a su e tio lo ­ gía, patogénesis y gravedad. Estas enferm edades y trastor­ nos in testin ales inclu yen esprue tropical y no tropical o celiaco, enferm edad de W hipple, enferm edad de C rohn, linfom a in testin al prim ario, resecció n del in testin o del­ gado, lim fangiectasia intestinal, isquem ia, am iloidosis y giardiasis. Adem ás del síndrom e de m alabsorción, que en con d icio n es norm ales causa alteración en la absorción de grasas, p roteínas, carbohid ratos y otras sustancias, tam ­ b ién se observan estados esp ecíficos de m alabsorción (p. e j., deficiencia adquirida de lactasa, lo que im pide la absorción norm al de lactosa, y síndrom e de H artnup, una afección genética que im plica el tran sporte in testin al defi­ cien te de fenilalanina y leu cin a).

PRUEBAS DE LA FUNCIÓN INTESTINAL Prueba de tolerancia a la lactosa10 Los disacáridos, la lactasa (que fracciona la lactosa en glu­ cosa y galactosa) y la sucrosa (que fraccion a la sucrosa en glucosa y fru ctosa) se producen por las células m ucosas del in testin o delgado. Las deficiencias congénitas de estas enzim as son raras, pero en adultos suelen encontrarse d eficiencias adquiridas de la lactasa. Los pacientes afec­ tados experim entan m olestia abdom inal, calam bres y dia­ rrea después de ingerir leche o productos lácteos. Cerca del 10 a 20% de caucásicos estadounidenses y 75% de los afroestadounidenses padecen esta afección.

gástrico reveló 6 4 0 m i de secreción en la hora basal, con u n gasto ácido de 3 8 m eq, y 7 8 0 m i de secreción en la prueba de estim u lación de pentagastrina de una hora, con u n gasto ácido de 4 8 meq.

Preguntas 1. ¿Cuál es la enferm edad probable? 2. Ante los datos existen tes, ¿cuál otra prueba sería diagnóstica para esta enferm edad? 3. ¿C uál es la exp licación de la d ism inu ción de h em o­ globina y el aum ento del recuento de células sanguí­ neas blancas?

La pru eba de la tolerancia a la lactosa se em pleaba para establecer este diagnóstico, pero la prueba está sujeta a m u chos resultados falsos positivos y falsos negativos. Se le ha reem plazado en gran medida por la prueba de respira­ ción de hidrógeno.

Prueba de absorción de la D-xilosa1112 La D-xilosa es u n azúcar pentosa que, en cond iciones norm ales, no se encuentra presente en la sangre en can ­ tidad significativa. Al igual que con otros m onosacáridos, los azúcares pentosas son absorbidos sin alteración en el in testin o delgado proxim al y no requieren la in tervención de las enzim as líticas pancreáticas. Por tanto, la capaci­ dad para absorber D-xilosa es valiosa en la d iferenciación de la m alabsorción de etiología intestinal de aquella por insu ficiencia pancreática. D ebido a que sólo alrededor de la m itad de la D-xilosa adm inistrada por vía oral se m etaboliza o se pierde por acción de las bacterias in testin a­ les, cantidades im portantes se excretan sin cam bio en la orina. Algunos protocolos han usado la m ed ición de sólo la D-xilosa excretada por la orina durante las cinco horas siguientes a la ingestión de una dosis de 2 5 g por u n adulto en ayunas (0 .5 g/kg en n iñ os). Aun co n fu n ció n renal nor­ m al, a m enudo ocu rren resultados falsos positivos y falsos negativos. Las concentracion es sanguíneas medidas una o m ás veces después de la ingestión de D-xilosa (p. e j., a 30 m in, 1 h, 2 h ) m ejo ran en gran medida la confiabilidad diagnóstica de la prueba. E n algunos protocolos se u tili­ zan dosis m ás pequeñas de D-xilosa para evitar calam bres abdom inales, hiperm otilidad intestinal y diarrea osm ótica, que aparecen con frecu encia en la dosis de 2 5 g.

P r u e b a d e la D -x ilo sa D espués de la in g estió n de una so lu ció n esp ecificada de D-xilosa, se obtienen las m uestras sanguíneas y se reco lec­ ta la orina por u n período de cin co horas para d eterm inar el grado de absorción de la D-xilosa. La con cen tració n de la D-xilosa se determ ina por calentam iento de supernates

CAPITULO 26 ■ FUNCIÓN GASTROINTESTINAL

libres de proteínas de orina y plasm a para convertir xilosa a furfural, que luego reacciona con la p-brom oanilina para form ar un producto rosa, con una absorbancia m edida a 5 2 0 nm . La tiourea se añade com o antioxid ante para pre­ venir la form ación de crom ógenos interferentes. Después del ayuno n o ctu rn o , el pacien te evacúa y bebe una solu ­ ción de D-xilosa: 25 g en 2 5 0 m l de agua en adultos y 0 .5 g/kg en niños, o la dosis que se establezca. E l paciente ingiere una cantidad equivalente de agua durante la p ró xi­ m a hora. No se tom ará ningún alim ento o líquido ad icio­ nal hasta que se com plete la prueba. La orina se recolecta a las cin co horas después de la ingestión de D-xilosa. Se recolecta una m uestra sanguínea en oxalato de potasio a las dos horas (por lo general, se elige una hora en n iñ os). Las concentracio nes sanguíneas norm ales de D-xilosa en relación con decrem ento en la excreción de orina sugieren deterioro de la fu nción renal o reco lecció n de ori­ na incom pleta. La terapia con aspirina dism inuye la excre­ ción renal de la D-xilosa, en tanto la indom etacin a reduce la absorción intestinal. D espués de la ingestión de una dosis de 25 g de D-xilosa, los adultos sanos deben excretar cuando m enos 4 g en el período de cin co horas. E n lactan ­ tes y niños, la excreción después de una dosis de 0 .5 g/kg para varias edades expresada com o porcen tajes de dosis ingerida se m uestra en el cuadro 2 6 -1 . La con cen tració n sanguínea en adultos sanos varía de m anera am plia, pero si es m enor a 2 5 mg/dl a las dos horas se le considerará anorm al después de la dosis de 2 5 g. C on la dosis de 0 .5 g/kg, los lactantes m enores de 6 m eses de edad m ostrarán una con cen tració n sanguínea de cuando m enos 15 mg/dl a un a hora, en tanto los m ayores de 6 m eses y n iñ os alcan ­ zarán cuando m enos 3 0 mg/dl.511

Carotenoides séricos Los carotenoides son varios pigm entos de co lo r am arillo a naranja o púrpura que se distribuyen de m anera extensa en el tejid o anim al. Son sintetizados por m uchas plantas e im prim en color am arillo a algunos vegetales y frutas. Los principales carotenoides en el suero hum ano son licop en o; xantofila; y beta-caroteno, el precu rsor principal de la vitam ina A en seres hum anos. Al ser solubles en gra­ sa, los carotenoides se absorben en el in testin o delgado en relación con lípidos. Por lo general, la m alabsorción de lípidos da com o resultado una con cen tració n sérica de carotenoides más baja que el rango de referencia de 5 0 a 2 5 0 mg/dl. La inanición, idiosincrasias dietéticas y fiebre

CUADRO 26-1. R E S U L T A D O S D E L A D - X IL O S A E N P A C IE N T E S P E D IÁ T R IC O S 24 EDAD

RANGO DE REFERENCIA

Menor de 6 meses

11 a 33%

6 a 12 meses

20 a 32%

1 a 3 años

20 a 42%

3a 10 años

25 a 45%

Mayor de 10 años

25 a 50%

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causan, tam bién, dism inu ción de las con cen tracio n es séri­ cas. La prueba no distingue entre las diversas etiologías de la m alabsorción.

A nálisis de la grasa fecal Com o se analizó en el capitulo 2 5 , Función pancreática, el increm ento en la pérdida de grasa fecal, o estatorrea, con s­ tituye una m anifestación integral del síndrom e de m alab­ sorción general. Sin em bargo, la presencia de esteatorrea y la d ocu m en tación de su gravedad no son útiles en la dis­ tin ció n entre las diversas etiologías de m alabsorción, con excep ció n de que la esteatorrea grave rara vez se origina por o b stru cción biliar.

Otras pruebas de m alabsorción intestinal D eficiencia de num erosos analitos ocurren en relación con m alabsorción intestinal. Por lo general, la m ed ición de estos analitos es valiosa, no tanto para confirm ar el diagnós­ tico de m alabsorción, sino para determ inar la m agnitud de deficiencia nutritiva y, por tanto, la necesidad de tera­ pia de reem plazo. La dism in u ción del apetito y la ingesta dietética suele ser m ás graves en pacientes que padecen m alabsorción con etiología intestinal. E l desgaste cor­ poral o caquexia tal vez sean graves. A m enudo, debido a que la pérdida de albúm ina en el lu m en intestinal y la dism inu ción de ingesta d ietética de proteína acom pañan la red ucción de la absorción de oligopéptidos y am inoá­ cidos, ocurre equilibrio de nitrógeno negativo ju n to con d ism inu ción de proteína y albúm ina totales en suero. Una albúm ina sérica de m enos de 2 .5 g/dl es m u ch o m ás carac­ terística de enferm edad intestinal que de enferm edad pan­ creática. E n relación con enferm edad grave del intestino delgado, ocu rren deficiencias de las vitam inas A, D, E y K solubles en grasa. La deficiencia de vitam ina K, a su vez, causa deterioro de los factores de coagu lación II (protrom b in a ), V II (procon vertin a), IX (com p on en te trom boplastina del plasm a) y X (factor Stuart-Prow er) dependientes de la vitam ina K, lo que se refleja en el tiem po de protrom bina anorm al y pruebas de tiem po de trom boplastina parcial. En presencia de enfermedad grave del intestino delgado, com o esprue tropical o celiaco, llega a aparecer malabsorción de folato y vitamina B 12, en tanto la anemia megaloblástica es más bien frecuente y de cierta utilidad en distinción entre enfermedad intestinal y pancreática. Por lo general, la absor­ ción de hierro disminuye. Además, la tendencia a valores de hierro sérico bajos tal vez se agrave por pérdida sanguínea intestinal. La absorción intestinal de calcio a menudo dismi­ nuye com o resultado de la unión del calcio por ácidos grasos sin absorber, y la deficiencia de vitamina D y dism inución del magnesio sérico. Debido a que la absorción y el metabolismo de sodio, potasio y agua también pudieran estar dañados en forma importante, las concentraciones séricas de sodio y potasio se reducen y sobreviene deshidratación. E l deterioro en la absorción de carbohidratos en presencia de enfermeda­ des intestinales, com o esprue, ocasiona dism inución hacia las curvas de concentración sanguínea horizontales en las pruebas de tolerancia a la glucosa, lactosa y sucrosa.

552

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

E S T U D IO D E C A S O 26-2 Una m u jer de 2 6 años apareció en la clínica de pacien­ tes externos con m olestia abdom inal, diarrea y pérdida de peso no in ten cio n al de 8 kg durante los últim os dos a tres años. Ella inform a un período sim ilar de cin co a seis años de dolor abdom inal y diarrea en la niñez, pero en esencia desapareció alrededor de los 12 a 13 años de edad. Ahora tiene entre tres y cinco m ovim ientos in tes­ tinales diarios, que describe com o volum inosos, fétidos y fluctuantes. La m u jer presentó un peso de 4 8 kg y estatura de 1 .7 0 m. N unca se había som etido a proce­ d im ientos quirúrgicos. El exam en físico reveló turgor deficiente de la piel, palidez general y abdom en protu­ berante. Los valores de laboratorio clín ico anorm ales inclu yeron los que se m uestran en el cuadro 2 6 -2 .1 del estudio de caso. El exam en fecal no reveló óvulos ni parásitos, en tanto el cultivo bacteriológico no m ostró patógenos.

Preguntas 1. ¿Cuál es el proceso de enferm edad? 2. ¿Cuál es la probable etiología en este caso? 3. ¿Cuál es la causa de las pruebas de coagulación anor­ males?

CUADRO DE ESTUDIO DE CASO 26-2.1. RESULTADOS DE LABORATORIO RESULTADO

AN ALITO

Hemoglobina

8.1 g/di

Hematócrito

30%

RSC

4.1 x 106/|xl

Sodio sérico

134 meq/L

Potasio

3.4 meq/L

Carotenoides séricos

14 jxg/dl

Grasa fecal

22 g/24 h

Prueba de absorción de D-xilosa (dosis de 25 g)

Excreción de cinco horas de 1.3 g y concentración sanguínea a las dos horas de 8 mg/dl

Tiempo de protrombina

15.8 segundos (12 a 14 s)

Tiempo de tromboplastina parcial activado

56 segundos (30 a 45 s)

4. ¿Cuál es la probable causa principal de la anem ia, y cuáles son otras posibles causas contribuyentes?

RESUM EN La secreción gástrica ocurre en respuesta a varios estím u­ los. E l análisis gástrico se realiza para detectar la hipersecreció n característica del síndrom e de Z ollinger-Ellison. La m ed ición de las concentracio nes de gastrina plasm á­ tica tam bién se utiliza en el diagnóstico del síndrom e de Z ollinger-E llison. La digestión es una fu n ció n predom i­ nante del in testin o delgado. Las pruebas de quím ica clín i­ ca de la fu n ció n intestinal se centran casi por com pleto en

P R E G U N T A S 1.

¿Cuál de las siguientes pruebas es sólo de la capacidad de absorción del intestino? a) Prueba de tolerancia a la lactosa. b ) Prueba de la D-xilosa. c) Grasa fecal (recolecció n de 7 2 h). d) Carotenoides séricos. e) A lbúm ina sérica.

la evaluación de la absorción y sus alteraciones en diversos estados de enferm edad. Entre las enferm edades y los tras­ tornos intestin ales se inclu yen enferm edad de W hipple, enferm edad de C rohn, esprue, am iloidosis y giardiasis. Además, existen síndrom e o estados de m alabsorción gra­ ves (p. e j., d eficiencia adquirida de lactosa y síndrom e de H artnup). Las pruebas de la fu n ció n intestinal inclu yen la prueba de la D-xilosa, carotenoides séricos y análisis de grasa fecal.

DE 2.

R E P A S O E n con d iciones norm ales, la cantidad m ás pequeña de D-xilosa se absorbe por pacientes: d) M enores de 1 año de edad. b) De entre 1 y 3 años de edad. c) De entre 3 y 5 años de edad. d) De entre 5 y 10 años de edad. e) Adultos.

CAPÍTULO 26 ■ FUNCIÓN GASTROINTESTINAL

3. E n una prueba de acidez gástrica, un pacien te pro­ duce 5 0 m i de líquido gástrico. U na alícuota de 5 m i de este líquido requiere 10 m i de 0 .1 N NaOH para titular a un pH de 7 .0 . C alcule el gasto ácido en m iliequivalentes (m eq).

a) 2. b) 4. c) 6 .

d) 8. e) 10 . 4. Los resultados de la pregunta anterior podrían en con ­ trarse en los siguientes casos, E X C E P T O en: a) Síndrom e de Z ollinger-Ellison. b ) Ú lcera péptica. c) E stim ulación previa con pentagastrina. d) Anem ia perniciosa. e) U na persona sana. 5. ¿E n cuál de los siguientes casos podrían aum entar las con cen tracio n es de gastrina? a) Ú lceración péptica. b) Síndrom e de Z ollinger-Ellison. c) A clorhidria. d) Am ilosis.

REFERENCIAS 1. Schubert ML, Shamburek RD. Control of acid secretion. Gastroenterol Clin North Am 1 9 9 0 ;1 9 (l):l-2 5 . 2. Hung PD, Schubert ML, Mihas AA. Zollinger-Ellison syndrome. Curr Treat Options Gastroenterol 2003;6(2):163-170. 3. Metz DC, Starr JA. A retrospective study of the usefulness of acid secretory testing. Aliment Pharmacol Ther 2 0 00;14(1):103-111. 4. Hirschowitz BI, Simmons J , Mohnen J . Long-term lansoprazole con­ trol of gastric acid and pepsin secretion in ZE and non-ZE hypersecretors: a prospective 10-year study. Aliment Pharmacol Ther 2001;1 5 (1 1 ):1 7 9 5 -1806. 5. Rosenfeld L. Gastric tubes, meáis, acid, and analysis: rise and decli­ ne. Clin Chem 1 997;43(5):837-842. 6. Berger AC, Gibril E Venzon DJ, et al. Prognostic valué of initial fasting serum gastrin levels in patients with Zollinger-Ellison syndro­ me. J Clin Oncol 2 001;19(12):3051-3057. 7. Cadiot G, Mignon M. Diagnostic and therapeutic criteria in patients with Zollinger-Ellison syndrome and múltiple endocrine neoplasia type l . J Intern Med 1998;243(6):489-494. 8. Hung PD, Schubert ML, Mihas AA. Zollinger-Ellison syndrome. Curr Treat Options Gastroenterol 2 0 0 3;6(2):163-170. 9. Metz DC, Buchanan M, Purich E, Fein S. A randomized controlled crossover study comparing synthetic porcine and human secretins

553

6. Las con centraciones sanguíneas norm ales de D-xilosa, co n d ism in u ció n de la e x cre ció n de D -xilosa en o ri­ na, sugieren: a) R eco lecció n de orin a incom pleta. b ) A fección de la fu nción renal. c) In toleran cia a la lactosa. d) a y b. 7. U na albúm ina sérica m en or de 2 .5 g/dl serla m ás in d i­ cativa de: a) Enferm edad intestinal. b) Pancreatitis. c) Ú lcera péptica. d) Carcinom a pancreático.

8 . C on respecto a las pruebas secretorias básales y m áxi­ mas de ácido gástrico, la úlcera péptica por lo general se relaciona con: a ) A um ento en el volum en secretor para las pruebas basal y m áxim a. b) Volum en secretor norm al y gasto ácido. c) D ism inu ción del volum en secretor para las prue­ bas basal y m áxim a. d ) N inguna de las anteriores.

with biologically derived porcine secretin to diagnose Zollinger-Ellison syndrome. Aliment Pharmacol Ther 2 0 01:15(5):669-6 7 6 . 10. Korpela R, Peuhkuri K, Poussa T. Comparison of a portable breath hydrogen analyser (Micro H2) with a Quintron MicroLyzer in measuring lactose maldigestion, and the evaluation of a Micro H2 for diagnosing hypolactasia. Scand J Clin Lab Invest 1 9 9 8 ;5 8 (3 ):2 1 7 -2 2 4 . 11. Kuno C, Watanabe J, Yuasa H. Comparative assessment of D-xylose absorption between small intestine and large intestine. J Pharm Pharmacol 1997;49(1): 26-2 9 . 12. Hamanaka Y, Oka M, Suzuki T, et al. Oral absorption tests: absorp­ tion site of each substrate. Nutrition 1998;14(1):7-10.

LECTURAS RECOMENDADAS Chey WD, Chey WY. Tests of gastric and exocrine pancreatic function and absorption. In: Yamada T, Alpers DH, Laine L, et al, eds. Text­ book of Gastroenterology. Philadelphia: Lippincott Williams & W il­ kins, 1999:2924-2937. Feldman M. Gastric secretion. In: Feldman M. Friedman LS, Sleisenger MH, eds. Sleisenger & Fordtrans Gastrointestinal and Liver Disea­ ses: Pathophysiology, Diagnosis, Management, 7th ed. Philadelphia: WB Saunders, 2002:715-731.

CAPÍ TULO

Análisis de los líquidos corporales

27

Frank A. Sedor C O N T E N I D O ■ ■ ■ ■ ■

D E L ■ ■ ■ ■

LÍQ UIDO AM N IÓ TICO LÍQ UIDO CEFA LO RRA Q U ÍD EO SUDOR LÍQ UIDO SIN O VIAL LÍQUIDOS SEROSOS Líquido pleural Liquido pericárdico Líquido perito n eal

C A P Í T U L O RESUM EN PREGUN TAS DE REPASO REFEREN CIAS LECTU RAS RECO M EN DADAS

O B J E T I V O S Establecer la utilidad clínica de las pruebas de los líquidos amniótico, cefalorraquídeo, sinovial, pleu ral, pericárdico y peritoneal, y sudor. Interpretar el estado del paciente, considerando los resultados de un índice de estabilidad de la espum a, índice L/E y prueba del sudor. Diferenciar entre un trasudado y un exudado.

Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Identificar las fuentes de los líquidos amniótico, cefalorraquídeo, sinovial, pleural, pericárdico y peritoneal, y sudor. • Describir el propósito fisiológico de los líquidos am niótico, cefalorraquídeo, sinovial, pleural, peri­ cárdico y peritoneal, y sudor.

T É R M I Am niocentesis Ascitis Efusión Exudado Hipoglucorraquia

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índice L/E Líquido amniótico Líquido pericárdico Líquido peritoneal Líquido pleural

O S

C L A V E

Líquido sérico Líquido sinovial Otorrea Rinorrea

Síndrome del dolor respiratorio Toracentesis Trasudado

CAPITULO 27 ■ ANÁLISIS DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES

E n este capítulo se trata de dar a con o cer al lecto r varios líquidos que a m enudo se analizan en el laboratorio de quím ica clínica. E n térm inos generales, se pone énfasis en la fuente, el propósito fisiológico y la utilidad clínica de las m ed iciones de laboratorio para cada uno de estos líquidos corporales.

LÍQUIDO AM NIÓTICO E l saco am niótico proporciona u n am biente cerrado para el desarrollo fetal. Este saco posee doble cu bierta com o resultado de la fusión de las m em branas am niótica (inter­ na) y corión ica (extern a) en una fase in icial del desarrollo fetal. E l feto está suspendido en el líquido am niótico (LA) dentro del saco. E l LA proporciona u n m edio am ortigua­ dor para el feto y sirve com o m atriz para el influjo y eflujo de los com ponentes. O bviam ente, la madre será la últim a fuente fisiológica de LA. D ependiendo del intervalo del período de gestación, el líquido se deriva de diferentes fuentes. Al com ienzo del em barazo, cierta secreción m aterna a través del am nios contribuye al volum en. Poco después de la form ación de la placenta, el em brión y la fusión de m em branas, el LA se produce en gran medida por transudación a través de la piel fetal. E n la últim a m itad del em barazo, la piel se vuelve m ucho m enos im perm eable, y la m icció n fetal, o urinación, se convierte en la principal fuente de volum en. E l destino del líquido tam bién varía de acuerdo con el período de ges­ tación. Se presum e que ocurre u n intercam bio bid ireccional a través de las m em branas y en la placenta. Del m ism o m odo, durante las prim eras etapas del em barazo, la piel fetal está im plicada. E n la segunda m itad del em barazo, el m ecanism o de deglución fetal constituye el principal desti­ no del LA. E xiste un equilibrio dinám ico establecido entre la produ cción y la degradación. La m icció n y deglución fetales m antienen este equilibrio. La deglución continua conserva el contacto íntim o del LA co n el tracto gastroin­ testinal fetal, la cavidad bucal y el árbol broncotraqueal. Este contacto se evidencia por el m aterial desprendido del feto que proporciona “la ventana” al desarrollo y las fases funcionales fetales. Las células encontradas en el líquido se originan con el feto, y el contenid o quím ico refleja la d eglución y elim i­ nación continu as de líquido. Se obtiene una m uestra de liquido por am niocentesis transabdom inal (perforación del saco am n iótico), que se realiza b a jo cond iciones asépticas. A ntes de tratar de obtener líqu id o, las p osiciones de la pla­ centa, el feto y las bolsas de líquido se visualizan m ediante ultrasonografía. La aspiración de cu alquier m aterial dis­ tinto al líquido tal vez conduzca a conclu sion es erróneas, así com o posible daño al feto. Se realizan am niocentesis y análisis subsiguiente del LA para la prueba de a) enferm edades congénitas, b) defectos en el tubo neural, c) enferm edad hem olítica, d ) edad gesta­ cional y e) desarrollo pulm onar fetal. E l prim ero, diagnós­ tico de anorm alidad genética, se logra por cultivo celular. E l líquido obtenido entre las sem anas 14 y 2 0 de em ba­ razo se recolecta para células de origen fetal. Las células se cultivan, se recolectan para análisis crom osóm ico y se

555

lisan, de m odo que es necesario determ inar los contenid os enzim áticos para la valoración en busca de defectos m etab ólicos. Este procedim iento ha sido reem plazado en gran m edida por el uso del m uestreo de vello corión ico (M V C ) y análisis citogénico. Es posible que el M VC plantee un riesgo para el feto, en tanto la am niocentesis del prim er trim estre quizá proporcione una m uestra con m enos sus­ tancias de interferencia. Al principio la valoración de los defectos del tubo neural (D TN ) se realiza m ediante suero m aternal. O riginalm ente se pensaba que la presencia de con cen tracio n es elevadas de a-feto p roteín a (A FP) indicaba D TN , com o espina bífida y anencefalia. Además, la elevación de la A FP sérica m aterna se relaciona de m anera estrecha con hernias abdom inales dentro del cordón um bilical, higrom a cístico y resultados deficientes en el embarazo. La AFP sérica m aterna b aja se relaciona con increm ento en la incid encia de síndrom e de D ow n y otros aneuploides. Por lo general, se considera que el protocolo para la com probación de A FP incluye: a) A FP sérica m aterna, a m enudo con exam en de hC G , estriol no conjugado e inhibin a; b ) rep etición, si es que es positivo; c) ultrasonido d iagnóstico; y d) am niocentesis para confirm ación. La interpretación de la prueba de AFP sérica m aterna es com pleja, ya que se trata de una fu nción de la edad, la raza, el peso, la edad gestacional y el nivel de nu trición . La prueba de la AFP del líquido am niótico (A FPLA ) constituye el procedim iento confirm atorio. La AFP es un producto prim ario del saco vitelino fetal y, después, del hígado fetal. Se libera en la circu lación fetal y se presum e que entra al LA por trasudación. La entrada en la circula­ ción m aterna podría darse por traspaso de la placenta o a partir del LA. Si hubiera u n defecto abierto (p. e j., espina bífida) que causara u n increm ento en la AFPLA, habría u n aum ento con com itante en la AFP sérica m aterna. Bajo cond icion es norm ales, la AFPLA se elim inaría por deglu­ ción y m etabolism o fetal. U na m ayor presencia sobrecarga este m ecanism o, lo que produce elevación de la AFPLA. A m enudo se realiza exam en de la proteína por m edios inm unológicos. La falta de tratam iento de una presencia positiva y la ausencia de 100% de especificidad aum enta la necesidad de cuidado extrem o en el análisis. Las preocu­ paciones sociales y clín icas establecen que se practiquen los niveles más elevados de con trol de calidad. Esta preocu pación generó la necesidad de una segunda prueba para confirm ar DTN y defectos de la pared abdo­ m inal. E l m étodo empleado es el análisis de una acetilcolinesterasa (A C E) específica para el sistem a nervioso central (SN C ). E l DTN perm ite el paso d irecto, o m enos d ifícil, de la ACE al LA. E l análisis de la ACE específica del SN C en el LA ofrece entonces un grado de con firm ación para la AFPLA. Los m étodos usados para la A C E del SN C in clu ­ yen los enzim áticos, inm unológicos y electroforéticos con in h ib ición . E stos últim os abarcan el uso de acetiltiocolina com o sustrato y B W 2 8 4 C 5 1 , un inh ibid or específico del SN C, para diferenciar la seudocolinesterasa sérica de la ACE específica del SNC. E l análisis del LA para valorar enferm edad h em olíti­ ca en el recién nacido (eritroblastosis fetal) fue el prim er

556

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

proced im iento de laboratorio recon ocid o realizado en el LA. La enferm edad hem olítica del recién nacido es un sín ­ drom e del feto que se produce por la incom patibilidad de ABO de la sangre m aterna y fetal. Los anticuerpos m ater­ nos a los eritrocitos fetales causan una reacció n h em olítica con gravedad variable. Los productos resultantes de la degradación de la hem oglobina, sobre todo bilirrubina, aparecen en el LA y proporciona una m edida de la grave­ dad de la reacción de incom patibilidad. E l m étodo utilizado con m ayor frecuencia es una tom ografía espectrofotométrica directa de LA diluido, con cálcu­ lo posterior de la cantidad de bilirrubina relativa. Por lo general, se inform a la absorbancia debida a la bilirrubina, en lugar de la con cen tració n de bilirrubina. E l m étodo con -

Liley

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350 nm

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Longitud de onda

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FIGURA 27-2.

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de la tomografía de la bilirrubina del LA.

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Semanas de gestación FIGURA 27-1. Valoración de la prognosis fetal. Método de Liley: 7A, sobre la línea punteada, condición urgente, parto o transfusión inmediata; IB, entre las líneas punteada y continua, hemoglobina >8 g/100 mi, parto o transfusión (área sombreada) urgente; 2A, entre líneas continua y punteada, hemoglobina de 8 a 10 g/100 mi, parto de 36 a 37 semanas; 2B, entre líneas punteada y continua, hemoglo­ bina de 11 a 13.9 g/100 mi, parto de 37 a 39 semanas; 3, debajo de línea continua, sin anemia, parto a término. Método de Freda: 4+, arriba de la línea horizontal superior, muer­ te fetal inminente, parto o transfusión inmediato; 3+, entre líneas horizontales superior y media, feto en riesgo, muerte en tres sema­ nas, parto o transfusión lo más pronto posible; 2+, entre líneas hori­ zontales media e Inferior, supervivencia fetal durante cuando menos 7 a 10 días, repetir la prueba, posible indicación de transfusión; 7+, debajo de la línea horizontal inferior, feto sin peligro inmediato de muerte. (Modificada de Robertson JG, Evaluation of the reported methods of interpreting spectrophotometric tracings of amniotic fluid in rhesus isoimmunization, Am J Obstet Gynecol, 1966;95:120.)

siste en análisis del LA de 7 0 0 a 3 5 0 n m contra un blanco de agua. Las absorbancias resultantes se utilizan de m anera diferente para obtener la inform ación necesaria. E l m étodo habitual, de Liley ,1 requiere el registro de las observaciones a intervalos de 5 nm contra la longitud de onda, en papel sem ilogarítm ico. Se crea una línea basal de 5 5 0 a 3 5 0 nm . E l cam bio a 4 5 0 nm se produce por la bilirrubina. La interpretación del espectro se realizará con cuidado. Es posible tom ar una d ecisión de tratam iento con base en el grado de hem olisis y la edad gestacional. Las opciones de tratam iento más b ien lim itadas son parto inm ediato, transfusión intrauterina u observación. La transfusión se lleva a cabo a través de la arteria um bilical y se titula para el hem atócrito deseado. Se han propuesto varios algorit­ m os para ayudar a tom ar una d ecisión (fig. 2 7 -1 ). E n la figura 2 7 -2 se m uestra un ejem plo de una tom ografía de bilirrubina sencilla. La m ayor parte de las interferencias frecuentes son orina m aterna (a partir de la in terd icción de la vejiga), sangre fetal o m aterna y m econio (m aterial fecal fetal). Aunque la luz no interfiere por sí m ism a, se deben m antener los resguardos contra la exposición a la luz, en especial la luz del Sol, antes del análisis. Es posible que la luz degrade la bilirrubina presente, lo que produce subesti­ m ación de la gravedad de la enferm edad hem olítica. E n la figura 2 7 -3 se m uestran ejem plos de interferencias, en com paración con una m uestra norm al. Cada laborato­ rio debe recopilar su propio catálogo de ejem plos reales para el análisis espectrofotom étrico. La presencia de sangre se identifica por absorbancias de Soret de hem oglobina a 4 1 0 -4 1 5 nm . La presencia de orina se identifica por la cur­ va ancha y confirm ada por análisis de creatinina, urea y proteína. La presencia de m econio se establece por el color claram ente verdoso y la curva de absorbancia llana.

CAPÍTULO 27 ■ ANÁLISIS DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES

Absorbancia

E n el tratam iento del em barazo, es im portante con o cer la edad gestacional. A m enudo se utilizan resultados de laboratorio en la evaluación de la edad. La aclaración de u n analito para reflejar la edad gestacional dio com o resul­ tado la catalogación de todos los com ponentes conocid os en suero. Cuatro parám etros se utilizan con cierto grado de frecuencia: creatinina, urea, ácido ú rico y osm olalidad. Se piensa que la creatinina refleja m asa m uscular fetal; la urea, proteína; el ácido ú rico, nu cleoproteínas; y la osm ola­ lidad, una com binación de todas ellas. E l problem a del uso de estos parám etros es el am plio rango de con cen tració n para edades gestacionales determ inadas. Los rangos son tan am plios que ocurre traslape im portante, lo que con d u ­ ce a la im posibilidad de realizar pred icciones precisas. En la práctica, la creatinina es el parám etro usado. Se asum e que un líquido con un valor de 2 g/dl es m aduro. N ótese que esto no es efectivo en aberracion es del volu m en de LA (p. e j., oligohidram nios o volum en del LA pequ eño). La ultrasonografía se ha vuelto la m ejo r herram ienta para estim ar el daño fetal y la edad gestacional. La principal razón para la prueba del LA es la necesidad de evaluar la madurez p ulm onar fetal. Todos los sistem as orgánicos están en riesgo de ser prem aturos, pero el esta­ do de los pulm ones fetales constitu ye una prioridad desde una perspectiva clínica. La disponibilidad de pruebas de laboratorio que proporcionen una in d icación de la m adu­ rez tam bién ha im pulsado este énfasis. Com o resultado, se pregunta al laboratorio si se reflejan suficientes fosfolípi­ dos esp ecíficos en el LA para prevenir atelectasia (colapso alveolar), en caso de que se dé a luz al feto. Este aspecto es im portante al contem plar el parto pretérm ino debido a

Longitud de onda FIGURA 27-3.

Tomografías de la absorbancia del líquido amniótico.

Inmaduro

Prematuro

Transícional

Maduro (precaución)

557

PosPosmaMaduro término duro

FIGURA 27-4.

Formulario utilizado para informar el perfil pulmonar. Las cuatro determinaciones se registran en la ordenada y las semanas de gestación en la abscisa (así como el índice L/E como un "estándar interno"). Cuando se registran, caen con elevada frecuencia en una referencia de coordenadas determinada que luego identifica el estado de desarrollo de los pulmones según se muestra en la parte superior del formulario. La designación de "maduro (precaución)" se refiere a pacientes distintas a aquellas con diabetes que es posible que den a luz, si fuera necesario en ese momento; si la paciente tiene diabetes, dará a luz con seguridad cuando los valores caen en la referencia de coordenadas de "maduro". (Reimpresa con autorización de Kulovich MV, Hallman MB, Gluck L, The lung proflle I. Normal pregnancy. Am J Obstet Gynecol, 1979; 135:57. Copyright © 1977 por los miembros del equipo rector de la Universidad de California.)

otros factores de riesgo en el em barazo, com o preeclam sia o rotura prem atura de las m em branas. Se deben sopesar los factores de riesgo para el feto o la madre en com pa­ ración co n las intervencion es, com o retraso en el parto, 0 con las terapias posparto en riesgo, com o terapia con surfactante exógeno, ventilación de alta frecu encia u o x i­ genación de la m em brana extracorporal. E n ocasiones, el colapso alveolar en el pulm ón neonatal ocurre en la tran sición al aire com o fuente de oxígeno al n acer si no están presentes la cantidad y el tipo de fosfolí­ pido (su rfactante) apropiados. Al trastorno resultante, con grado de gravedad variable, se le d enom ina síndrom e de angustia respiratoria. Se le co n o ce, tam bién, com o enfer­ m edad de la m em brana hialina debido a la m em brana hiali­ na encontrada en los pulm ones afectados. La m aduración pulm onar es una fu nción de d iferenciación, que com ienza cerca de la sem ana 2 4 del em barazo, de las células epitelia­ les alveolares dentro de células tipo I y II. Las células tipo 1 se equipan para el intercam bio de gas, en tanto las células tipo II se vuelven productoras del surfactante. A medida que los pulm ones m aduran, ocurre u n aum ento en la co n ­ centración de fosfolípidos, en particular los com puestos fosfatidilglicerol y lecitina, sobre todo d ipalm itoilfosfatid ilcolina 2 (fig. 2 7 -4 ). Estos dos com puestos, presentes en

558

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

o j o[j «y *y «y “0”

1+

2+

3+

4+

FIGURA 27-5. Sistema de graduación empleado en la evaluación de la prueba FS-50. (Reimpresa con autorización de Statland et al., Evaluation of a modlfied foam stablllty [FS-50] test. An assay performed on amniotic fluid to predict fetal pulmonary maturlty, Am J Clin Pathol, 1978;69:51. Reimpreso con autorización de la American Jour­ nal o f Clinical Pathology.) 10 y 70% , respectivam ente, de la con cen tració n total de fosfolípidos, son m ás im portantes com o surfactantes. Su presencia en concentracio nes lo bastante elevadas actúa de m anera concertada para perm itir la con tracció n y reex ­ pansión de los alvéolos neonatales. Para form arse una idea de su im portancia, piense en la dificultad de inflar un globo nuevo de ju g u ete en com paración con otro que ha sido inflad o de m anera parcial. Para el re c ié n n acid o , la cantid ad norm al de surfactante apropiado perm ite la co n tracció n de los alvéolos sin colapso. La siguiente in s­ p iración es la diferencia entre u n globo inflado de m anera parcial en com paración con uno nuevo desinflado. La can­ tidad insuficiente de surfactante perm ite que los alvéolos colapsen, lo que requiere una gran proporción de energía para reexpandir los alvéolos en la inspiración. E sto no sólo crea una dem anda extrem a de energía en un recién nacido, sin o que es p robable que tam bién cau se daño físico a los alvéolos con cada colapso. El daño tal vez conduzca a depo­ sición “hialina”, o a que el recién nacido no tenga la fuer­ za para continu ar la inspiración a costa de la energía. El resultado final en am bos casos tal vez sea fatal. Los m étodos para la evaluación del estado pulm onar fetal se dividen en análisis funcionales y bioqu ím icos. Los prim eros proporcionan una medida física directa del LA en un esfuerzo por evaluar la capacidad del agente surfactante para dism inuir la tensión superficial. En tre los ejem plos de este grupo se encuentran la tensión superficial, la polari­ zación de la fluorescencia y el índice de estabilidad de la espum a. Estas pruebas reflejan la con cen tració n bruta de agentes surfactantes m ás que las concentracion es de fos­ folípidos específicos. A este últim o grupo pertenecen los análisis que cuantifican dipalm itoilfosfatidilcolina (la leci­ tina p rin cip al), fosfatidilgliceroles, todos o la m ayor parte de los fosfolípidos y el índice clásico entre lecitinas y esfingom ielinas (índice L/E). Cada grupo de pruebas tiene sus defensores y m enciones extensas en la literatura. E n todas se trata de indicar los cam bios m ás im portantes en las co n ­ centraciones de fosfolípidos que ocurren alrededor de las 3 6 sem anas de gestación y establecen la m aduración pul­ m onaria fetal (fig. 2 7 -5 ). Con todas las pruebas, es necesa­ ria la centrifugación del LA para elim inar sedim entos. La fuerza excesiva (cualquiera m ayor a la necesaria para elim inar los sedim entos) tal vez cam bie el perfil de los lípi­ dos al hacer que los lípidos presentes se fraccionen com o resultado de la fuerza centrífuga. La diferencia en propor­ ciones observada a 1 0 0 0 en com paración con 3 0 0 0 g llega

a alterar de m anera radical la interpretación clínica. Antes de la adopción de un m étodo para el análisis del LA, se debe adoptar y cum plir de form a estricta un protocolo para la separación centrífuga que incluya la fuerza relativa (no revo­ luciones por m inuto) y la duración de la centrifugación. Al parecer el índ ice de estabilidad de la espum a (IE E ),3 una variante de la “prueba de la b u rb u ja” original de Clem e n t ,4 es aceptable com o análisis rápido, económ ico e inform ativo. E sta prueba cualitativa dependiente de la téc­ nica requiere sólo equipo com ún. Se basa en la capacidad del agente surfactante para generar una tensión superficial m ás b aja que la de una solu ción etanol-agua de 0 .4 7 de fracción molar. Si se encuentra presente suficiente surfac­ tante, perm anece un anillo estable de burbujas de espu­ m a en la interfaz aire-líquido. A m edida que el surfactante aum enta (la probabilidad de m adurez pulm onar fetal se eleva), se requiere una fracción m ol m ás grande de eta­ n ol para sobrepasar la tensión superficial controlada por el surfactante. La fracción m ol más elevada usada en tanto aún se m antiene un anillo estable de burbujas en la inter­ faz aire-líquido se inform a com o el IEE (cuadro 2 7 -1 ). La prueba depende de la técnica y es posible que se encuentre sesgada por contam in ació n de cu alquier tipo en el LA (p. e j., con tam in ació n de sangre o m eco n io ). La interpretación de los patrones de bu rb u ja de IE E es difícil y depende de la técnica. Los resultados varían entre laboratorios clínicos. E n la m ayor parte de éstos se ha encontrado que u n IEE de 0 .4 7 o 0 .4 8 representa un estado de m adurez lím ite. R esulta im perativo d eterm inar los intervalos de referencia específicos del laboratorio. Los valores m ayores al lím ite indican un aum ento en la probabilidad de madurez. Se puso énfasis en las pruebas cuantitativas sobre todo por el trabajo de G lu ck .5 Los fosfolípidos de im portancia son el fosfatidilglicerol (P G ), la fosfatidilcolina (F C , leci­ tina) y la esfingom ielina (E P ). Las cantidades relativas de PG y F C aum entan en gran medida con la m adurez pu lm o­ nar, m ientras que la con cen tració n de EP es relativam ente constante. Los increm en tos en PG y PC corresponden a cantidades m ás grandes de surfactante producidas por las células alveolares tipo II a medida que los pulm ones feta­ les m aduran. La técnica clásica para la separación y evaluación de los lípidos im plica la crom atografía de capa fina (T L C ) de un extracto del LA. E l procedim iento de extracció n elim ina la m ayor parte de las sustancias interferen tes y da com o resultado una so lu ció n concentrada de lípido. E n las p rác­ ticas actuales se utiliza T L C unid im ensional o bid im ensional para la identificación. Las necesidades del laboratorio determ inan si se efectúa un m étodo u nid im ensional o bid im ensional. E n la figura 2 7 -6 se m uestra un ejem plo de la separación de fosfolípidos por T L C u n id im ensional .6

CUADRO 27-1. D ETERM IN ACIÓ N DEL IEE TUBO 1

TUBO 2

TUBO 3

Vol. LA

0.50

0.50

0.50

Vo!. 95% EtOH

0.51

0.53

0.55

IEE

0.47

0.48

0.49

CAPÍTULO 27 ■ ANÁLISIS DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES

I

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ST

C ro m a to g ra fía d e ca p a fin a d e fo s fo líp id o s d el líq u i­

d o a m n ió tic o . Se m u e s tra n fo s fo líp id o s e s tá n d a r (S T ), e x tra c to to ta l (7 ) y c o m p u e s to s p re c ip ita b le s en a c e to n a (A ) e n el líq u id o a m n ió tic o . Lo s e s tá n d a re s d e fo s fo líp id o s c o n tie n e n , p o r litro , 2 g d e le citin a y P 1 , p o r c a d a u n o ; 1 g d e PG y e s fin g o m ie lin a , p o r ca d a u n o ; y 0 .3 g d e PS y PE, p o r ca d a u n o . S e o b tu v o m a n c h a d o d e 10 m i del e s tá n ­ d ar. (R e im p re s a co n a u to riz a c ió n d e Tsai M Y y M a rsh a ll J G , P h o sp h a tid y lg ly c e ro l in 2 61 s a m p le s o f a m n io tic flu id . C lin C h e m 2 5 [ 5 ]:6 8 3 . C o p y rig h t 1 9 7 9 A m e ric a n A s s o c ia tio n f o r C lin ic a l C h e m is try .)

559

E l valor decisivo clásico para determ inar m adurez está representado por un índice L/E de 2. La presencia de PG es u n m arcador adicional. Al principio se pensaba que el PG indicaba m adurez, pero inform es posteriores m odifi­ caron esto. P or lo general, es necesaria una con cen tració n de PG in icial de cuando m enos 3% . Esto tam bién podría depender del m étodo. Sin em bargo, siem pre hay excep cio ­ nes y aspectos secundarios. Es im portante recordar que el índice L/E clásica m ide lecitina en com paración con espingom ielina totales. Algunos m étodos in clu yen oxid ación selectiva y elim inación de los fosfolípidos insaturados, de m odo que es posible obtener una m ed ición directa de la dipalm itoilfosfatidilcolina. R esulta difícil com parar estos análisis en form a em pírica. A ún existen inform es opuestos sobre los valores de d ecisión para las m ediciones de fosfolípidos cuando se aplican a ciertas patologías, en particu lar diabetes. E n los prim eros inform es se sugería que la diabetes causaba cier­ tas tensiones que requerían un índ ice L/E m ayor de 2 y un PG m ayor que 6% para ser com parable con una situa­ ción no diabética. Se d esconoce si los inform es reflejaban la dificultad en el control de la diabetes o un efecto real en la madurez fetal. Al parecer en los inform es más recientes se coin cid e en que, en la diabetes, la in terp retación del ín d ice L/E está intacta, pero la fracción de lecitin a tal vez presente una m enor proporción de las especies dipalm itoil de la habitual.

ES T U D IO D E C A S O 27-1 Una m u jer de 2 6 años de edad, em barazada por pri­ m era vez, se presentó en la sala de urgencias con posi­ ble trabajo de parto. Su presión sanguínea fue 180/110 mm Hg, y tem peratura de 9 9 .6 °E Sus antecedentes revelaron una m u jer ansiosa, co n em barazo de dura­ ción d esconocida, que n u nca había visto a un m édico. A dm itió un aum ento rápido de peso durante las últi­ mas dos sem anas, pero afirm a que se había sentido bien hasta entonces. En fecha reciente, experim entó d ebili­ dad y episodios de vértigo. E l urinálisis fue im portante para la glucosa 3+ y proteína. La hem atología m ostró una b aja concentración de hem oglobina y recuento de plaquetas m oderadam ente b ajo, pero los valores de leu­ co cito s fueron norm ales. E n el panel quím ico se en con ­ tró Na, 132 mmol/L; K, 3 .0 mmol/L; C l, 100 mmol/L; C 0 2 2 9 mmol/L; ÑUS, 7 mg/dl; creatinina, 0 .5 mg/dl; y glucosa, 3 5 1 mg/dl. Se tom ó la d ecisión de ingresarla y realizar varias pruebas más. Se obtu vieron los sigu ien­ tes resultados de laboratorio (lím ite superior de in ter­ valo de referencia dado): D espués de 2 4 h de descanso en cam a, la PS de la paciente descendió a 140/90, y las con traccio n es des­ cendieron.

índice L/E

=

1.8 con FG = 2%

Creatinina LA

=

1.5

IEE

=

0.47

AST

=

40 (35)

ALT

=

40 (35)

ALP

=

250 (100)

Mg2+

=

1.6 (2.2)

Ca2*

=

9.0(10.5)

P04

=

4.0 (4.3)

Alb

=

3.2 (5.0)

Preguntas 1. ¿Los resultados de laboratorio in d ican un em barazo norm al? 2. C om ente sobre la madurez del feto.

560

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

D ebido a que el análisis del LA para u n ín d ice L/E es dependiente de la técnica, resulta absolutam ente obligato­ rio que el laboratorio evalúe por com pleto la m etodología usada. Es más im portante relacionar la m etodología con el entorno clín ico particular en el desarrollo de intervalos interpretativos. No es raro observar u n grado de madurez co n u n índ ice L/E nom inal de 2 .0 ± 0 .3 en un hospital, en com paración con 2 . 2 . ± 0.2 en otro centro a través del m ism o m étodo. Es necesaria una coo p eració n estrecha co n el personal m édico en la d efinición de los rangos que se em plearán. La aplicación de la técnica de polarización fluorescente para el LA proporciona otro tipo de m ed ición. E ste pro­ cedim iento, según se utiliza en un polarím etro com ercial con sistem a reactivo com pleto (A bbott Laboratories), ofrece una prueba realizada con rapidez (m enos de una hora) sobre un analizador versátil que es relativam ente independiente de la técnica. Su uso se ha extendido tanto que se ha sugerido com o exam en in icial en una amplia gama de p ru ebas .7 E l m étodo em pleado se basa en la dis­ trib u ció n de una tinta fluorescente sin tética sem ejante a la lecitin a entre agregados de fosfolípidos y albúm ina. La tin ­ ta relacionada con los agregados de fosfolípidos dism inuye la polarización; con la albúm ina, la polarización aum en­ ta. A la polarización total se le com para con un con ju n to de estándares lípido: albúm ina para producir u n valor de m enor unidad. A m edida que el pulm ón fetal m adura, la cantidad de surfactante (fosfolípido) se increm en ta y, por tanto, la polarización se ve afectada. E l uso de este siste­ m a es am plio, en parte, por la accesibilidad de todos los laboratorios, la sen cillez del proced im iento analítico y la consistencia en la interpretación de resultados. E n fecha reciente, se inform ó sobre un protocolo para la interpreta­ ció n basado en la edad gestacional .8 E l valor de pronóstico se ve influido por patologías sanguíneas o del m econio (lípidos) o fetales, que causan alteración de las concentracio nes de albúm ina, com o ano­ m alías del tracto urinario. Además, si el LA es centrifuga­ do, no filtrado, el valor de lípidos se altera, por lo que la polarización dism inuye. O tra m ed ición funcional propuesta en fecha reciente es la cu antificación de cuerpos lam elares. E stos paquetes de surfactante, liberados por las células tipo 2 , son casi del tam año de las plaquetas y, p or tanto, se cu antificarán con el canal de plaquetas de un analizador de hem atología. Se sugieren valores tentativos de u n LA sin con tam in ació n a 3 0 0 0 0 a 5 0 0 0 0 “equivalentes de plaquetas”. A ún co n ti­ núa la investigación para validar el análisis. Se desarrolló un protocolo estandarizado en un esfuerzo por h acer que el exam en sea transferible entre laboratorios .9 Los intervalos de referencia, o puntos de corte, son fijos para em barazos “norm ales”. Todas las pruebas m ues­ tran una eficacia razonable para exclu ir inm adurez. Sin em bargo, tien en fallas en los índ ices de falsos negativos; de m anera específica, cuando se relacionan con partos en los que no se desarrolló síndrom e de angustia respiratoria, aunque se pred ijera que existiría con base en u n resultado inm aduro. Se recom iendan dos estupendas reseñas para co n o cer análisis sobre las pruebas de m adurez pulm onar

y cuándo deben usarse, así com o los efectos de trastornos com o la h ip erten sión inducida por el em barazo .10,11

LÍQUIDO CEFALORRAQUÍDEO E l líquido cefalorraquídeo (L C R ) es el líquid o que ocupa los espacios del SNC. Com o tal, rodea todas las facetas del cerebro y de la m édula espinal. E stos espacios so n c o n ti­ nuos y, por tanto, reflejan todos los aspectos del SNC. E l L C R realiza cu ando m enos cu atro fu n cio n es p rincip ales: a) sop o rte físico y p ro tecció n , b) m étod o para e x cre ­ ció n , c) p ro visión de u n am biente q u ím ico con trolad o y d ) tran sp orte in tracereb ral y extracereb ral (fig. 2 7 -7 ). La fu n ció n principal y más obvia del L C R es com o c o l­ ch ón flotante para el cerebro. E l cerebro más denso flota en el líquido m enos denso, lo que perm ite el m ovim ien­ to dentro del cráneo. La im portancia se dem uestra por el resultado de un golpe a la cabeza. E l choqu e in icial se transfiere al cerebro com pleto, en lugar de infligir daño a u n área. Tal vez resulte dañado el lado opuesto al golpe, lo que depende de la fuerza im partida. La segunda fu n ció n principal del L C R es el m an ten i­ m ien to de una m atriz quím ica flagrante constan te para el SN C. Los com ponentes séricos llegan a variar en gran m edida, pero los valores de los constitu yentes del L C R se m antienen dentro de lím ites estrechos.

FIGURA 27-7. Vías principales del LCR. (A) Vista sagital; (B) vista lateral. (Reimpresa con autorización de Milhorat TH, Hldrocephalus and the Cerebrospinal Fluid, Baltimore: Williams & Wilkins, 1972:25.)

CAPÍTULO 27 ■ ANÁLISIS DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES

La fu n ció n excretora no está b ien definida, pero se pre­ sum e que es efectiva, en especial en estados patológicos. D ebido a que no hay un sistem a linfático en el cerebro, sólo están disponibles dos vías para la elim inación de los d esechos: intercam bio capilar y excreció n por m edio del LCR. La fu nción de transporte se describe com o una tarea neuroendocrina. E l LC R participa en la d istribución de las horm onas hipofisarias dentro del cerebro y la elim in ación de horm onas del cerebro a la sangre. E l volu m en total del L C R es de alrededor de 1 5 0 mi, o cerca de 8% del volum en total de la cavidad del SN C. E l líquido se form a sobre todo en el plexo coroideo de m ane­ ra profunda dentro del cerebro y por las células ependim arias que cu bren a los ventrículos. E l L C R se form a a u n ín d ice prom edio de alrededor de 0 .4 ml/min, o 5 0 0 ml/día. La form ación es resultado de la ultrafiltración selectiva del plasm a y la secreción activa p or las m em branas epiteliales. La absorción del L C R ocu­ rre en bolsillas externas en la dura a las que se les deno­ m ina vellosidades aracnoideas, y el L C R drena en los senos venosos de la dura. Otra de las fu nciones de las vellosi­ dades es la elim inación de m ateria particulada, com o res­ tos celulares. La reabsorción, al igual que la form ación, es selectiva y específica. O bviam ente, si se m antiene un volu­ m en constan te a un índ ice de form ación de 5 0 0 ml/día, la resorción es constante. Las m uestras de LC R se obtienen por perforación lum ­ bar, por lo general en el interespacio vertebral L 3 -L 4 o más abajo, a través de técnica aséptica. Al líquido obtenido se le suele separar en tres alícuotas: a) para quím ica y serología, b) para bacteriología y c) para m icroscopía. Es m uy im por­ tante recordar que esta m atriz es de volum en lim itado y se debe analizar de m anera inm ediata. Cualquier m uestra rem anente se preservará debido a su disponibilidad lim ita­ da. E l orden de los tubos refleja el orden supuesto para la m inim alización de interferencia a partir de la técnica de la recolección m enos óptim a, con el tubo 3 presum iblem ente m enos contam inado por células de tejid o interm edio. La investigación de laboratorio del L C R está indicada en casos de sospecha de infección del SN C, enfermedad desm ielinizante, malignidad y hem orragia en el SNC. A lo lar­ go de la historia, se ha realizado antes de los procedim ientos radiológicos com o melografía, pero la utilidad diagnóstica en estos casos es bastante pequeña. Al igual que con todas las m uestras del paciente que ingresan al laboratorio, el exam en visual de la muestra es la prim era observación, y a m enudo la más im portante, que se realiza. E l LCR, cuando es norm al, es claro, incoloro y libre de grum os y de san­ gre. Las diferencias a partir de estos estándares indican una patología probable y am eritan exam en adicional. Por lo general, los líquidos turbios requieren exam en m icroscópi­ co, en tanto un color amarillo a café o rojizo indica sangre. Las dos razones más habituales para encontrar pigm en­ tos de sangre y hem oglobina en el L C R son la extracció n traum ática y la hem orragia subaracnoidea. La prim era con siste en la presencia de sangre o derivados debido a la in terd icción de los vasos sanguíneos durante la perfora­ ció n lumbar. La hem orragia se origina por una avería en la barrera del SN C y el sistem a circulatorio debido, por

561

ejem plo, a traum atism o. Es obvio que esta últim a es seria. Am bas se d iferencian a través de observación y, tal vez, m ediante pruebas. U n color ro jo b rillan te y descenso en la cantidad de eritrocitos cuando se extrae la m uestra del líquido indican extracció n traum ática. Los pigm entos de avería, xantocrom la o hem oglobina, señalan que la lisis y el m etabolism o de los eritrocitos ya ocu rrieron, cuando m enos dos horas antes. Después de exclu ir una extracció n traum ática previa o hiperbilirrubina (>20 mg/dl), la xantocrom ía indicaría hem orragia. E l análisis bioqu ím ico (q u ím ico) del L C R ha cond u­ cido a recopilacion es del ám bito de los posibles con sti­ tuyentes. Sin em bargo, en la práctica clínica, se reduce la cantidad de indicadores útiles. Las pruebas de interés son glucosa, proteína (to tal y esp ecífica), lactato, lactato des­ hidrogenasa, glutam ina y los parám etros acidobásicos. Los utilizados con m ayor frecuencia son la glucosa y proteína. Antes de cualquier análisis, se debe centrifugar el líquido para evitar la contam inación por elem entos celulares. Se ha sugerido la enzim a lactato deshidrogenasa com o m arcador de tumor, pero es relativamente no específica. Ésta tam bién se eleva en presencia de infección bacteriana, aunque otros parám etros son más específicos. La concen tración de gluta­ m ina debe reflejar la cifra de am oniacos del SN C elim ina­ dos por la form ación de glutam ina a partir de glutamato. Se elevaría en caso de encefalopatía hepática por síndrom e de Reye. A la prueba se le ha reemplazado en gran medida por las relativas facilidad y sim plicidad de las determ inaciones confiables de am oniaco plasm ático. E l establecim iento de los parám etros acidobásicos específicos obtenidos a través de un instrum ento de sangre-gas es pertinente debido al am biente vital del LC R y al efecto sobre el control de la res­ piración. La falta de capacidad am ortiguadora del L C R y los requerim ientos rigurosos para la integridad de la muestra en los procedim ientos de recolección y análisis propician que el uso rutinario de esta serie de pruebas sea im práctico. Las pruebas que han sido más confiables desde el punto de vista diagnóstico y accesibles en lo analítico son aquellas para glucosa, proteína total y proteínas específicas del LCR. La glucosa ingresa al líquido espinal sobre todo por un transporte prom otor cuando se com para con un transporte pasivo (difusional) o uno activo (dependiente de energía); es llevada a través de la m em brana epitelial por una especie de portador estereoespecífico. E l m ecanism o del portador es el responsable del transporte de m ateriales insolubles en lípidos a través de la m em brana en el LCR. Por lo general, éste es un proceso “descendente” consistente con un gra­ diente de concentración. La concentración de la glucosa del L C R es alrededor de dos terceras partes de la plasmática. D ebido a que una con cen tració n de glucosa del LC R aislada tal vez resulte engañosa, se recom ienda la obten­ ción de una m uestra de plasma al m ism o tiem po, de m odo que las concentracio nes de glucosa del plasm a y LC R se evalúen en con ju n to. A la glucosa del L C R norm al se le considera m ayor a 4 5 mg/dl (2 .5 mmol/L). E l aum ento de las con cen tracio n es de glucosa no es inform ativo desde el punto de vista clínico, ya que por lo general sólo pro­ porciona confirm ación de hiperglucem ia. E sta generalidad debe ser atenuada a través de dos factores: a ) el equilibrio

562

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

después de la carga de glucosa suele requerir entre 3 y 4 h; y b ) co n el aum ento de las con cen tracio n es de glucosa sanguínea, la glucosa del L C R se eleva, pero no de m anera proporcional. Lo prim ero es im portante en casos de com i­ das ingeridas en un m om ento cercano a la o b ten ció n de la m uestra. Lo segundo resulta trascendente debido a que im plica que el índ ice de glucosa plasmática/LCR d ism inu­ ye a m edida que ocurre hiperglucem ia prim aria. La d ism inu ción del índice de glucosa plasmática/LCR a m edida que aum enta la glucosa plasm ática es consistente con u n proceso del portador saturable. No sería raro que el ín d ice fuera de 0 .4 :0 .6 con con cen tracio n es de glucosa en plasm a m asivos (m ayores de 6 0 0 mg/dl), pero un valor de glucosa del L C R de 8 0 mg/dl, con con cen tració n plas­ m ática de 3 0 0 mg/dl, es im portante desde el pu nto de vista clín ico y am eritaría preocupación. La reducción de las concentraciones de glucosa del LCR ( hipoglucorraquia ) tal vez sea resultado de: a ) alteración en el transporte mediado por el portador de glucosa en el LCR, b ) m etabolism o activo de la glucosa por células u organis­ m os, o c) aum ento del m etabolism o por el SNC. E l m eca­ nism o de la dism inución del transporte aún se encuentra bajo intenso debate, pero se especula que es la causa en la m eningitis tuberculosa y sarcoidosis. Las m eningitis aguda purulenta, am ebiana, fúngica y trichinótica son ejem plos de consum o por organismos, en tanto la neoplasia m eníngea difusa y el tum or cerebral son ejem plos de consum o por tejido del SNC. Por lo general, el consum o de glucosa se acom paña por un aum ento en la concentración de lactato debido a la glucólisis anaeróbica por organismos o tejido cerebral. Se ha sugerido un increm ento en el lactato con valor de glucosa norm al a disminuido com o indicador acce­ sible oportuno de m eningitis bacteriana en com paración con viral .12 E l análisis de glucosa y lactato en el L C R se logra de m anera sencilla m ediante técnicas empleadas para plasma y suero. Es im portante que la provisión para el análisis de glucosa o lactato en el LC R sea inm ediata o que la muestra se conserve con un antiglucolítico, com o el ion fluoruro. Las con cen tracio n es de proteína en el L C R reflejan la u ltrañ ltración selectiva de la barrera epitelial del L C R y su capacidad secretoria. Toda la proteína que se suele en con trar en el plasm a se localiza en el LC R , excepto a cifras m uy dism inuidas. La proteína total es de alrededor de 0 .5% , o V200, que la del plasm a. Las con cen tracio n es de proteína específica en L C R no son proporcionales con los valores plasm áticos debido a la especificidad del proceso de ultrañ ltración . La correlación se lleva a cabo de m ejo r m anera a través del uso de índ ices hidrodinám icos de las especies de p roteína en lugar del peso m olecular. Debido a la relación de las proteínas del L C R con el suero, el análisis de suero acom pañará al análisis de proteína del L C R espe­ cífico. E l decrem ento en la con cen tració n de la proteína total del L C R se origina por: a) d ism inu ción de la diálisis del plasm a; b) aum ento de la pérdida de pro teína (p. ej., elim inación de volúm enes excesivos de L C R ); o c) filtra­ ció n del L C R por una fisura en la dura, otorrea o rinorrea. La últim a razón es la más frecuente. La fisura en la dura ocurre com o resultado de perforación lum bar anterior o traum atism o grave. La otorrea y rinorrea h acen referencia

a la filtración de L C R del oído o hacia la nariz, respectiva­ m ente. La id entificación de la fuente de dicha filtración se lleva a cabo de m anera m ás óptim a a través de un análisis para x-transferrina, una proteína ún ica del LCR. E l increm ento de la concentración de proteína total en el L C R constituye un indicador no especifico útil de los estados patológicos. Los aum entos se generan por: a) lisis de san­ gre contam inada por extracción traum ática, b) increm ento en la permeabilidad de la m em brana epitelial, c) elevación de la producción por tejido del SN C, d ) obstrucción o e) dism inución en el índice de elim inación. La contam inación de la sangre es im portante debido al índice en la con cen ­ tración de 2 0 0 :1 . Es posible que la presencia de cualquier cantidad de sangre eleve las concentraciones de proteína en el LCR. La m em brana epitelial se vuelve más perm eable por infección bacteriana o fúngica o hem orragia cerebral, en vista de que un aum ento en la producción de SN C ocu­ rre en la panencefalitis esclerosante subcutánea (P E ES) o esclerosis m últiple (E M ). Además, existen com binaciones de permeabilidad y producción, com o las enfermedades colágeno-vasculares. U n proceso obstructivo, com o tum or o absceso, tam bién genera un increm ento en la proteína. La últim a causa m encionada del aum ento de las concentracio­ nes de proteína total del LCR, la dism inución de la absor­ ción, es posible en teoría, pero no se ha demostrado. Se obtiene inform ación más sensible desde el punto de vista diagnóstico a través del análisis de las fracciones de proteína presentes. Se requiere una com paración con los patrones séricos para obtener conclusiones precisas. En con­ diciones normales, la prealbúmina y una forma única de la transferrina (x-proteína) se encuentran presentes en el LCR en una concentración más elevada que en el suero. Aunque es posible determinar las proteínas respectivas tanto en suero com o en LCR, las proteínas de mayor interés son la albúmina y la inm unoglobulina G (IgG). Debido a que la albúmina se produce sólo en el hígado, su presencia en el LCR ocurrirá mediante transporte de membrana. Sin embargo, tal vez surja IgG por síntesis local de células plasmáticas dentro del LCR. Luego se utiliza la m edición de la albúmina en suero y LCR para normalizar los valores de la IgG de cada matriz con el objetivo de determinar la fuente de la IgG. Este índice IgGalbúmina contribuye de manera primordial al diagnóstico de enfermedades de desmielinización, com o esclerosis múltiple y PEES. La EM es la enfermedad desmielinizante inflamato­ ria más com ún del SNC. ÍSL f e l LCR/IgG sérica

= ^

^

LCR

Albúmina del LCR/albúmina sérica Normal=0.5 (Ec. 27-1) La elevación de la proteína sérica causa in crem en tos en los valores del L C R debido a perm eabilidad. Sin em bargo, el aum ento en la IgG del LCR, sin la elevación con com i­ tante de la albúm ina del LCR, sugiere produ cción local (esclerosis m ú ltiple o P E E S). Se observan increm en tos en la perm eabilidad y produ cción en presencia de m eningitis bacterial. Los m étodos para analizar las concentraciones de IgG y albúm ina son los m ism os que para el suero, pero se optim izan para los valores m ás b ajos encontrados.

CAPÍTULO 27 ■ ANÁLISIS DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES

563

ES T U D IO D E C A S O 27-2 U n hom bre de 3 2 años de edad tuvo buena salud hasta hace m ás o m enos un año, cuando ingresó en un pro­ gram a acelerado de program ación de com putadoras. D urante el últim o año, com enzó a notar vista borrosa episódica, vértigo leve y d olor de cabeza. E l hom bre atribuyó las m anifestaciones de pérdida sen sorial en sus m anos y sentim iento de debilidad después del ejercicio físico al h echo de “estar fuera de form a”. D ecidió visitar a su m édico después de un ataque de visión borrosa acom pañado por sen sación de parálisis, seguida por sen sación de alfileres y agujas en su pierna izquierda. E l exam en óptico fue negativo. E l exam en neurológico con d u jo a la realización de extracció n espinal para obtener hallazgos de laboratorio y m ielografía. Esta últim a fue negativa. Los resultados del laboratorio fue­ ron los siguientes:

Por lo general, el aum ento de las concentracion es de proteína del L C R o la sospecha clínica indica la necesidad de separación electroforética de las proteínas respectivas. A veces, esta separación dem uestra bandas m últiples de la banda de IgG. A esta observación se le conoce com o pro­ teínas oligoclonales (una pequeña cantidad de clones de la IgG del m ism o tipo celular con propiedades electroforéticas casi idénticas). Esta ocurrencia suele relacionarse con enferm edades inflam atorias y esclerosis m últiple o PEES. E stos tipos de trastornos estim ularían las células inm unocom petentes. E l reconocim iento de un patrón oligoclonal reem plaza el inform e de con centraciones de proteína nor­ m ales y es causa de preocupación si en la separación de suero correspondiente no se dem uestran bandas idénticas. Otra proteína a la que se le considera específica para escle­ rosis múltiple es la proteína básica de mielina (M BP). E n los primeros inform es se sugirió elevada especificidad, pero la MBP tam bién se ha detectado en trastornos no desmielinizantes y no siempre se observa en aquellos que sí lo son. Algunos utilizan las concentraciones de la MBP para vigilar la terapia de la esclerosis múltiple. Las directrices internacio­ nales actuales para el diagnóstico de EM reconocen tanto un índice de IgG elevado y la presencia de diferentes bandas oli­ goclonales del L C R en el suero com o evidencia de apoyo.

SUDOR Las glándulas de sudor ecrinas com unes actúan en la regu­ lación de la tem peratura del cuerpo. E stán inervadas por las fibras del nervio colinérgico y constitu yen un tipo de glándula exocrina. Se ha analizado el sudor por sus diver­ sos contenid os inorgánicos y orgánicos pero, co n una excep ción notable, no está dem ostrado que sea u n m odelo ú til desde el punto de vista clín ico . Esa excep ción es el análisis de sudor para determ inar las con cen tracio n es de cloruro y sodio en el diagnóstico de fibrosis quística (F Q ). La prueba de sudor es la herram ienta individual de diag­

LCR

Líquido claro e incoloro, al parecer libre de residuos; el cultivo no producen crecimiento

WBC

Normal

Glucosa

=

60 mg/dl (plasma = 80 mg/dl)

índice IgG/Alb

=

1.7

IgG

Bandas oligoclonales presentes

Preguntas 1. ¿Cuál es la im portancia de la proteína de L C R nor­ mal y el ín d ice IgG/Alb variante? 2. ¿Cuál patología es con sistente co n estos resultados?

nóstico m ás aceptada para la id entificación clín ica de esta enferm edad. E n cond iciones norm ales, la parte inferior enrollada de la glándula del sudor secreta un “presudor” b a jo estim u lación colinérgica. A m edida que el presudor atraviesa la parte cond uctora de la glándula que pasa por la derm is, se absorben varios constituyentes. E n la FQ , los electrólitos, sobre todo los iones de cloruro y sodio, se reabsorben de m anera inadecuada debido a una m u tación en el gen regulador de la cond u ctan cia de transm em brana de la fibrosis quística (R T F Q ), que controla un canal de cloruro regulado por la AMP cíclica. La F Q (m ucoviscidosis) es una enferm edad recesiva autosóm ica hereditaria que afecta las glándulas exocrinas, y causa anorm alidades en la secreción de electró litos y m ucosidad. Esta exocrinopatía se presenta sólo en el esta­ do hom ocigo. E n Estados U nidos, se calcula una frecuen­ cia del estado del portador (h eterocigo) de 1 por cada 20. La enferm edad afecta sobre todo a individuos caucásicos. E l ín d ice observado de expresión clasifica a la F Q com o la enferm edad hereditaria letal m ás frecuente en Estados U nidos, con fallecim iento que ocurre por lo general en la tercera década. La causa prim aria de la m uerte es neu­ m onía, secundaria a la secreción espesa y anorm alm ente viscosa en los pulm ones. Estas secreciones espesas causan ob stru cción de las m icrovías aéreas, lo que predispone al pacien te con F Q a episodios repetidos de neum onía. La tercera parte de la tríada diagnóstica es la insuficiencia pancreática. Una vez más, secrecion es anorm alm ente vis­ cosas obstruyen los cond u ctos pancreáticos. Esta ostensi­ ble o b stru cción causa acu m ulación y autoactivación de las enzim as pancreáticas. Luego las enzim as causan d estruc­ ción del tejido pancreático exocrino. Los algoritm os diagnósticos para F Q aún dependen de electrólitos de sudor anorm ales, defectos pancreáticos o bronquiales y antecedentes fam iliares. Se ha propuesto el uso de la tripsina inm unorreactiva sanguínea, un produc­ to pancreático, com o m étodo para la valoración del recién

564

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

nacido y coadyuvante diagnóstico. E l área en rápido desa­ rrollo de la genética m olecular proporciona la m etodología definitiva. Al defecto del gen causante de la F Q se le locali­ zó en el crom osom a 7, y se obtuvieron las “huellas digita­ les” de DNA de las m utaciones m ás frecuentes que causan FQ . Se anticipa que en la próxim a década, el análisis de DNA directo catalogará todas las m u taciones, y ofrecerá la evaluación y el diagnóstico definitivos. Aunque se inform a que existe una form a de F Q con cloruro de sudor norm al, la prueba de cloruro de sudor aún constituye la herram ien­ ta de laboratorio más accesible para la d etección de F Q .13 Las glándulas del sudor, aunque afectadas en su secre­ ción , perm anecen intactas desde el punto estructural por la FQ . E l análisis del sudor tanto para sodio com o para cloru ­ ro es válido pero, a lo largo de la historia, el cloruro fue y es el elem ento principal, lo que conlleva al uso de la prueba de cloruro del sudor. Debido a su im portancia, la Cystic Fibrosis Foundation de Estados Unidos sugirió u n m étodo estándar. Éste se basa en el m étodo de iontoforesis de nitra­ to de pilocarpina de G ibson y C o ok e .14 La pilocarpina es un fárm aco sem ejante a los colinérgicos usada para esti­ m ular las glándulas del sudor. E l sudor se absorbe en una alm ohadilla de gasa durante el procedim iento. Hay otras pruebas (p. ej., osm olalidad y conductividad) que reflejan las concentraciones de sodio y cloruro, pero la prueba de cloruro del sudor sigue siendo el m étodo de referencia. D espués de recolectar el sudor por iontoforesis, se lle­ va a cabo el análisis de cloruro y sodio. Se h an sugerido m u chos m étod os, todos dependientes de los requerim ien­ tos del laboratorio. P or lo general, el sudor se filtra en u n volu m en cono cid o de agua destilada y se analiza para cloru ro (clorid óm etro) y sodio (fotom etría de flam a). En térm inos generales, a los valores superiores a 6 0 mmol/L se les considera positivos para am bos iones. Aunque se suele reconocer un valor de 6 0 mmol/L por la prueba cuantitativa iontoforética de pilocarpina, es im por­ tante tom ar en cuenta varios factores en la interpretación. No sólo existirá variación analítica respecto a los valores extrem os, tam bién ocurrirá en el establecim iento u n área epidem iológica de lím ite. Con esto en m ente, el rango de 4 5 a 65 mmol/L para el cloruro sería más apropiado en la determ inación de la necesidad de repetición. Se deben co n ­ siderar otras variables. Por lo general, la edad aum enta el lím ite, a tal grado que es cada vez más difícil clasificar a los adultos. Obviamente, el estado de hidratación del paciente también afecta las concentraciones de sudor. Debido a que el procedimiento com pleto es exigente desde el punto de vista técnico, se desarrollará experiencia en su uso antes de que la prueba se encuentre disponible en clínica. Existe una d escripción com pleta de la recolección y el análisis del sudor, que incluye las ju stificacion es del procedim iento.

rica en ácido hialu rónico en el dializado, lo que h ace que el líquido sinovial sea viscoso. La m em brana se com pone de tres tipos de células diferentes: las células tipo A son ricas en vacuolas y lisosom as y fu ncion an com o fagocitos; las células tipo B son ricas en retículo endoplásm ico rugo­ so y se presum e que tienen una fu n ció n secretoria; y las células tipo C al parecer son un híbrid o de los tipos A y B en aspecto y fu nción. Se supone que el líquido sinovial funciona com o lubricante para las articulaciones y com o m edio de transporte para la lib eración de nu trientes y la elim inación de desechos celulares. E l volu m en de líquido encontrado en un a articu lación grande, com o la rodilla, rara vez sobrepasa los 2 mi. E l líquido norm al es claro, in coloro a am arillo pálido, viscoso y n o coagulante. Las variaciones son indicativas de situaciones patológicas. La recolección de una m uestra se logra m ediante artrocentesis de la articulación bajo condiciones asépticas. Se debe preservar la m uestra de inm ediato con heparina para cultivo, con ácido etilendiam inotetracético (EDTA) para análisis m icroscópico o con fluoruro para análisis de gluco­ sa. E l exam en m icroscópico es el m ás provechoso en im por­ tancia diagnóstica. Aunque se han determ inado m uchos analitos desde el punto de vista quím ico, la proporción entre líquido sinovial y glucosa plasm ática (norm alm ente, 0 .9 :1 ) sigue siendo la m ás útil. Se observan dism inuciones en la proporción en presencia de trastornos inflam atorios (p. e j., gota, artritis reum atoide, lupus eritem atoso sistém i­ co) y purulentos (artritis bacteriana, viral). Los m étodos estándar para el análisis de la glucosa son aplicables.

LÍQUIDOS SEROSOS Los pulm ones, el corazón y la cavidad abdom inal están rodeados por sacos de células sim ples, m em branosos y de doble capa perm eables a los com ponentes del suero. Cuando el suero se dializa a través de estas m em branas, al líquido que se form a se le denom ina líquido seroso; de m anera específica, el líquido pleural (p u lm ón ), pericárd i­ co (corazón) y peritoneal (abdom inal). Im agine los sacos com o u n globo que contiene una cantidad pequeña de agua. Al colocar u n b alón de fútbol am ericano dentro del globo, éste expele el aire residual hasta que sólo queda agua (fig. 2 7 -8 ). E l agua se extiende

Corte de globo

LÍQUIDO SINOVIAL Las articulaciones se clasifican en m óviles e inm óviles. Las m óviles con tien en una cavidad que está encerrada por una cápsula; la cubierta interna de la cápsula es la m em brana sinovial. Esta cavidad contiene líquido sinovial, que se for­ m a por u ltrafiltración del plasma a través de la m em brana sinovial. La m em brana tam bién secreta una m ucoproteína

FIGURA 27-8.

Ejemplo de la formación del líquido seroso.

CAPÍTULO 27 ■ ANÁLISIS DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES

para llenar el “espacio p otencial de doble capa de globo” resultante. Las m em branas serosas son análogas al globo; los órganos internos, al b alón de fútbol am ericano. E l saco pleural (p u lm ón) es continu o al hilio del árbol bronquial; el pericardio, a los vasos principales; y el peritoneo, alre­ dedor de cada órgano. Todos son expandióles y presen­ tan “espacios p otenciales” para la reco lecció n de líquido o gases. La form ación de los líquidos serosos es u n proceso continu o controlad o por la presión hidrostática de la circu ­ lación sistém ica y el m antenim iento de la presión oncótica debida a la proteína. P or lo general, el espacio potencial se encuentra lleno; es decir, no hay gas presente. E l líqu i­ do reduce o elim ina la fricció n causada por la expansión y co n tracció n de los órganos protegidos. U n trastorno en el equilibrio dinám ico que causa un aum ento en el líqu i­ do constituye un estado anorm al. A un increm en to en el volum en del líquido se le d enom ina efusión.

CUADRO 27-2. CAUSAS DE LAS EFUSIONES PLEURALES TRASUDATIVA

EXUDATIVA

Insuficiencia cardíaca congestiva3

Neumonía bacteriana8

Síndrome nefrótico

Tuberculosis

Hipoproteinemia

Absceso pulmonar

Cirrosis hepática

Malignidad (obstrucción linfática)

Insuficiencia renal crónica

Infección viral/fúngica Infarto pulmonar Pleuresía Malignidad pulmonar Linfoma Mesotelioma pleural

Líquido pleural La capa externa del saco pleural, la capa parietal, es asisti­ da por la circu lación sistém ica; la interna, la capa visceral, por la circu lació n bronquial. E n esencia, el líquido pleural consta de líquido in tersticial de la circu lación sistém ica. E n cond iciones norm ales, hay 3 a 2 0 m i de líquido p leu ­ ral en el espacio pleural. E l líquido sale por drenaje en los linfáticos de la pleura visceral y la circu lación visceral. Cualquier alteración en el índ ice de form ación o elim ina­ ció n del líquido pleural afecta el volum en, lo que causa una efusión. Es necesario enton ces clasificar la naturaleza de la efusión por análisis del líquido pleural. E l líquido se rem ueve del espacio pleural por aguja y se inyecta después de la visualización por radiología. A este procedim iento se le denom ina toracentesis ; al líquido se le con o ce com o líquido de la toracentesis, o líquido pleural. Las alícuotas del líquido preservadas de m anera específica se utilizan para pruebas futuras com o las siguientes: a) heparinizada para cultivo, b ) EDTA para m icroscopía, c) sodio fluorescente (N aF) para glucosa y lactato y d ) sin tratar para prueba bioqu ím ica adicional. La clasificación del líquido com o trasudado o exudado es crucial. Los trasudados son secundarios a patología rem ota (no pleural) e indican que el tratam iento se com enzará en otra u bicación. U n exudado indica afección prim aria de la pleura y el pulm ón, com o in fecció n , y dem anda atención inm ediata. Por ejem plo, cualquier trastorno m ecánico en la form ación de líquido (p. ej., hipoproteinem ia que causa d ism inu ción de la presión on có tica) increm entaría el volum en del líquido pleural. Esto sería un proceso trasudativo. U n proceso exudativo sería la o b stru cción del drenaje linfático com o resultado de m alignidad, com o linfom a (cuadro 2 7 -2 ). Luego se requiere prueba adicional, incluyendo quím ica, m icroscóp ica y cultivo, para identi­ ficar la etiología. La asignación de líquido a la categoría de trasudado o exudado se basaba en la con cen tració n proteica del líquido. E ste criterio se reem plazó por el uso de una serie de pro­ p orciones líquido/plasma (L/P) con ocid os com o criterios de Light. E n form a específica, si el L/P para proteína total

565

aCausa más frecuente.

es m ayor de 0 .5 , la proporción para lactato deshidrogenasa (LD ) será m ayor de 0 .6 , o si el intervalo de referencia de la proporción LD de líquido pleural/LD sérica de lím ite superior es m ayor de 0 .6 7 , el líquido será u n exudado. Por lo general, un a proporción albúm ina sérica-albúm ina de líquido pleural (gradiente de albúm ina a 1 .2) indica trasudados. Sin em bargo, este criterio identifica de m anera errónea alrededor de 10% de los casos, en particular insu­ ficiencia cardíaca congestiva. La caracterización adicional del exudado por el laboratorio clín ico tal vez incluya aná­ lisis para glucosa, lactato, am ilasa, triglicérido o pH. Una d ism inu ción en glucosa (in crem ento en lactato) sugeriría in fecció n o inflam ación. U n aum ento en am ilasa com pa­ rado con el del suero sugiere pancreatitis. La elevación exagerada de las con cen tracio n es de triglicéridos (2 -1 0 X suero) podrían in dicar quilotórax. E l uso de m ediciones de pH, realizadas com o una d eterm inación de la cifra de sangre-gas, ha ganado popularidad. De m anera escueta, el pH m enor de 7 .2 sugiere in fecció n ; el pH m ayor de 7 .4 , m alignidad. Las m etodologías para estos análisis son las m ism as que las que se em plean para los constitu yentes del suero y la sangre, por lo que son factibles en el laboratorio clínico .

Líquido pericárdico La relación del pericardio, líquido pericárdico, con el cora­ zón es sim ilar a aquella con los pulm ones. Los m ecanism os de form ación y drenaje son los m ism os. Sin em bargo, el m uestro pericárdico y el análisis de laboratorio son raros.

Líquido peritoneal Las preguntas clínicas que suelen plantearse son las siguientes: a) ¿qué está causando ascitis? b ) ¿está presente la infección? c) ¿E xiste riesgo para la in fe cció n ?16

566

PARTE III ■ VALORACIÓN DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ORGÁNICO

E l exceso de líquido ( > 5 0 m l) en la cavidad peritoneal indica enferm edad. A dicho exceso se le d enom ina ascitis ; y al líqu id o, líquido ascítico. E l proceso de ob ten ció n de las m uestras de este líquido por aspiración con aguja es la paracentesis. P or lo general, el líquido se visualiza por ultrasonido para confirm ar su presencia y volum en antes de realizar la paracentesis. E n teoría, el m ism o m ecanism o que causa efusiones sero­ sas en otros espacios potenciales funciona para la cavidad peritoneal. De m odo específico, una alteración en el índice de diálisis secundaria a una patología rem ota primaria es un trasudado, en com paración con una patología prim aria de la m em brana peritoneal (exudado). Los diversos factores que se aplican a este gran espacio, que incluyen la función renal, tienden a em pañar la distinción. La causa más frecuente de ascitis con un peritoneo norm al es la hipertensión portal. Las obstrucciones al flujo hepático, com o la cirrosis, insu­ ficiencia cardíaca congestiva e hipoalbum inem ia por cual­ quier causa, dem uestran la incidencia más elevada. Las causas exudativas de ascitis son sobre todo cáncer ovárico m etastásico y peritonitis infectiva. La diferenciación entre ambas es análoga a las m ediciones de proteína y LD descritas para el líquido pleural. Sin embargo, la capacidad para la diferenciación constituye un reto. E l gradiente de albúm ina suero/ascitis (GASA, o albúm ina sérica-albúm ina del líquido) de 1.1 g/dl o más, usado para indicar hiperten­ sión portal, representa la m edición más aceptada. Una cifra de neutrófilos m ayor de 0 .5 X 109/L indica peritonitis.

RESUMEN Además del suero y el plasm a, el laboratorio de quím i­ ca analítica a m enudo analiza otros líquidos corporales, com o el LA, L C R , sudor, líquido sinovial y líquidos sero­ sos. E l LA proporciona un m edio de am ortiguación para el desarrollo fetal. Se realizan am niocentesis y análisis subsiguiente del LA en la prueba para enfermedad congénita, defectos del tubo neural, enfermedad hem olítica, edad gestacional y desa­ rrollo pulm onar fetal. E l LC R es un líquido que ocupa los espacios del SN C, que incluye el cerebro y la médula espi-

P R E G U N T A S 1. Las pruebas de laboratorio para la evaluación de la madurez del pu lm ón fetal se basan en: a) D iferenciación de productos de neum ocitos tipo I. b) Prod ucción de acetilcolinesterasa. c) Prod ucción de AFP. d ) Productos de neum ocitos tipo II. e) Presencia de m econio. 2. E l líquido am niótico: a) Provee am ortiguación para el feto. b) Es una m ezcla de líquidos m aternos y fetales. c) Se valora por cateterización um bilical. d) a y b. e) a, b y c.

nal. Las funciones del L C R incluyen soporte y la protección físicos, m étodo de excreción, provisión de un am biente quím ico controlado y transporte intracerebral y extracerebral. E l volum en total del LCR es de alrededor de 150 ml. Las m uestras de L C R se obtienen por perforación lum ­ bar. La investigación de laboratorio del L C R está indicada para casos de sospecha de infección en el SN C, enfermedad desm ielinizante, m alignidad y hem orragia en el SNC. Las pruebas más confiables desde el punto de vista diagnóstico y accesibles desde una perspectiva analítica son aquellas para la glucosa, proteína total y proteínas específicas del SNC. E l sudor es un producto de las glándulas de sudor ecrinas com unes, que participan en la regulación de la temperatura corporal. La prueba de sudor es la herram ienta diagnóstica más aceptada para la FQ . Dentro de la articulación m ovible, se encuentra una cavidad rellena con líquido sinovial, que se form a m ediante ultrañltración del plasma a través de la m em brana sinovial. E l líquido norm al es claro, incoloro a amarillo pálido, viscoso y no coagulante. Algunas variacio­ nes son indicativas de trastornos patológicos. La recolección de este líquido se realiza por artrocentesis. Los pulm ones, el corazón y la cavidad abdom inal están rodeados por un saco de doble capa, células sim ples y m em branoso, que es perm eable a los constituyentes del suero. E l líquido que se form a cuando el suero se dializa a tra­ vés de esas m em branas es el líquido seroso; en especial, los líquidos pleural (p u lm ón ), pericárdico (co razón ) y perito­ neal (abd om inal). La form ación de liquido seroso es un proceso con tin u o que se controla por presión hidrostática de la circu lación sistém ica y m antenim iento de la presión on có tica debido a la proteína. B ajo cond icion es norm ales, hay 3 a 2 0 m l de líquido pleural en el espacio pleural. A la extracció n del líquido se le denom ina toracentesis. La relación del pericardio y del líquido pericárd ico con el corazón es sim ilar a la que m antiene con los pulm ones; el m uestreo pericárdico en el laboratorio es raro. U n exceso de líquido en la cavidad peritoneal indica enferm edad. A ésta se le denom ina ascitis. Al líquido se le co n o ce com o líquido ascítico y se obtiene por un proced im iento deno­ m inado paracentesis.

DE

R E P A S O

3. Los recuentos de cuerpos lam elares reflejan: a) R ecuento de plaquetas del feto. b ) R ecuento de plaquetas de la madre. c) R ecuento de m econio del feto. d) Paquetes de fosfolípidos surfactantes. e) Todos los anteriores. 4 . C on frecuencia, se observa sangre en el L C R después de: a) A dm inistración de verde de indocianina. b) E xtra cció n traum ática. c) A nem ia hem olítica. d) Perforación lumbar. e) pH bajo.

CAPÍTULO 27 ■ ANÁLISIS DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES

5. La glucosa del LC R se m ide para determ inar: a) E ficiencia del transporte. b) Diabetes. c) E xtracció n traum ática. d) H em ocrom atosis. e) Infección.

6 . El in crem en to en la proteína del L C R es patognom ón ico por: a) E sclerosis m últiple. b) Enferm edad vascular del colágeno. c) In fección fúngica. d ) Todas las anteriores. e) N inguna de las anteriores. 7. La F Q se caracteriza por: a) C oncentraciones de cloruro en sudor elevadas. b) E xp resión hom ociga de u n rasgo recesivo autosóm ico. c) Insuficien cia pancreática. d) Todas las anteriores. e) Sólo a y c.

8. E l líquido sinovial: a) Se form a por ultrafiltración del plasma. b) Lubrica los neum ocitos. c) Es rico en ácido hialu rónico.

d ) Todas las anteriores. e) Sólo a y c.

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9.

567

Los fluidos serosos: a) Se derivan del suero. b) Proporcionan lu b ricación y protección . c) Llenan el espacio potencial. d) Todas las anteriores. e) Sólo a y b.

10. E l trasudado del líquido pleural: ci) R efleja afección prim aria de la pleura. b ) Se caracteriza por increm en to en la proporción LD L/E c) Se caracteriza por increm en to en la proporción glucosa UV. d) Se caracteriza por una proporción proteína total UV de 0 .5 . e) Todas las anteriores. 11. E l análisis del líquido de la paracentesis se realiza para: a) D eterm inar la causa de la presencia del líquido. b) Evaluar el riesgo de infección. c) D eterm inar la afección pulm onar. d) Todas las anteriores. e) a y b. 12. La causa m ás frecuente de ascitis es: a) H ipertensión portal. b) R etorno venoso. c) D iferen ciación celular parietal. d) In fección ecrina. e ) F iltra ció n celular tipo A.

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PARTE

IV Áreas de especialidad de la química clínica

569

Monitoreo de fármacos terapéuticos David P. Thorne C O N T E N I D O

DEL

VÍAS DE ADM INISTRACIÓ N ABSORCIÓN FÁRM ACO S LIBRES EN CO M PARACIÓN CON CO M BINADOS DISTRIBUCIÓN D EL FÁRM ACO ELIM IN ACIÓN DE FÁRM ACO S Eliminación metabólica Eliminación renal FARM ACO CIN ÉTICA RECOLECCIÓN DE LA M U ESTRA FÁRM ACO S CARDIO ACTIVO S Digoxina Lidocaína Quinidina Procainamida Disopramida AN TIBIÓ TICO S Aminoglucósidos Vancomicina FÁRM ACO S AN TIEPILÉPTICO S Fenobarbital Fenitoína

CAPITULO

28

C A P I T U L O Ácido valproico Carbamacepina Etosuximida FÁRM ACO S PSICOACTIVOS Litio Antidepresivos tricíclicos BRO N CO D ILATADO RES Teofilina FÁRM ACO S INM UNOSUPRESIVOS Ciclosporina Tacrólimo AN TIN EO PLÁSICO S Metotrexato RESUMEN PREGUNTAS DE REPASO REFEREN CIAS LECTU RAS RECO M EN DADAS

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Establecer las características de un fárm aco que hacen que el monitoreo de un fármaco terapéutico sea esencial. • Identificar los factores que influyen en la absor­ ción de un fármaco adm inistrado por vía oral. • Relacionar los factores que influyen en el grado de eliminación de un fármaco. • Definir la distribución del fárm aco y los factores que influyen en ella.

Calcular el volumen de distribución, la constante de eliminación y la vida media de un fármaco. Relacionar la concentración de un fárm aco circu­ lante con los parámetros de farmacocinética. M encionar la categoría terapéutica de cada uno de los fárm acos descritos en este capítulo. Describir las principales toxicidades de los fárm a­ cos que se analizan en este capítulo. Identificar las características de los fárm acos pre­ sentados en este capítulo que llegan a influir en la concentración sérica del fármaco.

T E R M I N OS Absorción del fármaco Concentración máxima del fármaco

570

Distribución del fármaco Eliminación del fármaco Farmacocinética

C L A V E

M onitoreo del fármaco terapéutico Rango terapéutico

Valores depresivos del fármaco

CAPÍTULO 28 ■ MONITOREO DE FÁRMACOS TERAPÉUTICOS

E l monitoreo de fárm acos terapéuticos (M F T ) im plica el aná­ lisis, la valoración y la evaluación de las concentraciones circulantes de los fárm acos en suero, plasm a o sangre ente­ ra. E l propósito de estas acciones es asegurar que una dosi­ ficación determ inada de un fárm aco produzca un beneficio terapéutico m áxim o y efectos tóxicos adversos m ínim os .1,2 E n la m ayor parte de las terapias con fárm acos, los regí­ m enes de dosificación se establecen para que sean seguros y efectivos en la mayoría de la población, por lo que no se requiere el M FT. Sin em bargo, con ciertos fárm acos, la correlación entre la dosis y los efectos terapéuticos o los resultados tóxicos es escasa y se vuelve difícil predecir cuál dosis hay que utilizar. E n estas situaciones, tal vez funcio­ ne el ensayo y error, ju n to con la observación directa. Por ejem plo, si la dosis estándar de u n fárm aco no m anifiesta un beneficio terapéutico y el aum ento de la dosificación proporciona beneficio sin efectos tóxicos, se debe realizar el ajuste apropiado de la dosis. Por desgracia, es posible que este sistem a resulte inapropiado en todas las situaciones. Si la sobredosis o dosis insuficiente produce consecuencias graves al paciente, el ensayo y error no está ju stificad o. En este últim o caso, el M F T basado en correlaciones sólidas entre concentracion es circulantes del fárm aco y benefi­ cio terapéutico o efectos tóxicos adversos contribuye a la determ inación de un régim en de d osificación apropiado. Desde el punto de vista estadístico, la dosis estándar se deriva a partir de observaciones en una población sana .2 Los estados de enfermedad llegan a producir alteración de las cond iciones fisiológicas, en las que la dosis estándar no produce la concentración esperada en la circu lació n . 3 En estos casos, está justificad a la individualización de un régi­ m en de d osificación .4 Una vez m ás, el M F T proporciona una base para el establecim iento de un régim en de dosifica­ ción racional para ajustar situaciones individuales . 5 A con tin u ació n se m uestran las indicaciones habituales para el M FT: • Las consecu encias de la sobredosis o dosis deficiente son im portantes. • Hay una pequeña diferencia entre una dosis terapéutica y una tóxica. • E xiste una pobre relación entre la dosis de un fárm aco y las concentraciones circulantes, pero buena correlación entre las concentraciones circulantes y los efectos tera­ p éuticos o tóxicos. • Hay u n cam bio en el estado fisiológico del pacien te que quizá afecte de m anera im predecible las con cen tracio­ nes circulatorias del fárm aco. • O curre o puede ocu rrir una in teracció n del fárm aco. • E l M F T contribuye al m onitoreo del cu m plim iento del paciente. Una característica com ún de todos los aspectos del M FT es la evaluación cuantitativa de las concentraciones circulan­ tes de los fármacos. Cuando se realiza en el contexto clínico, proporciona una base para la solución racional de problemas y optim ización de los resultados del paciente .6 Este proceso requiere que se tom en en cuenta varios factores clave, com o la vía de adm inistración, el índice de absorción, la distribu­ ción del fármaco dentro del cuerpo y el grado de elim inación (fig. 2 8 -1 ). Este capítulo com ienza con un análisis de estos factores, y la manera en que influyen en la concentración

571

Absorción Gl

’' Distribución Sitio de a c c ió n

---------- Circulante ►-Fármaco libre

►►-

Eliminación Excreción renal Metabolismo A

t \

Enlace con proteína ir Respuesta biológica

Y Metabolitos

FIGURA 28-1. Panorama de los factores que influyen en la con­ centración circulante de un fármaco administrado por vía oral. Gl, gastrointestinal.

circulante de un fármaco. E n el resto del capítulo se estudian fárm acos seleccionados que suelen estar sujetos al MFT.

VÍAS DE ADMINISTRACIÓN Para que un fárm aco exprese un beneficio terapéutico, es necesario que se encuentre en una con cen tració n apropia­ da en su sitio de acción. La m ed ición de la con cen tració n del fárm aco en el sitio de acción sería ideal. P or desgracia, en la m ayor parte de los fárm acos, no es posible realizar esto. E l sistem a circulatorio ofrece una ruta conveniente para liberar de m anera eficaz la m ayor parte de los fár­ m acos en su sitio de acción. E l objetivo de casi todos los regím enes terapéuticos es adquirir un a con cen tració n sanguínea, plasm ática o sérica, a la que se le correlacio­ na con una concentración efectiva en el sitio de acción. Los fárm acos se adm inistran por diversas vías. Cada una de ellas presenta diferentes características que influyen en las concentraciones circulantes. Es posible inyectar los fár­ m acos directam ente en la circulación (intravenosa, IV ), en los m ú sculos (intram uscular, IM ) o ju s to debajo de la piel (subcutánea, S C ). Además, se inhalan o absorben a través de la piel (transcutánea). La adm inistración rectal (suposi­ torio) se utiliza con frecuencia en niños y en situaciones en las que no es posible la adm inistración oral. Esta últim a es la vía de adm inistración más frecuente. E l enfoque del pre­ sente análisis gira en torno a la adm inistración oral e IV

ABSORCIÓN E n los fárm acos adm inistrados por vía oral, la eficiencia de la absorción del tracto gastrointestinal depende de m u chos factores. La form ulación del fárm aco es un aspecto cla­ ve. Las tabletas y cápsulas requieren d isolu ción antes de absorberlas. La absorción de las soluciones líquidas tiende a ser m ás rápida. Algunos fárm acos están su jetos a la asi­ m ilación por m ecanism os de transporte destinados a los constitu yentes dietéticos. Sin em bargo, la m ayor parte se absorbe por difusión pasiva. Este proceso requiere que el fárm aco se encuentre en un estado hidrofóbico (no io n i­ zado). D ebido a la acidez gástrica, los ácidos débiles se absorben de m anera eficiente en el estóm ago. Las bases débiles se absorben preferentem ente en el in testin o , don­ de el pH es más neutral. En la m ayor parte de los fárm acos, la absorción a partir del tracto gastrointestinal ocu rre de

572

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

m anera predecible en gente sana. Sin em bargo, los cam ­ bios en la m otilidad intestinal, el pH, la inflam ación, asi com o los alim entos u otros fárm acos, m odifican de m ane­ ra im portante las características de ab so rció n .7 E n estos casos, el uso del M F T tal vez contribuya al establecim iento de un régim en de d osificación eficaz. Todas las sustancias, incluyendo los fárm acos, absor­ bidos del in testin o (excep to el recto ), ingresan al sistem a portal hepático. E n este sistem a, toda la sangre del tracto gastrointestinal viaja a través del hígado antes de entrar en la circu lació n general. Ciertos fárm acos están su jetos a asim ilación y m etabolism o hepático im portantes durante este paso a través del hígado. A este proceso se le conoce com o m etabolism o de prim er p aso.8 E n ciertos fárm acos, existe un amplio grado de variación en estos procesos, incluso dentro de una población norm al. Además, m uchas de las características de absorción de un fárm aco llegan a cam biar con la edad, el embarazo o los trastornos patológicos. En estos casos, quizá resulte difícil la predicción de la concentración circulante final de una dosis oral estándar. Sin embargo, con el uso del M FT, es posible determ inar regím enes de dosificación oral efectivos.

FÁRMACOS LIBRES EN COMPARACIÓN CON COMBINADOS La m ayor parte de los fármacos en la circulación están suje­ tos a la com binación con com ponentes del suero. Aunque es posible que se form en muchas especies, en su mayor parte se trata de com plejos de fármaco y proteína. U n aspecto impor­ tante necesario para comprender la dinám ica del fármaco es que sólo la fracción libre interactúa con su sitio de acción y ocasiona una respuesta biológica. La fracción libre es la que m ejor se correlaciona con los efectos terapéuticos y toxicológicos de un fármaco. E n m uchos m edicam entos, el porcen­ taje libre depende de parámetros fisiológicos y bioquím icos. A una dosis estándar, el contenido total en plasma tal vez se encuentre dentro del rango terapéutico, pero el paciente experim enta efectos tóxicos adversos (fracción libre eleva­ da) o no obtiene un beneficio terapéutico (fracción libre baja). Esto llega a ocurrir com o resultado de cam bios en el contenido proteico en suero. E n ocasiones aparecen cam ­ bios en las proteínas combinadas con suero en presencia de inflam ación, malignidades, embarazo, enfermedad hepática, síndrom e nefrítico y desnutrición. E l porcentaje libre tal vez se vea influido por la concentración de sustancias que com ­ piten por los sitios de unión, que tal vez sean otros fármacos o sustancias endógenas, com o urea, bilirrubina u hormonas. Se debe tom ar en cuenta las m ediciones de fármaco libre en aquellos m edicamentos que están com binados en gran medida con proteína, y en los que los signos quím icos son inconsistentes con las concentraciones totales del fármaco.

DISTRIBUCIÓN DEL FÁRMACO La fracción libre de los fármacos circulantes está sujeta a difusión fuera de la vascularidad en los espacios intersticiales e intracelulares. La capacidad para abandonar la circulación depende bastante de la solubilidad lipídica del fármaco. Los fárm acos que son m uy hidrofóbicos atraviesan con facilidad las membranas celulares y se dividen en los com partim ientos lipídicos, com o las células adiposas y nerviosas. Los fárma­

cos que son polares pero no ionizados atraviesan, también, las membranas celulares pero no se aíslan dentro de los com ­ partimientos lipídicos. Las especies ionizadas se difunden fuera de la vascularidad, pero con lentitud. E l volum en del índice de distribución (Vd) se utiliza para describir las carac­ terísticas de distribución de un fármaco. Desde el punto de vista m atem ático, esto se expresa de la siguiente manera: V d = D/Ct

(Ec. 28-1)

donde: V d = volu m en de d istribución (en litros) D = dosis inyectada (m iligram os [mg] o gram os [g ix C = con cen tració n en plasm a (mg/L o g/L) Los fárm acos que son hidrofílicos llegan a presentar una V d grande. Las sustancias que están ionizadas o se com binan de m anera prim ordial en el plasm a tien en valo­ res de Vd pequeños.

ELIMINACIÓN DE FÁRMACOS Los fárm acos se elim inan del cuerpo por varios m ecanis­ m os. Más allá del m ecanism o de elim inación, los decre­ m entos en la con cen tració n sérica de la m ayor parte de los fárm acos a m enudo ocurre com o un proceso de prim er orden (índ ice exponencial de pérdida). E sto im plica que el índice de cam bio en la con cen tració n del fárm aco co n el tiem po varía de m anera continu a en relación con la con ­ cen tración del fárm aco. La elim in ación de prim er orden obedece a la siguiente ecu ación general: AC/AT = - k C

(Ec. 28-2)

Esta ecu ación define la m anera en que el cam bio en la con cen tració n por unidad de tiem po (AC/AT) se relaciona directam ente con la con cen tració n del fárm aco (C ) y la constan te (k ). E l valor de k es un factor de proporcionali­ dad sim ple que describe el cam bio de p orcen taje (negativo debido a que dism inuye) por unidad de tiem po; a m enudo se le denom ina constante de elim inación o índice de elim i­ nación. La solu ción gráfica a esta ecu ación es una fu nción exponencial que declina de la m anera curvilínea prevista, con aproxim ación asintom ática a cero (fig. 2 8 -2 ). E n la gráfica que se m uestra en la figura 2 8 -2 se ilustra un índice rápido de cam bio a concen tracio nes elevadas del fárm a­ co e índices lentos de cam bio a con cen tracio n es bajas del fárm aco. Su registro en las dim ensiones sem ilogarítm icas (fig. 2 8 -3 ) llega a h acer lineal esta función. E l m etabolism o hepático o la filtración renal, o una com bin ació n de am bos, elim inan la m ayor parte de los fárm acos. E n ciertos m edicam entos, la elim inación por estas vías es bastante variable. Además, los cam bios fu n­ cionales en estos órganos tal vez ocasionen m odificaciones en el índ ice de elim inación. E n estas situaciones, la infor­ m ación con respecto al índice de elim inación y el cálculo de la con cen tració n circulante de un fárm aco después de u n período determ inado constitu yen factores im portantes en el establecim iento de un régim en de d osificación efec­ tivo y seguro. La ecu ación 2 8 -2 y las figuras 2 8 -2 y 2 8 -3 son útiles en la d eterm inación del índ ice de elim inación y la con cen tració n de un fárm aco después de un período determ inado. E n la siguiente ecu ación se ilustra la m anera en que se usa la ecuación.

CAPÍTULO 28 ■ MONITOREO DE FÁRMACOS TERAPÉUTICOS

573

(0 O 're E c/> re o. c 'O o re

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o

O

Tiempo después de la dosis (horas) FIGURA 28-2. Eliminación de primer orden del fármaco. En esta gráfica se demuestra el índice exponencial de pérdida en una escala lineal. Las líneas punteadas son representativas de la vida media.

La integración de la ecuación 2 8 -2 produce lo siguiente: CT = C 0e"kT

(Ec. 28-3)

donde: C 0 = la con cen tració n in icial del fárm aco, C T = la con cen tració n del fárm aco después del período determ inado (T ), k = la constan te de elim inació n, y T = el período evaluado.

Ésta es la form a más útil de la ecu ación de elim inación. A partir de ella, es posible calcular la con stan te de elim i­ n ación o, si se co n o ce el valor de k, determ inar la canti­ dad de fárm aco que se presentará después de un período determ inado.

Por ejemplo: La concentración de la gentamicina es de 10 pg/ml a las 12:00. A las 16:00, la concentración de la gentamicina es de 6 pg/ml.

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Tiempo después de la dosis (horas) FIGURA 28-3. Registro semilogarítmico del índice exponencial de eliminación del fármaco. La pendiente de esta gráfica es igual al índice de eliminación (k).

574

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

¿Cuál es la constante de eliminación (k) para la gentamicina en este paciente? A través de la ecuación 28-3:

c„=io

Ct= 6 T = 4 lloras Al sustituir estos valores en la ecuación, se obtiene: 6

10 0- k

-

( 4 h o ra s )

Al dividir ambos lados entre 10, se obtiene: 06

=

0- k

( 4 h o ra s )

Para eliminar el signo exponencial, se toma el logaritmo natural de ambos lados: En 0.6 = - k (4 horas) Resolviendo el logaritmo natural: -0 .5 1 = - k (4 horas) Multiplicando por -1 : 0.51 = k (4 horas) Dividiendo ambos lados entre 4 horas: 0.13/h = k Este valor calculado para k indica que el paciente está elimi­ nando 13% de gentamicina sérica por hora. En este mismo paciente el mismo dia, ¿cuál sería la concentra­ ción en suero prevista de gentamicina a media noche (24:00)? Para CQ, es posible utilizar el valor de las 12:00 o de las 16:00, siempre y cuando se use el valor de tiempo correspondiente adecuado. En este ejemplo, se utiliza el valor de las 16:00 de 6 ¡xg/ml. C0= 6 ng/ml T = 8 horas k = 0.13/h Sustituyendo en la ecuación 28-3: £

_

6

0 -0 .1 3 /h o ra

(8h o ra s )

Resolviendo para el exponente: CT= 6 e'104 Nótese que la unidad de tiempo (horas) se ha cancelado. Al resolver el exponente: CT= 6 (0.35) CT= 2.1 pg/ml Nótese que se llevaron a cabo las unidades de concentración. Aunque la constan te de elim inación (k ) es un valor ú til, no es la nom enclatu ra habitual en el entorno clínico. E n cam bio, se utiliza el térm ino vida m edia. Ésta represen­ ta el tiem po necesario para que la con cen tració n en suero dism inuya a la mitad. Es posible determ inarla de m anera gráfica (fig. 2 8 -2 ) o por conversión de la constan te de eli­ m in ación (k ) a la vida m edia (T 1/2) a través de la fórm u­ la de la ecu ación 2 8 -4 . De estos dos m étodos, el cálculo proporciona una m anera fácil y precisa para d eterm inar la vida media. T 1/2 = 0.693/k

(Ec. 28-4)

Eliminación metabólica Los xen o b ió tico s son sustancias que no suelen e n co n ­ trarse dentro de los sistem as hum anos, aunque llegan a introd u cirse por vías bioqu ím icas destinadas a sustancias endógenas. La m ayor parte de los fárm acos son x en o b ió ti­ cos. E xisten m u chos cam inos b ioq u ím ico s potenciales por los que avanzan los fárm acos. La vía bioqu ím ica respon­ sable de una gran parte del m etabolism o del fárm aco es el sistem a de la oxidasa de fu n ción m ixta (O F M ) hepática.

La fu n ció n básica de este sistem a im plica la captación de sustancias hidrófobas y, a través de una serie de reaccio­ nes enzim áticas, su conversión en sustancias solubles en agua. Luego estos productos son bom beados en la bilis o liberados en la circu lación general, donde se elim inan por filtración renal. E xisten m uchas enzim as im plicadas en el sistem a OFM . Éstas suelen dividirse en dos grupos o fases funcionales. Las reacciones de la fase I producen interm ediarios reactivos. Las reacciones de la fase II conjugan grupos funcionales con estos sitios reactivos, que tienen productos solubles en agua. Es posible que los interm ediarios reactivos se co n ju ­ guen con varios grupos funcionales: la glutationa, la glici­ na, el fosfato y el sulfato son frecuentes. E l sistem a O FM no es específico y perm ite que m uchas sustancias endógenas y exógenas diferentes pasen por estas series de reacciones. Aunque hay m uchos sustratos potenciales en esta ruta, los productos form ados a partir de una sustancia individual son específicos. Por ejem plo, el acetam inofeno es un sustra­ to para O FM y siem pre forma un conjugado de glutationa. Además, si el grupo de conjugación para un fárm aco deter­ m inado se reduce, los productos de la fase aún se generan. E n esta situación, la acum ulación de los productos de la fase I llegan a ocasionar efectos tóxicos adversos. Además, resulta notable que el sistem a O FM es inducible. Esto se observa com o un aum ento en la síntesis y la actividad de las enzim as de índice lim itante dentro de esta ruta. Los indu ctores más frecuentes son x en o bióticos, que son sustratos en esta vía. Ciertos fárm acos estim ulan su propio índ ice de elim inación. D ebido a la variabilidad biológica en el grado de in du cción, el M F T tal vez co n tri­ buya, una vez m ás, al establecim iento de u n régim en de d osificación apropiado. Puesto que m u chos sustratos potenciales ingresan al sistem a O FM , ocu rren m uchas interaccio nes fárm aco-fár­ m aco en este cam in o .9 Llegan a presentarse in teracciones com petitivas y no com petitivas. E sto ocasiona alteración en los índices de elim inación de los fárm acos im p licad os .10 E n la m ayor parte de los casos, el grado de alteración es im previsible. E l valor de M FT vuelve a ser evidente. Parte de este análisis es que los cam bios en el estado hepático quizá originen m odificaciones en la con cen tra­ ció n de los fárm acos circulantes elim inados por esta ru ta .11 Por lo general, la in d u cción del sistem a O FM produce una elim inación acelerada y m enor vida m edia correspon­ diente. Por el contrario, el estado de enferm edad hepática caracterizado por pérdida de tejido fu ncional tal vez oca­ sione índices de elim inación m ás lentos y vidas medias correspond ientes m ás largas .8E n estas situacion es, el M FT contribuye al ajuste de la dosificación. E n algunos fárm acos, hay variación im portante en el ín d ice de m etabolism o hepático y no hepático del fárm aco dentro de una población norm al. E sto da com o resulta­ do un ín d ice de elim inación bastante variable, in clu so en ausencia de enferm edad. E l establecim ien to de regím enes de d osificación para estos fárm acos es, en m u chos casos, asistido por el uso de M FT. C on el em pleo de la genética m olecular, ahora es posible identificar variantes genéticas frecuentes de algunas rutas m etabolizantes de fárm acos .12

CAPÍTULO 28 ■ MONITOREO DE FÁRMACOS TERAPÉUTICOS

La id entificación de estos individuos es útil en el estableci­ m iento de un régim en de d osificación individualizado.

Eliminación renal La fracción libre plasm ática de fárm acos de origen o sus m etabolitos está sujeta a filtración glom erular o secreción renal, o am bas .13 E n aquellos fárm acos no secretados o su je­ tos a reabsorción, el índice de elim inación del fárm aco libre se relaciona directam ente con la tasa de elim inación de la creatinina. La dism inución de la tasa de filtración glom eru­ lar ocasiona aum ento en la vida media y en la concentración séricas. Los antibióticos am inoglucósidos y la ciclosporina son ejem plos de fárm acos con este com portam iento.

FARMACOCINÉTICA La farm acocin ética es el m odelo m atem ático de la con cen ­ tración del fárm aco en la circulación. Este proceso con tri­ buye al establecim iento o la m odificación de u n régim en de dosificación. Se tom an en cu enta todos los factores que determ inan la con cen tració n de u n fárm aco en suero y su índice de cam bio. M uchos factores ya estudiados en este m ism o capítu lo se in clu irán en este cam po de estudio. En la figura 2 8 -3 se m uestra una gráfica idealizada de la eli­ m in ación después de un bolo IV Se asum e que no hay distribución de este fárm aco. U n m edicam ento que se dis­ tribuye fuera del espacio vascular produciría una gráfica de elim inación com o la que se m uestra en la figura 2 8 -4 . E l índ ice rápido de cam bio que se observa inm ediatam ente después del bolo IV inicial es resultado de la distribución y elim inación. Sólo es posible determ inar el índ ice de elim i­ nación (k ) después de que se com pleta la distribución. En la figura 2 8 -5 aparece una gráfica de con cen tració n en sue­

575

ro com o se observaría después de la ad m inistración oral de un fárm aco. A medida que el fárm aco absorbido ingresa a la circulación, está su jeto a la d istribución y elim ina­ ción sim ultáneas. Las concentracion es en suero se elevan cuando el índ ice de absorción sobrepasa la d istribución y elim inación. La con cen tració n dism inuye cuando el índ i­ ce de elim inación y distribución excede la absorción. El índice de elim inación sólo se determ ina después de que se com pletan la absorción y la distribución. La m ayor parte de los fárm acos no se adm inistran com o un sim ple b olo , sino que se liberan de m anera fija (p. ej., una vez cada ocho horas). C on este tipo de adm inistra­ ción , la con cen tració n del fárm aco en suero oscila entre u n valor m áxim o ( concentración pico del fá rm a co ) y uno m ínim o ( concentración de depresión del fá rm a co). E l o b je ­ tivo de un régim en de d osificación m últiple es lograr un valor m ínim o que se encuentre en el rango terapéutico y u n m áxim o que no esté en el rango tóxico. La evaluación de esta fu n ció n oscilante no se realiza inm ediatam ente después del in icio de un régim en de d osificación estable­ cido. Se requieren alrededor de siete dosis antes de que se adquiera una oscilación fija. E n la figura 2 8 -6 se dem ues­ tra la base de esta cantidad (siete dosis). Después de la prim era dosis oral, ocurren la absorción y d istribución, seguidas sólo por la elim inación. A ntes de que la con cen tració n del fárm aco dism inuya de m anera im por­ tante, se adm inistra la segunda dosis. E l valor m áxim o de la segunda dosis se agrega al que perm anece de la prim era dosis. D ebido a que la elim inación es de prim er orden, la con cen tració n elevada produce un m ayor índice de elim i­ nación. De la tercera a la séptim a dosis programadas tienen el m ism o efecto, lo que aum enta la con cen tració n en suero y la tasa de elim inación. Para el final de la séptim a dosis, la cantidad de fárm aco adm inistrado en una sola dosis es

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Tiempo después de la dosis (horas) FIGURA 28-4. Registro semilogarítmico de eliminación de un fármaco sujeto a la distribución. El índice de eliminación inicial se ve influido por la distribución (línea punteada gruesa) y el índice de eliminación terminal (línea punteada del­ gada). Después de que se completa la distribución (1.5 h), la eliminación es de primer orden.

576

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

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Tiempo después de la dosis (horas) FIGURA 28-5. Concentración en plasma de un fármaco después de la administración oral. Luego de la administra­ ción oral en el momento 0, la concentración en suero se incrementa (línea continua) después de un período breve. Las concentraciones en plasma alcanzan su cifra máxima cuando el índice de eliminación y distribución sobrepasa la tasa de absorción. La eliminación de primer orden (línea punteada) ocurre cuando se completan la absorción y distribución.

igual a la cantidad elim inada durante el período de dosifi­ cación. Para este m om en to, se establece el estado estable y se evalúan las concentraciones m áxim a y m ínim a.

RECOLECCIÓN DE LA MUESTRA La program ación de la recolección de la m uestra es el factor individual m ás im portante en el M FT. E n térm inos genera­ les, las concentraciones m ínim as para la m ayor parte de los fárm acos se registran a la derecha antes de la próxim a dosis; las concentraciones m áxim as se registran una hora después

de la dosis administrada por vía oral. Esta regla general siempre se utiliza en el contexto clínico de la situación. Un fárm aco empleado con frecuencia que es la excepción a esta regla es la digoxina. E n los fárm acos que se absorben de m anera lenta, tal vez se requieran varias horas antes de eva­ luar las concentraciones del fármaco. En todas las situacio­ nes, se realizarán las determ inaciones en suero sólo después de lograr el estado fijo. E l suero o plasm a es la m uestra de elecció n para la deter­ m in ación de las concen tracion es circulantes de la m ayor parte de los fárm acos. Se debe tener cuidado de utilizar el

Tiempo (f) FIGURA 28-6. Cinética de estado fijo en un régimen de dosificación múltiple. El carácter t Indica el intervalo de dosificación. Las dosis iguales en este intervalo alcanzan estado fijo después de seis o siete intervalos de dosificación, c significa concentración del fármaco.

CAPÍTULO 28 ■ MONITOREO DE FÁRMACOS TERAPÉUTICOS

recip iente adecuado cuando se recolecten estas m uestras. Algunos fárm acos m uestran tendencia a ser absorbidos en el gel de ciertos tubos de reco lecció n separadores de sue­ ro. Es necesario seguir las recom end aciones del vendedor cuando este efecto sea posible. De lo contrario, tal vez se produzcan valores bajos falsos. E l plasm a heparinizado es adecuado en la m ayor parte de los análisis de fárm acos. Los anticoagulantes unidos al calcio agregan varios anio­ nes y cationes que llegan a interferir con el análisis o cau­ sar que un fárm aco se distribuya de m anera diferente entre las células y el plasma. Com o resultado, el plasm a de ácido etilendiam inotetraacético (ED TA ), citrado y oxalatado no suele ser una m uestra aceptable.

FÁRMACOS CARDIOACTIVOS M uchos trastornos cardíacos se tratan con fárm acos. De éstos, sólo algunos requieren M FT .14 Los glucósidos cardia­ cos y los antiarrítm icos son dos clases de fárm acos en que la valoración de la concentración sérica contribuye en las decisiones con respecto a su régim en de dosificación . 15

Digoxina La digoxina es un glucósido cardíaco utilizado en el tra­ tam iento de insuficiencia cardíaca congestiva .16 F u n cio ­ na por in h ib ició n de la m em brana Na+-K +-ATPasa. Esto origina una dism inu ción del potasio intracelular, lo que da com o resultado aum ento del calcio in tracelu lar en los m iocitos cardíacos. La elevación de calcio m ejo ra la

577

contractilid ad cardíaca (efecto in otró p ico). Este efecto se observa en el rango de la concentración sérica de 0.8 a 2 ng/ mi. Las concentraciones de suero más elevadas (3 ng/ml) dis­ m inuyen el índ ice de despolarización ventricular. Aunque es posible utilizar este valor para el con trol de la taquicar­ dia ventricular, se realiza con poca frecuencia debido a los efectos tóxicos adversos que se vuelven evidentes a co n ­ centraciones séricas m ayores de 2 ng/ml. La toxicid ad de la digoxina afecta m uchos órganos y tipos de células. Son habituales la náusea, el vóm ito y los trastornos visuales. Los efectos cardíacos, com o las con traccio n es ventricu lares prem aturas (C V P ) y la o b stru cción del nodo auricu loventricular, tam bién son frecuentes. La absorción de la digoxina adm inistrada por vía oral es variable. Se ve influida por factores d ietéticos, m ovilidad gastrointestinal y la form ulación del fárm aco. E n la circu ­ lación , alrededor de 25% está unida a proteínas. La form a no enlazada (libre) de la digoxina en suero se aísla dentro de las células m usculares. E n equ ilibrio, la con cen tració n tisular es de 15 a 3 0 veces m ayor que en plasm a. La eli­ m inación de la digoxina ocurre sobre todo por filtración renal de la form a libre en el plasm a. E l resto se m etaboliza en diversos productos por el hígado. La vida m edia de la digoxina plasm ática es de 3 8 horas en un adulto prom e­ dio. E l factor de m ayor co n trib u ció n a la vida m edia es la lib eración lenta de digoxina en tejido hacia la circulación. D ebido a la absorción gastrointestinal variable de la digoxina, el establecim iento de u n régim en de dosifica­ ción a m enudo requiere la valoración de las con cen tra­ ciones séricas después del in icio de la d osificación para

ES T U D IO D E C A S O 28-1 U n paciente con insuficiencia cardíaca congestiva ha sido tratado con digoxina durante varios años con bue­ nos resultados. Los registros de laboratorio indican que las concentraciones de digoxina m áxim as sem ianuales se m antuvieron dentro del rango terapéutico. Este paciente desarrolló en fecha reciente insuficiencia renal, por lo que se realizaron pruebas para adm isión hospita­ laria. E n el cuadro 28 -1 .1 de estudio de caso se m uestran resultados de laboratorio de suero y orina seleccionados. Aunque la digoxina es elevada, el m édico indica que el paciente no muestra señales o síntom as de toxicidad.

CUADRO 28-1.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DEL LABORATORIO PRUEBA

Sodio Potasio Cloruro pH sanguíneo tc°

2

Nitrógeno de urea

Preguntas

Creatinina

1. Si estos resultados se obtuvieron de una m uestra aleatoria, ¿de qué m anera el tiem po transcurrido desde la últim a dosis afecta la interp retación de los resultados de la digoxina?

Osmolalidad

2. Además del tiem po, ¿qué factores adicionales deben tom arse en cuenta al interpretar los resultados de digoxina? 3. ¿Q ué prueba de laboratorio ad icional ayudaría a la interpretación de este caso?

Digoxina

RESULTADO

129 5.5 113 7.25 16 180 4.5 275 2.5

RANGO DE REFERENCIA

135 a 145 meq/L 3.5 a 5 meq/L 97 a 107 meq/L 7.35 a 7.45 21 a 31 mmol/L 5 a 20 mg/dl 0.6 a 1 mg/dl 282 a 300 mOsm/kg 0.9 a 2 ng/ml

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

asegurar que se logren concentracio nes séricas efectivas y no tó xicas .17 Además, es posible que los cam bios en el índ ice de filtració n glom erular ejerzan u n efecto dram áti­ co en la con cen tració n en suero. E n pacien tes con enfer­ m edad renal, es necesario realizar aju stes de d osificación frecuentes, en co n ju n to con las con cen tracio n es séricas. Las acciones y toxicidades terapéuticas de la digoxina son afectadas por la con cen tració n de los electrólitos en suero. E l potasio y m agnesio séricos b ajos po ten cian las acciones de la digoxina. E n estas cond iciones, quizá se requiera el aju ste de las concentracio n es séricas b ajo el rango tera­ péutico para evitar toxicidad. E l estado tiroideo influye, tam bién, en las acciones de la digoxina. Los pacientes hipertiroideos m uestran resistencia a las acciones de la digoxina; los pacientes hipotiroideos son m ás sensibles. La program ación de la evaluación de los valores m áxim os de digoxina es crucial. En un adulto prom edio, las con cen­ traciones séricas alcanzan su cifra m áxim a entre dos y tres horas después de la dosis oral. Sin embargo, la captación dentro del tejido constituye un proceso relativam ente len ­ to. Com o resultado, las concentraciones séricas máxim as no se correlacionan con las concentraciones tisulares. Se ha establecido que la concentración sérica ocho horas después de una dosis administrada por vía oral se correlaciona con la concentración tisular, por lo que los valores m áxim os se suelen evaluar en ese m om ento. Las cifras m áxim as obteni­ das antes de este período son engañosas y no son válidas. E l inm unoanálisis se utiliza para m edir la concentración de la digoxina total en suero. C on la m ayor parte de los análisis com erciales, la reactividad cruzada con m etabolitos hepáticos es m ínim a. Sin embargo, los recién nacidos, las m ujeres embarazadas y los pacientes con urem ia o enfer­ medad hepática de etapa term inal producen una sustancia endógena que reacciona en forma cruzada con los anticuer­ pos usados para m edir la digoxina sérica .18E n pacientes con estas sustancias inm unorreactivas sem ejantes a la digoxina, son frecuentes las concentraciones falsam ente elevadas.

Lidocaína La lidocaína se utiliza para corregir la arritm ia ventricu ­ lar y prevenir la fibrilación ventricular. Esto es im portante sobre todo en pacientes con infarto al m iocardio agudo. La lidocaína no se adm inistra por vía oral debido a la eli­ m inación hepática casi com pleta del fárm aco absorbido (m etabolism o de prim er paso). P or lo general, la lid ocaí­ na se libera por infusión intravenosa con tinu a después de una carga de dosis. Por tanto, las con cen tracio n es en plasm a perm anecen relativam ente constan tes durante la ad m inistración. Las razones prim arias para el m onitoreo de la con cen tració n de lidocaína plasm ática son asegurar que se encuentra en el rango terapéutico de 1 .5 -4 pg/ml y evitar toxicidad, que aparece ju s to por arriba del rango terapéutico. La lidocaína plasm ática en el rango de 4 a 8 pg/ml está relacionada con depresión del sistem a nervio­ so central. Las concentracio nes plasm áticas m ayores de 8 pg/ml se vincu lan con ataques y d ism inuciones graves en la presión sanguínea y en el ritm o cardíaco. La lidocaína se elim ina principalm ente por m etabolism o hepático. La con cen tració n de lidocaína plasm ática depende del índ i­ ce de ad m inistración y de la tasa de elim in ación hepática.

Los cam bios en la fu n ció n renal tienen poco efecto en la lidocaína plasm ática. E l producto principal del m etabo­ lism o hepático de la lidocaína es el m onoetilglicin exidilo (M E G X ). A unque esta sustancia tiene poca actividad tera­ péutica, su toxicid ad se agrega al fárm aco de origen. Al evaluar posibles reacciones tóxicas, se debe tom ar en cu en ­ ta la sum a de la lidocaína y el M E G X . Es posible valorar la lid ocaíina y el M E G X m ediante crom atografía o inm u n oa­ nálisis. Además, m u chos inm unoanálisis de lidocaína tam ­ b ién m iden el M EG X . C onsulte la descripción del m étodo inserto en el em paque o el m anual del operador.

Quinidina La quinidina es un fárm aco que se produce de m anera natural. Se utiliza para tratar varias situacion es de arritm ia cardíaca .19 Las dos form ulaciones m ás frecuentes son el sulfato de quinidina y el gluconato de quinidina. La adm i­ n istració n oral es la form a de lib eración m ás habitual. La absorción gastrointestinal es com pleta y rápida para el sulfato. Las con centracio n es séricas m áxim as se alcanzan alrededor de dos horas después de una dosis oral del sul­ fato. E l glucon ato es una form ulación de lib eración lenta. La con cen tració n sérica m áxim a se obtiene cuatro a cinco horas después de una dosis oral. Los efectos tó xicos adver­ sos predom inantes de la quinidina son náusea, vóm ito y m olestia abdom inal. Llega a observarse toxicid ad cardio­ vascular, com o las CVP, a dos veces el lím ite superior del rango terapéutico. E n la m ayor parte de los casos, el m onitoreo de la quinidina sólo im plica determ inación del valor m ínim o para asegurar que se encuentra dentro del rango terapéutico. La valoración de la con cen tració n m áxim a se lleva a cabo sólo cuando existen síntom as de toxicidad. D ebido a su lento ín d ice de absorción, los valores m ínim os de gluconato por lo general se registran una hora después de la últim a dosis. La quinidina absorbida está unida en alrededor de 70% a proteínas séricas. La m ayor parte se elim ina por m eta­ b olism o hepático. La indu cción de este sistem a, com o por barbitúricos, aum enta el índ ice de elim inación. E l dete­ rioro de este sistem a, com o se observa en la enferm edad hepática de etapa term inal, tal vez prolongue la vida m edia del fárm aco. Es posible determ inar la con cen tració n de quinidina plasm ática por crom atografía o inm unoanálisis.

Procainamida Al igual que la quinidina, la procainam ida se utiliza para tratar arritmia cardíaca. La adm inistración oral es la más frecuente. La absorción gastrointestinal es rápida y com ple­ ta. Las concentraciones plasm áticas m áxim as ocurren en alrededor de una hora. La procainam ida está unida en alre­ dedor de 20% con proteínas plasmáticas. Se elim ina por una com binación de filtración renal y m etabolism o hepático. La N -acetil procainam ida (NAPA) es u n m etabolito hepático del fárm aco de origen, con actividad antiarrítm ica sim ilar a la procainam ida. Para determ inar el potencial antiarrít­ m ico total de este fárm aco, hay que tom ar en cuenta el m edicam ento de origen y este m etabolito. La alteración en la función renal o hepática tal vez conduzca a aum ento de la concentración sérica del fármaco de origen y sus metabolitos.

CAPÍTULO 28 ■ MONITOREO DE FÁRMACOS TERAPÉUTICOS

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ES T U D IO D E C A S O 28-2 Un pacien te recibe procainam ida para el tratam iento de arritm ia cardíaca. Una dosis intravenosa produce una con cen tració n en suero de 6 .0 pg/ml. E l rango terapéu­ tico para la procainam ida es de 4 a 8 pg/ml, y su vida m edia es de cuatro horas. O tra dosis equivalente se pro­ porciona com o bolo intravenoso cuatro horas después de la d osis inicial. E sto origina una con cen tració n en suero de 7.5 pg/ml.

E l aum ento de la concentración da com o resultado depre­ sión m iocárdica y arritm ia .20 Tanto la procainam ida com o su m etabolito activo se m iden por inm unoanálisis.

Disopramida La disopiram ida es otro fárm aco empleado para tratar arrit­ m ias cardíacas. Con frecuencia se le utiliza com o sustituto de la quinidina cuando los efectos adversos de ésta son exce­ sivos. Se adm inistra más a m enudo com o preparación oral. La absorción gastrointestinal es com pleta y rápida. Se une a varias proteínas plasm áticas. La u n ión es bastante variable entre individuos, y su concentración depende de lo siguien­ te: a medida que se elevan las concentraciones séricas, tam­ bién lo hace el porcentaje libre. Com o resultado, es difícil correlacionar la concentración sérica total con el beneficio terapéutico y la toxicidad. E n la mayoría de los pacientes, se observa que las concentraciones séricas totales en el ran­ go de 3 a 5 pm/L son efectivas y no tóxicas. Sin embargo, en la interpretación de los resultados de la disopiram ida se debe tom ar en cuenta la perspectiva clínica. Las toxicidades prim arias de la disopiramida dependen de la dosis. Tal vez aparezcan efectos anticolinérgicos, com o boca seca y estre­ ñim iento, a concentraciones séricas m ayores de 4 .5 pm/L. Por lo general, los efectos cardíacos, com o la bradicardia y la obstru cción del nodo auriculoventricular, se presentan a concentraciones séricas mayores de 10 pm/L. E l m ecanism o prim ordial de elim inación de disopiram ida es por filtración renal y, en m enor proporción, por m etabolism o hepático. E n situaciones con índice de filtración glom erular b ajo, la vida media se prolonga y los valores en suero aum entan. La concentración de disopiramida plasm ática se determ inará por crom atografía o inm unoensayo.

ANTIBIÓTICOS21 Aminoglucósidos Los am inoglucósidos son un grupo de antibióticos relacio­ nados desde el punto de vista quím ico que se utilizan para el tratam iento de infecciones co n bacterias gram negativas que son resistentes a antibióticos m enos tó xicos. E xisten m u chos agentes individuales dentro de esta clasificación. Los encontrados co n m ayor frecu encia en clín ica son la gentam icina, la tobram icina, la amikacina y la kanam icina .22

Preguntas 1. ¿La con cen tració n sérica después de la segunda dosis parece apropiada? De no ser así, ¿cuál sería la con cen tració n sérica esperada en este m om ento? 2. ¿Q ué factores influirían en el índ ice de elim inación de este fárm aco?

Todos com parten un m ecanism o com ún de acción , pero su efectividad contra las diferentes cepas de bacterias es variable. Además, com parten nefrotoxicid ad y o to to x icidad. Los efectos ototóxicos im plican rotura del coclear del oído interno y de las m em branas vestibulares, lo que ocasiona daño auricular y en el equ ilib rio .23 E stos efectos son irreversibles. Tal vez se observen efectos acu m ulati­ vos con la exp o sición repetida a con cen tracio n es elevadas. La nefrotoxicid ad constituye, tam bién, una preocu pación im portante. Los am inoglucósidos afectan la fu n ció n de los túbulos proxim ales del riñón, lo que es posible que desen­ cadene un desequilibrio electro lítico y tal vez proteinuria. P or lo general, estos efectos son reversibles. Sin em bargo, la exp o sición prolongada a concentracio nes elevadas pro­ duce necrosis de estas células e insu ficiencia renal subsi­ guiente. Se consid eran concentracio nes tóxicas a cualquier valor sobre el rango terapéutico. D ebido a que los am inoglucósidos no se absorben de m anera adecuada del tracto gastrointestinal, la adm inis­ tración se lim ita a la vía IV o IM , por lo que estos fárm acos no se utilizan en clínicas de pacien tes externos. Los am i­ noglucósidos se elim inan por filtración renal. E n pacien­ tes con afección de la fu nción renal, se debe realizar los ajustes apropiados con base en las con cen tracio n es en sue­ ro. La crom atografía y el inm unoanálisis son los m étodos prim arios em pleados para las d eterm inaciones de am ino­ glucósidos.

Vancomicina La vancom icina es u n antibiótico glucopéptido que es efectivo contra coco s y b acilos gram positivos. D ebido a su deficiente absorción oral, la v an com icina se adm inistra por infusión IV A diferencia de otros fárm acos, aún no se establece con firm eza una relación clara entre la co n ­ centración sérica y los efectos adversos tó xicos. E n efecto, m u chos de los efectos tóxicos ocu rren en el rango terapéu­ tico (5 a 10 pm/L). Las principales toxicidades de la van­ com icina son síndrom e del hom bre ro jo, nefrotoxicid ad y ototoxicidad. E l síndrom e del hom bre ro jo se caracteriza por sonrojado eritém ico de las extrem idades. Los efectos renales y auditivos son sim ilares a los de los am inoglucó­ sidos. Al parecer los efectos n efróticos ocurren con m ayor frecu encia a concen tracion es m ínim as que son m ayores de 10 pm/L. E l efecto ototóxico sobreviene m ás a m enudo

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

cuando las concentracio nes séricas m áxim as sobrepasan los 4 0 itm/L. D ebido a que la van com icina tiene una fase de d istribución prolongada, en la m ayor parte de los casos sólo se vigilan los valores m ínim os para asegurar que la con cen tració n del fárm aco en el suero se encuen tre dentro del rango terap éu tico .24 La van com icina se elim ina sobre todo por filtración y excreción renales. Se valora por m éto­ dos de inm unoanálisis y crom atográficos.

FÁRMACOS ANTIEPILÉPTICOS La epilepsia, las convulsiones y los ataques son trastornos neurológicos frecuentes. D ebido a que estos fárm acos se utilizan com o profilácticos, a los rangos terapéuticos se les consid era directrices a seguir. Las con cen tracio n es efecti­ vas se determ inan com o el valor que fu n ciona con efectos adversos aceptables o sin ellos .25 La mayor parte de los fár­ m acos antiepilép ticos se evalúan por inm unoanálisis o por crom atografía.

Fenobarbital E l fenobarbital es u n barbitúrico que controla de m ane­ ra efectiva varios tipos de ataques. La absorción del fen o­ barbital oral es lenta pero com pleta. E n la m ayoría de los pacien tes, la con cen tració n sérica m áxim a se alcanza alre­ dedor de 10 h después de una dosis oral. E l fenobarbital circulante está unido a 50% . Se elim ina de m anera pri­ m ordial por m etabolism o hepático. Sin em bargo, la filtra­ ció n renal tam bién es im portante. C on la fu nción renal y hepática afectadas, el índice de elim inación dism inuye. La vida media del fenobarbital sérico es de 7 0 a 1 0 0 h. D ebido a su lenta absorción y vida m edia larga, las co n ­ centraciones en suero no cam bian en form a im portante en u n intervalo de d osificación. Por tanto, a m enudo sólo se elevan los valores m ínim os, a m enos que se sospeche de toxicidad. Los efectos tó xicos adversos del fenobarbital inclu y en ad orm ecim iento, fatiga, depresión y capacidad m ental reducida. La elim inación del fenobarbital ocurre a través del sis­ tem a O FM hepático. Hay que destacar que tam bién se tra­ ta de un potente indu ctor de este sistem a. D espués del

in icio de la terapia, por lo general se requiere ajuste de la dosis después de com pletar el período de indu cción . En la m ayoría de los individuos, esto sucede entre 10 y 15 días después de la prim era dosis. La prim idona es una proform a del fenobarbital. D es­ pués de la absorción de una dosis oral, este fárm aco se convierte co n rapidez a su form a activa, el fenobarbital. La prim idona se utiliza en lugar del fenobarbital cuando es necesario establecer con rapidez la cin ética de estado fijo. La prim idona se absorbe con rapidez y se convierte al fár­ m aco activo. Es necesario m edir tanto la prim idona com o el fenobarbital para evaluar la cantidad potencial total de este últim o en la circulación.

Fenitoína La fenitoína (D ilan tin ) se utiliza para tratar problem as de ataques. Además, se em plea com o agente profiláctico de corto plazo en presencia de lesión cerebral para prevenir la pérdida de tejid o funcional. La fenitoína se adm inistra principalm ente com o preparación oral. La absorción gas­ trointestinal es variable y, algunas veces, incom pleta. La fenitoína circulante tiene un grado alto, pero variable, de u n ió n co n proteínas (8 7 a 9 7 % ). Al igual que la m ayor parte de los fárm acos, la fracción no enlazada (libre) es la p orción co n actividad biológica de la con cen tració n séri­ ca total. Es posible que ocurra red u cción de la u n ió n con proteína co n anem ia, hipoalbum inem ia y otros fárm acos. Se observa toxicid ad cuando la co n cen tració n sérica total del fárm aco se encuentra dentro del rango terapéutico. La principal toxicid ad de la fenitoína con siste en la pro­ d u cción de ataques. E n pacientes que reciben tratam iento con fenitoína, los ataques tal vez se originen por co n cen ­ traciones subterapéuticas o tóxicas. Los efectos adversos ad icionales de la fenitoína inclu yen hirsutism o, hiper­ plasia gingival y deficiencia de vitam ina D y de folato. La fenitoína se elim ina sólo por m etabolism o hepático. A con cen tracio n es terapéuticas, esta vía de elim in ación tal vez se sature (cin ética de orden 0 ). P or tanto, los cam bios relativam ente pequeños en la d osificación o elim inación tal vez produzcan efectos drásticos en la con cen tració n plasm ática.

ES T U D IO D E C A S O 28 3 U n n iñ o, que ha recibido tratam iento para problem as de ataques con fenitoína oral durante varios años con buenos resultados, sufrió diarrea grave en las últim as dos sem anas. Después de esto, el paciente tuvo un ata­ que epiléptico. La evaluación de la fenitoína sérica al m om ento del ataque reveló un valor bajo. La dosis se aum entó hasta que la con cen tració n sérica estuvo d en­ tro del rango terapéutico. La diarrea se resolvió. Varios días después, el paciente presentó otro ataque.

Preguntas 1. ¿Cuál es la causa más probable de la fenitoína sérica b aja inicial? 2. ¿La determ inación de la fenitoína sérica libre ayuda­ ría a resolver la causa del ataque inicial? 3. ¿C uáles otros análisis, además de la d eterm inación de la fenitoína, en suero serian útiles en esta situ a­ ción? 4. ¿Cuál es la causa más probable del ataque después de que se resolvió la diarrea?

CAPÍTULO 28 ■ MONITOREO DE FÁRMACOS TERAPÉUTICOS

En la m ayoría de los pacien tes, las concentracion es séricas totales de 10 a 2 0 g/ml son efectivas. Sin em bar­ go, en m u chas situaciones, se debe individualizar el rango efectivo de la con cen tració n sérica total para ajustarse a la situ ación clínica. E l rango terapéutico para la fenitoína sérica libre es de 1 a 2 pg/ml. Éste se correlaciona de m anera adecuada con las acciones farm acológicas de este fárm aco. E n pacientes con alteración de la u n ión proteica sérica, la d eterm inación de la fracción libre contribuye al ajuste de la dosificación. La fosfen itoín a es una proform a inyectable de fenitoína que se m etaboliza con rapidez en suero, con liberación del fárm aco de origen .26 Se requieren alrededor de 75 m in para que esta conversión tenga lugar. La m ayor parte de los inm unoanálisis para la fenitoína no detectan esta proforma. De este m odo, las concentraciones m áxim as sólo se evalua­ rán después de com pletar la conversión al fárm aco activo.

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La toxicid ad por carbam acepina es diversa y variable. C ie rto s e fecto s o cu rre n en un a form a d ep en d ien te de la dosis; otros no. E xisten varios efectos idiosincrásicos de la carbam acepina, que afectan a un a p orción de la población a con centracio n es terapéuticas, com o salpulli­ dos, leu copenia, náusea, vértigo y reaccion es febriles. De éstos, la leucopenia es el m ás grave. A m enudo se realizan recuentos de leu cocitos durante las prim eras dos sem a­ nas de terapia para detectar este posible efecto tóxico. D urante este período, tam bién se lleva a cabo la prueba de la fu nción hepática. C on frecu encia se detecta disfun­ ció n hepática transitoria leve en este m ism o intervalo. Los aum entos grandes y persistentes en los índ ices hepáticos o la leucopenia im portante suelen propiciar la in terru p ­ ción del fárm aco. E l rango terapéutico para la carbam ace­ pina es de 4 a 12 pg/ml.28Las con cen tracio n es plasm áticas m ayores que 15 pg/ml están relacionadas co n discrasias hem atológicas y posible anem ia aplásica.

Ácido valproico E l ácido valproico se utiliza para el tratam iento del peque­ ñ o m al y ataques de ausen cia .27 Se adm inistra com o pre­ paración oral. La absorción gastrointestinal es rápida y com pleta. E l ácido valproico circulante se encuentra bas­ tante unido a proteínas (9 3 % ). E l porcen taje enlazado dis­ m inuye en presencia de insuficiencia renal, en enferm edad hepática tardía y co n otros fárm acos que llegan a com petir por su sitio de unión. Se elim ina por m etabolism o hepá­ tico. E l rango terapéutico del ácido valproico es relativa­ m ente am plio (5 0 a 1 2 0 pg/ml). La d eterm inación de la con cen tració n sérica se realiza sobre todo para asegurar que no se presenten valores tó xicos (m ás de 120 pg/ml). La náusea, el letargo y el aum ento de peso son los efectos adversos m ás habituales. La pancreatitis, hiperam onem ia y alucinaciones se relacionan co n cifras séricas elevadas (m ás que 2 0 0 pg/ml). E n ocasiones ocurre disfu nción hepática en algunos pacientes, inclu so a concen tracio nes séricas terapéuticas, por lo que se debe verificar con fre­ cu encia los indicadores hepáticos durante los prim eros seis m eses después del com ienzo de la terapia. M uchos factores influyen en la fracción no enlazada (libre) de áci­ do valproico sérico total. Por tanto, la d eterm inación de la fracción libre proporciona u n índ ice m ás confiable de las con cen tracio n es terapéuticas y tóxicas.

Carbamacepina La carbam acepina es un tratam iento efectivo en varios trastornos de ataques. D ebido a sus im portantes efectos tó xicos adversos, se utiliza con m enor frecuencia, excep ­ to cuando los pacientes no responden a otros fárm acos. A dm inistrada por vía oral, se absorbe con alto grado de variabilidad. La carbam acepina circulante está unida con proteínas en un 7 0 a 80% . Se elim ina principalm ente por m etabolism o hepático. M uchas form as de disfu nción hepática ocasionan la acu m ulación en suero. La carbam a­ cepina es u n indu ctor de su propio m etabolism o. De este m odo, se deben analizar las con cen tracio n es plasm áticas frecuentes al com ienzo de la terapia hasta que se com plete el período de inducción.

Etosuximida La etosuxim ida se utiliza para el con trol del ataque de pequeño mal. Se adm inistra com o preparación oral. E l rango terapéutico es de 4 0 a 1 0 0 pg/ml. Las toxicidades relacionadas con concentracio nes plasm áticas elevadas son raras, tolerables y autolim itantes. Se efectúa M F T de la etosuxim ida para asegurar que las con cen tracio n es séricas se encuen tren dentro del rango terapéutico.

FÁRMACOS PSICOACTIVOS Litio E l litio es un fárm aco adm inistrado por vía oral em plea­ do para tratar depresión m aniaca (trastorn o bip olar). La absorción es com pleta y rápida. E l litio es un m etal catiónico que no se une a las proteínas. La distribución es uniform e en toda el agua corporal. Se elim ina de m anera prim ordial por filtración renal y está su jeta a la reabsorción. Por lo general, la afección en la fu nción renal ocasiona acum u­ lación. No están b ien establecidas las correlaciones entre la con cen tració n sérica y la respuesta terapéutica. Sin em bargo, las con cen tracio n es séricas en el rango de 0.8 a 1.2 mmol/L son efectivas en una proporción grande de la población enferm a. El propósito del M F T para el litio es evitar concentracio nes séricas relacionadas con efectos tó x ico s .29 Las con cen tracio n es séricas en el rango de 1.2 a 2 mmol/L llegan a causar apatía, letargo, dificultades del lenguaje y debilidad muscular. Las con cen tracio n es séri­ cas m ayores de 2 mmol/L se relacionan con rigidez m u s­ cular, ataques, y posible com a. La d eterm inación del litio sérico suele realizarse por electrodo selectivo del ion. La fotom etría de em isión de flama y la absorción atóm ica son, tam bién, m étodos viables.

Antidepresivos tricídicos Los antidepresivos tricíclicos (ATC) son un a clase de fárm acos usados para tratar depresión, in som nio, apatía extrem a y pérdida de libido. Desde una perspectiva del

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

laboratorio clínico, la imipramina, la amitriptilina y la doxepina son los m ás relevan tes .24 La desipram ina y la nortriptilina son productos m etabólicos activos de la im ipram ina y am itriptilina, respectivam ente, por lo que tam bién se inclu irán. Los ATC son fárm acos adm inistrados por vía oral co n u n grado variable de absorción. E n m u chos pacientes, retardan el vaciado gástrico y la m otilidad in tes­ tinal, lo que hace lento de m anera im portante su índ ice de absorción. Com o resultado, las con cen tracio n es m áxim as en suero se alcanzan en el rango de 2 a 12 horas. Los ATC se encu entran b astan te ligados a proteínas (8 5 a 95 % ). E n la m ayor parte de los ATC, los efectos tera­ péuticos no se observan en las primeras dos a cuatro semanas después del com ienzo de la terapia. Las correlaciones entre la con cen tració n en suero y los efectos terapéuticos de la m ayor parte de los ATC son de m oderadas a débiles. Se elim inan por m etabolism o hepático. M u chos de los pro­ ductos m etabólicos form ados tien en acciones terapéuti­ cas. E l índ ice del m etabolism o de esos agentes es variable y se ve influido por una am plia gama de factores. Com o resultado, la vida m edia de los ATC varía de m anera im por­ tante entre los pacientes. Además, la adm inistración secundaria de otros fárm acos que se elim inan por m etabo­ lism o hepático influye en el índ ice de elim inación. La toxicid ad de los ATC depende de la dosis. A con cen tracio­ nes séricas de alrededor de dos veces el lím ite superior del rango terapéutico, son efectos adversos frecuentes de ad orm ecim iento, estreñim iento, visión borrosa y pérdida de la m em oria. Las con cen tracio n es m ás elevadas llegan a causar ataque, arritm ia cardíaca e in consciencia. D ebido a la elevada variabilidad de la vida m edia y la absorción, no se evaluarán las con centraciones plasm áticas de los ATC hasta que se logre un estado ñjo. E n ese m om en­ to, se determ ina la eficacia terapéutica a partir de la evalua­ ció n clínica del paciente, en tanto la toxicidad potencial se establece por la concentración sérica. M uchos de los inm u­ noanálisis para los ATC utilizan anticuerpos policlonales, que presentan reacción cruzada entre los diferentes ATC y sus m etabolitos. E n este sistem a analítico, los resultados se inform an com o “tricíclicos totales”. E n otros inm unoanáli­ sis se em plea un paso de extracción para separar los fárm a­ cos de origen de los m etabolitos. La interpretación de estos resultados después de la extracción requiere una com pren­ sión a fondo del análisis. Los m étodos crom atográficos pro­ porcionan evaluación sim ultánea de los fárm acos de origen y de los m etabolitos, lo que proporciona una base para la interpretación inequívoca de los resultados .30

BRONCODILATADORES Teofilina La teofilina se utiliza en el tratam iento de asma y otras enferm edades pulm onares obstructivas coronarias. Es efec­ tiva en situaciones agudas y de m anera profiláctica. E n ata­ ques de asma agudos, la terapia con teofilina por lo general se inicia por vía intravenosa y después se cam bia a adm i­ nistración oral. La teofilina oral se absorbe por com pleto, pero a un índ ice variable, que depende de la form ulación del fárm aco y los factores dietéticos. La teofilina absorbida

está unida a 50% con proteínas en el plasma. Se elim ina p or una com binación de filtración renal y m etabolism o hepático. Los cam bios pequeños en el contenido de pro­ teína sérica y el índice de filtración glom erular tienen poca influencia en las concentraciones plasm áticas. La principal razón para el m onitoreo de la teofilina sérica es asegurar que las con centraciones no estén en el rango tó xico, que es de 10 a 2 0 pg/ml. Los efectos tóxicos se observan a con ­ centraciones séricas mayores de 2 0 pg/ml. Los síntom as de toxicidad inclu yen náusea, vóm ito y diarrea. Las con cen ­ traciones séricas m ayores que 3 0 pg/ml están relacionadas con arritm ia cardíaca, ataques y un pronóstico deficiente.

FÁRMACOS INMUNOSUPRESIVOS La m ed icina de trasplante es una disciplina de surgim iento rápido dentro de la m edicina clínica. E l laboratorio clínico desem peña m u chos papeles im portantes que determ inan el éxito de cu alquier program a de trasplante .31 E n tre estas responsabilidades, el m onitoreo de los fárm acos inm unosupresivos usados para prevenir el rechazo constituye una preocu pación clave. E n la m ayor de estos fárm acos se requiere el establecim iento de regím enes de d osificación individuales para optim izar los resultados terapéuticos y reducir al m áxim o la toxicid ad . 32

Ciclosporina La ciclosporina es un polipéptido cíclico que tiene activi­ dad inm unosupresora potente. Su principal uso clínico es la supresión del rechazo receptor contra injerto de órganos heterotópicos trasplantados. Se administra com o una pre­ paración oral. La absorción de la ciclosporina se encuen­ tra en el rango 5 a 50% . Debido a su elevada variabilidad, la relación entre dosis oral y concentración sanguínea es escasa, por lo que el M F T constituye una parte im portante del establecim iento de u n régim en de dosificación inicial. La ciclosporina circulante se aísla en las células, incluyen­ do los eritrocitos. E l contenido de eritrocitos depende en gran medida de la temperatura; por tanto, la evaluación de la concentración plasmática requiere control riguroso de la temperatura de la muestra. Para evitar esta variable preana­ lítica, la sangre entera es la muestra de elección. Se han esta­ blecido correlaciones entre las concentraciones en sangre entera y los efectos terapéuticos y tóxicos. La ciclosporina es eliminada por m etabolism o hepático a productos inactivos. Los requisitos de inm unosupresión difieren de acuer­ do co n el órgano trasplantado. Los trasplantes cardíacos, hepáticos y pancreáticos cu entan con los requerim ientos m ás elevados (3 0 0 ng/ml). Las concentracio nes de sangre entera en el rango de 3 5 0 a 4 0 0 ng/ml se relacionan con efectos tó xicos. Los efectos tó xico s de la ciclosporina son principalm ente disfu nción tubular renal y glom erular, lo que ocasiona hipertensión. Elay varios inm unoanálisis disponibles para la d eterm inación de la con cen tració n de ciclosporina en la sangre entera. M uchas reaccionan en form a cruzada con m etabolitos inactivos. Los m étodos crom atográficos están disponibles; éstos proporcionan la sep aración y cu antificación del fárm aco de origen a partir de los m etabolitos.

CAPÍTULO 28 ■ MONITOREO DE FÁRMACOS TERAPÉUTICOS

Tacrólimo E l tacrólim o (F K -5 0 6 ) es un fárm aco inm unosupresivo adm inistrado por vía oral que es 100 veces m ás potente que la ciclosporina. P or tanto, la d osificación es m ucho m enor que la de la ciclo sp o rin a .33 E l uso in icial del tacró­ lim o sugirió un grado b ajo de toxicidad en com paración co n la ciclosporina a con cen tracio n es terapéuticas. Sin em bargo, después del uso extenso en la práctica clínica, se d em ostró que am bos poseen grados com parables de nefrotoxicidad a concentraciones terapéuticas. A con cen tracio­ nes por arriba de las terapéuticas, el tacrólim o se relaciona con form ación de trom bos. M u chos aspectos de la farm acocinética del tacrólim o son sim ilares a la ciclosporina. La captación gastrointes­ tinal es bastante variable. Las con cen tracio n es de sangre entera se correlacionan de buena m anera con los efectos terapéuticos y tóxicos. E l tacrólim o se elim ina casi de m anera exclusiva por m etabolism o hepático. Los pro­ ductos m etabólicos se secretan sobre todo en la bilis. En la colestasis, se observan increm en tos en el tacrólim o inm unorreactivo com o resultado de reacció n cruzada con varios de estos productos. D ebido a la elevada potencia del tacrólim o, las concen tracion es terapéuticas circulantes son bajas. E sto lim ita las m etodologías que m iden las co n ­ centraciones en la sangre entera. E l m étodo más original es HPLC/MS; sin em bargo, tam bién se encuen tran dispo­ nibles varios inm un oan álisis . 34

ANTINEOPLÁSICOS La valoración del beneficio terapéutico y la toxicid ad de la m ayor parte de los fárm acos antineoplásicos no es favo­ recida por el M F T debido a que son difíciles de estable­ cer las correlaciones entre la con cen tració n plasm ática y el beneficio terapéutico .35 M uchos de estos agentes se m etabolizan con rapidez o se incorporan en estructuras m acrom oleculares celulares en segundos a m inutos des­ pués de su adm inistración. Además, el rango terapéutico para m u chos de estos fárm acos inclu ye concentracio nes relacionadas con efectos tó xicos. Ya que la m ayor parte de los agentes antineoplásicos se adm inistran por vía IV com o un solo bolo, la dosis real liberada es más im portan­ te que las concentracion es circulantes.

Metotrexato E l m etotrexato es uno de los pocos fárm acos antineoplá­ sicos en el que el M FT ofrece beneficios para un régim en terapéutico .36 Está dem ostrado que el m etotrexato en dosis elevada seguido por el rescate con leucovorina constituye una terapia eficaz para varios trastornos neoplásicos. La base de esta terapia im plica el índice relativo de la m itosis de células norm ales en com paración con neoplásicas. En térm inos generales, las células neoplásicas se dividen con m ayor rapidez que las norm ales. E l m etotrexato inhib e la síntesis del DNA en todas las células. Las células neoplá­ sicas, com o resultado de su rápido índice de división, tie­ n en un m ayor requerim iento de DNA y son susceptibles de privación de este com ponente esencial antes de las células

583

norm ales. La eficacia de la terapia con m etotrexato depen­ de de un período controlado de in h ib ición , que sea p erju ­ dicial de m anera selectiva para las células neoplásicas. Esto se acom paña por la adm inistración de leucovorina, lo que revierte las acciones del m etotrexato a un m om ento espe­ cífico después de la infusión del m etotrexato. A esto se le conoce com o rescate con leucovorina. La im posibilidad para detener las acciones del m etotrexato ocasiona efectos citotóxicos en la m ayor parte de las células. La evaluación de la con cen tració n del m etotrexato en el suero, después de que se com pletó el período inhibidor, se utiliza para determ inar la cantidad de leu covorina que se n ecesita para neu trali­ zar m uchos de los efectos tóxicos del m etotrexato.

RESUMEN E l M FT es un proceso empleado para generar índices que se usan com o base para el establecim iento de un régim en de fármaco racional e individualizado para asegurar resultados óptim os en los pacientes .37 En la mayor parte de los fármacos, este proceso es innecesario. Los regímenes de dosificación estandarizados, que se obtienen por métodos estadísticos a partir de una población sana, proporcionan beneficio terapéu­ tico sin toxicidad la mayor parte de las veces. Sin embargo, las dosis estandarizadas no funcionan en todas las situacio­ nes; a continuación se muestran algunos ejemplos: • Los fárm acos que producen efectos adversos graves a d osificaciones cercanas a las que originan beneficio terapéutico. E n estos casos, el ensayo y error tal vez constituye un m étodo inapropiado para establecer un régim en de d osificación seguro y eficaz. E sto es cierto sobre todo si el fárm aco se adm inistra por vía oral y si el índ ice de absorción del fárm aco es m uy variable. • Las d osificaciones estándar del fárm aco pred icen co n ­ centraciones circulantes en personas sanas prom e­ dio. E n individuos con características diferentes a las m encionadas, quizá sean im predecibles la adsorción, d istribución y elim inación. E l m onitoreo de las co n ­ centracion es en suero de estos fárm acos al establecer un régim en de d osificación representa u n com ponente im portante de la terapia con d ichos agentes. • M uchos fárm acos están su jetos a biotransform ación (m etabolism o). E n la m ayor parte de los fárm acos, los productos de esas reacciones no son tó xicos ni activos desde el punto de vista farm acológico. Si em bargo, si los productos m etabólicos son activos o tó xicos, deben tom arse en cuenta. Aunque sólo algunos fárm acos prescritos suelen estar su jetos al M FT, el ám bito de este cam po se está extend ien­ do a medida que se definen de m ejo r m anera los efectos tó xicos, y los rangos terapéuticos se refinan aún m ás. Una ventaja ad icional del M FT es que perm ite el uso seguro de fárm acos que de otra form a serían inutilizables. Esto expande los fárm acos disponibles para tratar la enferm e­ dad y, en m u chos casos, m ejora el cuidado del p acien te .38 Los principios básicos del MFT, que abordan la absorción, distribución y elim inación, también se aplican a las sustan­ cias no terapéuticas que ingresan al cuerpo .39 De hecho, el uso de estos conceptos es central al estudio de los venenos.

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

P R E G U N T A S E l fárm aco X tiene una vida m edia (T ) de dos días. La co n cen tració n a m ediodía es de 10 pg/ml. ¿Cuál sería la con cen tració n esperada del fárm aco X al m edio día de m añana? a) 7.5 pg/ml. b ) 7 pg/ml. c) 5 pg/ml. d) 3 .5 pg/ml. E l ácido salicílico es un com ponen te frecuente de m u chos fárm acos que se venden sin receta. E n un pacien te que sufre de aclorhidria gástrica, ¿cuál sería la con cen tració n en suero prevista de este fárm aco después de una dosis estándar? a) Más grande que la esperada. b ) M enor que la esperada. c) N ingún cam bio. ¿A cuál de los siguientes fárm acos se le clasificaría de m anera adecuada com o antiepiléptico? a) D igoxina. b) D isopiram ida. c) C loranfenicol. d) Fenitoína. e) Tacrólim o. D e los siguientes, ¿cuál sería el m om en to m ás apro­ piado para la evaluación de una con cen tració n m áx i­ m a de digoxina después de la ad m inistración oral? a) Inm ediatam ente antes de la próxim a dosis. b) Inm ediatam ente después de una dosis. c) O cho horas después de una dosis. d) Tres días después de una dosis. D e las siguientes afirm aciones co n respecto a la lidocaína, ¿cuáles son VERDADERAS? a) La lidocaína sólo se adm inistra com o preparación oral. b) E l fenobarbital es un o de los productos del m eta­ bolism o de la lidocaína. c) La toxicidad de la lidocaína está relacionada con la co n cen tració n del fárm aco de origen y uno de sus m etabolitos (M E G X ). d) Todas las anteriores son verdaderas. e) Sólo a y c son verdaderas. D e las siguientes afirm aciones con respecto a la procainam ida, ¿cuál es/son VERDADERA/S? a) La procainam ida es un an tibiótico. b) La N -acetilprocainam ida es un producto activo del m etabolism o de la procainam ida. c) La toxicid ad prim aria de la procainam ida es la supresión de la médula ósea. d) Todas las anteriores son verdaderas. e) Solo a y c son verdaderas.

DE

R E P A S O

7. De las siguientes afirm aciones con respecto al litio, ¿cuál es/son VERDADERA/S? a) E l litio es un elem ento. b) E l litio se utiliza com o fárm aco para tratar depre­ sió n y m anía. c) A la con cen tració n de litio en suero se le evalúa con m ayor frecuencia por el electrodo específico del ion. d) Todas las anteriores son verdaderas. e) Solo a y c son verdaderas.

8. ¿Cuál es el propósito de la d eterm inación de las co n ­ centraciones en suero del fárm acos antineoplásico m etotrexato? a) Asegurar que las con cen tracio n es séricas se encuentren en el rango terapéutico. b) Asegurar que las concen traciones séricas no se encuentren en el rango tóxico. c) D eterm inar la cantidad de leucovorina necesaria para detener la acción del m etotrexato. d) Todas las anteriores. e) Sólo a y c. 9. Soy u n fárm aco inm unosupresivo usado para co n ­ trolar el rechazo receptor contra in jerto de órganos trasplantados. La toxicidad renal es m i problem a p rin ­ cipal. P or lo general, soy analizado a través de técn i­ cas crom atográficas con sangre entera com o m uestra. ¿Q uién soy? a) C iclosporina. b) Carbam acepina. c) Tacrólim o. d) Cualquiera de las anteriores. e) a o c. 10. U n paciente, que recibió gentam icina en las dos últim as sem anas con buenos resultados, desarrolló de m anera repentina una afección renal en la que el ín d ice de filtración glom erular desciende de m anera im portante. ¿Cuál sería el aju ste esperado en la dosi­ ficación en respuesta a esto? a) A um entar la dosificación. b ) A um entar el intervalo entre las dosificaciones. c) Coadm inistrar fenobarbital para estim ular el m etabolism o hepático. d) No se requiere ajuste de la d osificación. e) Interru m pir el fárm aco. 11. E l salicilato y la bilirrubina com piten por el m ism o sitio de u n ión en la albúm ina sérica. ¿Q ué efecto ten­ dría la ictericia prehepática sobre el salicilato? a) Aumento en el índice de elim inación del salicilato. b) D ism inu ción en la respuesta farm acológica al salicilato. c) A um ento en la con cen tració n libre del salicilato. d) Todas las anteriores. e) Sólo a y c.

CAPITULO 28 ■ MONITOREO DE FÁRMACOS TERAPÉUTICOS

12. U n fárm aco con un pequeño volum en de distribución: a) Se confina a la vasculatura. b ) Se difunde fuera de la vasculatura hacia el espacio intersticial. c) Se difunde fuera de la vasculatura hacia el espacio intracelular. d ) Se divide de m anera selectiva en el com partim ien­ to graso. e) Se elim ina con rapidez por exhalación. 13. Se inyectaron 2 0 m g de un fárm aco por vía intraveno­ sa. U na hora después de la in y ección , se extrajo san­ gre y se analizó para el fárm aco. La co n cen tració n en esta m uestra fue de 0 .4 mg/dl. ¿Cuál es el volu m en de d istribución de este fárm aco? a) 0 .8 L. b) 8 L. c) 2 0 L. d ) 5 0 L. e) Im posible de determ inar con los datos proporcio­ nados.

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14. E n su in stitu ción se introd u jo u n nuevo fárm aco adm inistrado por vía oral. R esulta poco claro si se requiere M F T para este fárm aco. ¿Q ué factores debe tom ar en cuenta al plantear esta pregunta? a ) C onsecu encias de una con cen tració n subterapéutica en la circulación. b) Gravedad de los efectos tó xico s adversos. c) Previsión de las con cen tracio n es séricas después de una dosis oral estándar. d) Proxim idad del rango tóxico al rango terapéutico. e) Todas las anteriores.

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUIMICA CLÍNICA

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LECTURAS RECOMENDADAS Hardman JG , Limbird LE, Gillman AG, eds. Goodman & Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics, lOth ed. New York: Pergamon Press. 2002. Birkett DJ. Pharmacokinetics Made Easy. New York: McGraw-Hill, 2003. Winter ME. Basic Clinical Pharmacokinetics, 3rd ed (reissued). Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 1994, ISBN 0-915486-22-9.

CAPÍ TULO

Toxico logia

29

David P. Thorne

C O N T E N I D O

DEL

■ EXPOSICIÓN A TOXINAS ■ VÍAS DE EXPOSICIÓN ■ RELACIÓN DOSIS-RESPUESTA Toxicidad aguda y crónica ■ ANÁLISIS DE LOS AGENTES TÓXICOS ■ TOXICOLOGÍA DE AGENTES ESPECÍFICOS Alcohol Monóxido de carbono Agentes cáusticos Cianuro Metales Pesticidas ■ TOXICOLOGÍA DE LOS FÁRMACOS TERAPÉUTICOS Salicilatos Acetam inofeno

C A P Í T U L O

■ TOXICOLOGÍA DE FÁRMACOS DE ABUSO Anfetam inas Esteroides anabólicos Canabinoides Cocaína Opiáceos Fenciclidina Hipnóticos sedantes ■ RESUMEN ■ PREGUNTAS DE REPASO ■ REFERENCIAS ■ LECTURAS RECOMENDADAS

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Definir el término toxicología. • Enumerar los principales tóxicos. • Definir los mecanismos patológicos de los tóxicos descritos en este capitulo. • Indicar los métodos de laboratorio usados para evaluar la toxicidad.

• •

•

T É R M I N O S Abuso de fárm acos

Relación dosisrespuesta

Explicar la diferencia entre las pruebas cuantitati­ vas y cualitativas en toxicología. Valorar de manera crítica los datos clínicos de laboratorio en casos de envenenam iento y propor­ cionar recomendaciones de pruebas adicionales. Definir el papel del laboratorio clínico en la eva­ luación de la exposición a venenos.

C L A V E

TD 50 Toxicología

Veneno

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUIMICA CLÍNICA

La toxicología es el estudio de los venenos. E l ám bito de este cam po es m uy amplio. Existen cuatro disciplinas dentro de la toxicología: m ecanicista, descriptiva, forense y clínica. La toxicología m ecanicista aclara los efectos celulares y b io­ quím icos de las toxinas. Estos estudios proporcionan una base para el diseño de la terapia racional y el desarrollo de pruebas para valorar el grado de exposición de individuos envenenados. La toxicología descriptiva utiliza los resulta­ dos de experim entos con anim ales para predecir cuál nivel de exposición causará daño en seres hum anos. A este pro­ ceso se le conoce com o valoración del riesgo. Los toxicólogos reguladores son responsables de la interpretación de los datos a partir de estudios m ecanicistas y descriptivos para establecer estándares que definen el grado de exposición que no planteará un riesgo para la salud o la seguridad públi­ cas. Por lo general, estos toxicólogos trabajan para agencias gubernam entales o ju n to con ellas. La toxicología forense se interesa sobre todo por las consecuencias m édicolegales de la exposición a la toxina. U n aspecto prim ordial de esta área es el establecim iento y la validación del desempe­ ño analítico de los m étodos usados para generar evidencia en situaciones legales, que incluyen la causa de muerte. La toxicología clínica es el estudio de las interrelaciones entre la exposición a la toxina y los estados de enfermedad. Esta área pone énfasis no sólo en la com probación del diagnósti­ co, sino tam bién en la intervención terapéutica. Dentro del esquema organizacional de un laboratorio m édico típico, a la toxicología por lo general se le considera parte de la química, sobre todo debido a que los métodos usa­ dos para evaluar las toxinas desde el punto de vista cualitati­ vo y cuantitativo se adaptan de m ejor m anera a esta área. Sin embargo, el diagnóstico y control apropiados de las víctimas de envenenam iento, en m uchos casos, requieren un método integrado de todas las secciones del laboratorio clín ico .1

EXPOSICIÓN A TOXINAS La exposición a los agentes tóxicos ocurre por varias razones. Desde una perspectiva clínica, cerca de 50% de los casos de envenenamiento obedece a intentos de suicidio. La exposi­ ción accidental explica alrededor de 30% de los casos. E l res­ to se debe a hom icidio o exposición laboral. Entre todos, el suicidio tiene el índice de mortalidad más elevado. La exposi­ ción accidental ocurre a menudo en niños. Sin embargo, con relativa frecuencia se presenta sobredosis accidental de fár­ m acos terapéuticos o ilícitos en adultos. La exposición labo­ ral ocurre sobre todo en ambientes industriales o agrícolas.

ras celulares. Las sustancias hidrofóbicas tienen capacidad para difundirse a través de las mem branas celulares y, por tanto, se absorben en cualquier parte a lo largo del tracto gastrointestinal. Las sustancias ionizadas no se difunden de m anera pasiva a través de las membranas. Es posible que los ácidos débiles se protonicen en el ácido gástrico. E l resulta­ do es una especie no ionizada, que tal vez se absorba en el estómago. Del m ism o modo, las bases débiles favorecen la absorción en el intestino, donde el pH es en su m ayor parte neutral o ligeramente alcalino. Otros factores influyen en la absorbancia de las toxinas a partir del tracto gastrointestinal, com o el índice de disolución, la motilidad gastrointestinal, la resistencia a la degradación en el tracto intestinal y la inte­ racción con otras sustancias. Las toxinas que no se absorben en el tracto gastrointestinal no producen efectos sistém icos, pero quizá originen efectos locales, com o diarrea, sangrado o absorción deficiente de nutrientes, lo que conduce a efec­ tos sistém icos secundarios a la exposición a la toxina.

RELACIÓN DOSIS-RESPUESTA U n veneno se define com o cualquier sustancia que causa un efecto dañino debido a la exposición. Aunque esta defini­ ción básica es útil, se deben tom ar en cuenta otros factores. E ntre éstos, la dosis es un aspecto clave. E n la toxicología, el concepto de que cualquier sustancia tiene potencial para causar daño si se adm inistra a la dosis correcta (incluso agua) constituye un tem a central. Existe la necesidad de establecer un índ ice de la toxicidad relativa de las sustan­ cias que perm ita la valoración de su potencial para cau­ sar efectos patológicos. Varios sistem as están disponibles. La m ayor parte correlaciona la dosis de una toxina que ocasionará una respuesta dañina. U n sistem a de este tipo correlaciona un solo rango de dosis oral aguda con la pro­ babilidad de un resultado letal en un hom bre prom edio de 7 0 kg (cuadro 2 9 -1 ). Éste es un sistem a útil para com pa­ rar las toxicidades relativas de las sustancias. La respuesta esperada en este sistem a es la m uerte, lo que es válido. Sin em bargo, la m ayor parte de las toxinas expresan efectos patológicos distintos a la m uerte, a grados inferiores de exposición. Por tanto, se deben desarrollar otros índices. Es posible lograr una caracterización más profunda al evaluar los datos de un histograma de frecuencia acumulada

CUADRO 29-1. SISTEM A DE CLASIFICACIÓN DE TOXICIDAD CLASIFICACIÓN DE TOXICIDAD

VÍAS DE EXPOSICIÓN Las toxinas ingresan al cuerpo por varias vías. La ingestión, inhalación y absorción transdérmica son las más frecuentes. De éstas, la ingestión es la que se observa más a menudo en el ámbito clínico. Para que la m ayor parte de las toxinas ejerzan un efecto sistém ico, es necesario que se absorban en la circulación. La absorción de las toxinas del tracto gastro­ intestinal ocurre por varios m ecanism os. Algunos son rea­ lizados por procesos destinados a los nutrientes dietéticos. Sin embargo, la mayor parte se absorbe por difusión pasiva. Este proceso requiere que la sustancia atraviese las barre­

DOSIS ORAL LETAL EN UN ADULTO PROMEDIO

Supertóxica

<5 mg/kg

Extremadamente tóxica

5 a 50 mg/kg

Muy tóxica

50 a 500 mg/kg

Moderadam ente tóxica

0.5 a 5 g/kg

Ligeramente tóxica

5-15 g/kg

Prácticamente no tóxica

>15 g/kg

A d ap tado de Klaassen CD, Principies o f toxicology, en Klaassen CD, A m d ur M O, Doull J, eds., Toxicology: The Basic Science of Poisons, 3a. ed., Nueva York: M acm illan, 1986:13.

CAPITULO 29 ■ TOXICOLOGÍA

589

exp o sición crónica está relacionada co n la acu m ulación del tó xico o con los efectos tó xicos. Es posible que la to x i­ cidad cró n ica afecte diferentes sistem as, y luego relacio­ narlos con toxicid ad aguda. Se han establecido relaciones dosis-respuesta para m uchas sustancias tóxicas en situa­ ciones tanto agudas com o crónicas.

ANÁLISIS DE LOS AGENTES TÓXICOS

D osificación oral FIGURA 29-1. Relación dosis-respuesta. Comparación de las respues­ tas de un fármaco terapéutico en un rango de dosis. La ED50 es la dosis del fármaco a la que 50% de los individuos tratados experimen­ tarán beneficio. La TD50 es la dosis del fármaco a la que 50% de los individuos experimentarán efectos adversos tóxicos. La LD50 es la dosis del fármaco a la que 50% de los individuos producirá morbididad.

de las respuestas tóxicas en un rango de dosis. Por lo gene­ ral, este m étodo experim ental se utiliza para evaluar diversas respuestas en un amplio rango de concentraciones. Una res­ puesta monitoreada es la respuesta tóxica. Ésta se relaciona con un efecto patológico temprano a una dosis m enor que la letal. Esta respuesta ha sido determinada para representar un indicador de los efectos tóxicos para esa toxina. E n una sus­ tancia que ejerce efectos tóxicos tempranos al dañar las célu­ las hepáticas, la respuesta monitoreada tal vez sea aum entos en la actividad de la alanina aminotransferasa (ALT) y-glutamiltransferasa (G G T) sérica. La relación dosis-respues­ ta im plica que habrá un aum ento en la respuesta tóxica a medida que se aum ente la dosis. Se debe notar que no todos los individuos m uestran una respuesta tóxica con la m is­ ma dosis. Es posible observar la variación de la población en un histograma de frecuencia acumulada del porcentaje de personas que producen una respuesta tó xica en u n ran ­ go de concentraciones (fig. 2 9 -1 ). La T D 50es la dosis que se esperaría que produzca una respuesta tóxica en 50% de la población. Si la respuesta monitoreada es la muerte, la LD 50 es la dosis a la que se esperaría la m uerte en 50% de la pobla­ ción. Se utilizan experim entos similares para evaluar la dosis de los fárm acos terapéuticos. La ED 50es la dosis que se espe­ raría que sea efectiva o tenga un beneficio terapéutico en 50% de la población. E l índice terapéutico es la proporción entre la T D 50 y la ED J(). Los fárm acos con índice terapéuti­ co grande tienen pocos efectos tóxicos adversos cuando la dosis del fárm aco se encuentra en el rango terapéutico.

Toxicidad aguda y crónica La toxicidad aguda y la toxicidad crónica son térm inos em pleados para relacionar la d uración y la frecu encia de la exp o sición con efectos tó xicos observados. La toxicidad aguda suele estar relacionada con una sola exp o sición a corto plazo a una sustancia, con una dosis suficiente para causar efectos tóxicos inm ediatos. P or lo general, la to xi­ cidad cró n ica se vincula con exp o sición repetida durante períodos extensos, a dosis que son insuficientes para cau­ sar una respuesta aguda inm ediata. E n m u chos casos, la

E n m uchos casos, el análisis de los agentes tóxicos en clí­ nica constituye un procedim iento de dos pasos .2 El prim er paso consiste en una prueba de valoración, que es un proce­ dim iento cuantitativo rápido y sencillo pensado para detec­ tar sustancias específicas o clases de tóxicos. E n térm inos generales, estos procedim ientos tienen buena sensibilidad analítica, pero carecen de especificidad. U n resultado nega­ tivo tal vez descarte un fármaco o tóxico. Sin embargo, a un resultado positivo se le considerará presunto positivo hasta confirm arlo m ediante un segundo m étodo más específico. E xisten varios m étodos analíticos disponibles para pruebas de valoración y confirm atorias. Los inm un oaná­ lisis se utilizan con frecuencia para evaluar fárm acos. En algunos casos, éstos son específicos para un solo fárm aco (p. e j., tetrahidrocanabin ol [T H C ]). Sin em bargo, en la m ayor parte de los casos, se d etectan fárm acos dentro de clases generales (p. ej., barbituratos, op iáceos). La crom a­ tografía de capa fina representa un m étodo econ óm ico y relativam ente sen cillo para la d etección de varios fárm acos y otros com puestos orgánicos. La crom atografía de gas es una técn ica b ien establecida, utilizada de m anera extensa para la d eterm inación cualitativa y cuantitativa de m uchas sustancias volátiles. E l m étodo de referencia para la iden­ tificación cualitativa de la m ayor parte de los com puestos orgánicos es la crom atografía de gases, en la que se em plea un espectróm etro de masas com o detector.

TOXICOLOGÍA DE AGENTES ESPECÍFICOS M uchos agentes quím icos encontrados con regularidad tienen efectos adversos potenciales. E l interés de esta sec­ ció n se centra en el estudio de las to xinas d istintas a fár­ m acos encontradas con frecu encia en el entorno clínico , así com o aquellas que se presentan com o urgencias m édi­ cas con exp o sición aguda.

Alcohol Los efectos tó xicos del alcoh ol son generales y específicos. La exp o sición al alcohol, al igual que a solventes orgá­ n icos más volátiles, causan en principio d esorientación, confu sión y euforia, que tal vez progresen a in con scien cia, parálisis y, en caso de exp o sición a con cen tracio n es m uy elevadas, inclu so la m uerte. La m ayor parte de los alco­ holes m uestran estos efectos a con cen tracio n es m olares casi equivalentes. E sta sim ilitud sugiere un efecto depre­ sor com ún sobre el sistem a nervioso cen tral (S N C ), que al parecer está m ediado por cam bios en las propiedades de la m em brana. E n la m ayor parte de los casos, la recup eración de los efectos en el SNC es rápida y com pleta después de que cesa la exposición.

590

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

A diferencia de los efectos generales en el SN C, las to x i­ cidades específicas de cada tipo de alcoh ol suelen estar m ediadas por biotransform ación de los alcoh oles a pro­ ductos tó xicos. E xisten varios m ecanism os por los que es posible m etabolizar los alcoholes alifáticos de cadena cor­ ta. De éstos, la conversión hepática a un aldehido, por la alcoh ol deshidrogenasa (A D H ), y la conversión adicional a un ácido, por la aldehido deshidrogenasa (A LD H ), son los m ás im portantes. A lcoh ol

~'nH> Aldehido APH> Ácido

(Ec. 29-1)

La exp o sición a etanol es frecu en te .3 E l consu m o ex ce ­ sivo de etanol, con sus consecuencias relacionadas, con s­ tituye una causa principal de los problem as económ icos, sociales y m édicos en todo el m undo. Se calcula que el im pacto económ ico sobrepasa los 100000 m illones de dólares por año en térm inos de sueldos y productividad perdidos. M uchos problem as sociales y fam iliares se vin­ cu lan con el consum o excesivo de etanol. La carga al sis­ tem a de cuidado de la salud es significativa. A m enudo los trastornos relacionados con el etanol constitu yen una de las 10 causas principales de ingresos hospitalarios. Alrededor de 20% de todas las admisiones hospitalarias se relacionan de cierto m odo con problem as relacionados con el alcohol. E n Estados Unidos, se estima que 8 0 0 0 0 habitantes m ueren cada año, sea directa o indirectam ente, com o resultado del abuso en el consum o de alcohol. Esto se correlaciona con un aum ento de alrededor de cinco veces en la m ortalidad prematura. Además, es posible que el consum o de etanol durante el embarazo conduzca a síndrom e de alcoholism o fetal o a efectos del alcoholism o fetal, ambos relacionados con retardo en el desarrollo m otor y m ental en niños. Se han establecido correlaciones entre concentraciones de alcohol en sangre, y los signos y síntom as clínicos de in to x icació n aguda. U na con cen tració n de alcohol sanguí­ neo en el rango de 80 a 100 mg/dl es el lím ite legal para ope­ rar u n vehículo autom otor en la m ayor parte de los estados de la U n ión A m ericana. Esto se relaciona con d ism inución del ju ic io y del desem peño motor. La determ inación de la con cen tració n de etanol sanguíneo por el laboratorio en casos de m anejo en estado de ebriedad requiere una cade­ na apropiada de custodia, d ocum entación del control de calidad y registros en los que se com pruebe com p eten cia .4 Alrededor de la m itad de los 4 0 0 0 0 a 5 0 0 0 0 decesos anua­ les en Estados U nidos relacionados con el uso del autom ó­ vil im plican el consum o de alcohol com o factor. Además de los efectos a corto plazo del etanol, la mayor parte de las consecuencias fisiopatológicas del abuso de eta­ nol están relacionadas con consum o crónico por un período largo. En un adulto promedio, esto se correlaciona con el consum o de alrededor de 5 0 g de etanol por día durante casi 10 años. E l consum o a este grado se relaciona con la afección en la función de varios órganos, tejidos y tipos de células. Sin embargo, el hígado es el órgano más sensible. La secuencia patológica com ienza con la acum ulación de lípi­ dos en los hepatocitos. Con el consum o continuo, es posible que esto progrese a hepatitis alcohólica. Alrededor de 20% de los individuos con ingesta elevada a largo plazo desarro­ lla esta forma de hepatitis tóxica. E n aquellos que lo hacen,

la progresión a cirrosis es habitual. La cirrosis tal vez se caracterice com o fibrosis irreversible que conduce a pérdida de la masa hepática funcional. E l progreso a través de esta secuencia está relacionado con cam bios en m uchas pruebas de laboratorio relacionadas con la función hepática. Varios indicadores de laboratorio del consu m o excesi­ vo de etanol tien en suficiente sensibilidad y especificidad diagnósticas para identificar el consu m o excesivo de eta­ nol com o la causa de un estado de enferm edad .5 La m ayor parte se vincula con la progresión de la enferm edad h epá­ tica inducida por el etanol. En el cuadro 2 9 -2 se enum e­ ran los indicadores frecuentes de laboratorio del consum o peligroso prolongado. Se han propuesto varios m ecanism os para mediar los efectos patológicos del consum o de etanol a largo plazo. De éstos, al parecer la form ación de aducto con acetaldehído ju ega un papel clave. E l m etabolism o hepático del etanol representa una reacción enzim ática de dos pasos. E l produc­ to final es ácido acético. E l acetaldehído es un reactivo inter­ medio en esta cadena. La mayor parte del etanol se convierte en ácido acético en este proceso; sin embargo, una porción im portante del interm ediario se libera en el estado libre. E tanol

* A cetaldehído

* A cetato

(Ec. 29-2)

A ducios de acetaldehído E l acetaldehído extracelular constitu ye una especie transitoria com o resultado de la form ación rápida de aduc­ to co n grupos am ino de proteínas. Está dem ostrado que la form ación de aductos de acetaldehído cam bia la estru c­ tura y fu nción de varias proteínas. M u chos de los efectos patológicos del etanol se correlacionan con la form ación de estos aductos.

CUADRO 29-2. INDICADORES FRECUENTES DE ABUSO DE ETANOL PRUEBA

COM ENTARIOS

GGT

Se observan aumentos antes del comienzo de las consecuencias patológicas Los incrementos en la actividad sérica se presentan en muchos trastornos no relacionados con el etanol

AST

Los incrementos en la actividad sérica ocurren en muchos trastornos no relacionados con el etanol

índice AST/ALT

Un índice mayor de 2.0 es bastante específico para enfermedad hepática relacionada con etanol

HDL

Un HDL sérico elevado es específico para consumo de etanol

MCV

A menudo se observa incremento en MCV de eritrocitos con el consumo excesivo de alcohol Los incrementos no se relacionan con deficiencia de folato o vitamina B12

CAPITULO 29 ■ TOXICOLOGIA

591

ESTUDIO DE CA SO 29-1 A u n pacien te con diagnóstico provisional de depresión se le envió a una revisión rutinaria de laboratorio. El recuento com pleto de células de la sangre fue norm al, excepto por un volum en celular m edio (M C V ) de eri­ trocitos elevado. Los resultados del urinálisis fueron irrelevantes. La prueba de quím ica sérica m ostró lige­ ro aum ento de las con cen tracio n es de aspartato am ino transferasa (A ST), bilirrubina total y lipoproteína de alta densidad (H D L). E l resto de los resultados quím i­ cos, incluyendo glucosa, urea, creatinina, colesterol, pH, P C 0 2 alanina am ino transferasa (A LT ), sodio y potasio, estuvieron dentro del rango de referencia nor­ mal. E l m édico sospechó abuso de etanol; sin em bar­ go, el paciente afirm ó n o ser consum idor. U na prueba

E l m etanol es un disolvente frecuente. E n ocasiones, se ingiere de m anera accidental com o com ponente de m uchos productos comerciales o com o contam inante de licores case­ ros. En principio el m etanol se m etaboliza por la ADH hepática a form aldehído interm ediario. E l form aldehído se convierte con rapidez a ácido fórm ico por la ALDH hepática. La form ación del ácido fórm ico causa acidosis grave, que en ocasiones produce la m uerte. Además, el ácido fórm ico es responsable de una neuropatía óptica que quizá conduzca a ceguera. E l isopropanol, tam bién con ocid o com o alcoh ol frotable, está disponible de m anera extensa. Se m etaboliza por la ADH hepática a acetona, que es su principal produc­ to m etabólico final. Am bos, tanto el isopropanol com o la acetona, tien en efectos depresores en SN C sim ilares al eta­ nol. Sin em bargo, la acetona tiene una vida m edia larga. La in to x icació n con isopropanol, por tanto, tal vez cause síntom as graves de fase aguda sem ejantes al etanol, que llegan a m antenerse por un período prolongado. E l etilenglicol ( 1 ,2-etaned iol) es un com pon ente habitual de líquidos hidráulicos y anticongelantes. La ingestión por n iñ os es relativam ente frecuente debido a su sabor dulce. Los efectos inm ediatos de la ingestión de etilenglicol son sim ilares a los del etanol. Sin em bargo, el m etabolism o por la ADH y ALDH hepáticas origina la form ación de varias especies tóxicas, incluyendo ácido oxálico y glucólico, que producen acidosis m etabólica grave. E sto se com plica por la form ación y d eposición rápidas de cristales de oxalato de calcio en los túbulos renales. C on el consu m o de co n ­ centraciones elevadas, la form ación de cristales de oxalato de calcio quizá ocasione daño tubular renal.

Determinación de alcoholes Desde una perspectiva m edicolegal, la determ inación de la concentración de etanol sanguíneo debe ser certera y pre­ cisa .6 E l suero, el plasma y la sangre entera son muestras aceptables. Se han establecido correlaciones entre la con­ centración de etanol en esas m uestras y el deterioro de la función psicom otora. Debido a que el etanol se distribuye

posterior reveló G G T sérico tres veces m ayor al lím ite superior norm al. No se d etectó etan ol en el suero. Las pruebas de valoración para form as in feccio sas de hepa­ titis fueron negativas.

Preguntas 1. ¿Los resultados anteriores son consistentes con un pacien te que está consum iendo cantidades riesgosas de etanol? 2. ¿Se requieren pruebas ad icionales para consid erar el abuso de etanol o descartarlo? Si es el caso, ¿qué pruebas recom endaría?

de m anera uniform e en el agua corporal total, el suero, que cuenta con un m ayor contenido de agua que la san­ gre entera, tiene una concentración más elevada por unidad de volum en. E n la mayor parte de los estados de la U nión Am ericana se han estandarizado los tipos de m uestras acep­ tables adm isibles com o evidencia. Cuando se obtiene un a m uestra para la d eterm ina­ ció n de etanol, es necesario lim piar el sitio de pu nción en la vena con un desinfectante libre de alcohol. D ebido a la naturaleza volátil de los alcoholes alifáticos de cade­ na corta, deben m antenerse las m uestras tapadas en todo m om ento para evitar la evaporación. Es posible refrigerar o alm acenar a tem peratura am biente las m uestras selladas durante hasta 14 días sin pérdida de etanol. Las m uestras sin esterilizar o aquellas destinadas al alm acenam iento por u n período prolongado se conservarán con fluoruro de sodio para evitar aum entos en el volu m en de etanol que se originan por contam in ación por ferm entación bacteriana. Hay varios m étodos analíticos disponibles para la deter­ m inación de etanol en suero. En tre éstos, los m étodos enzim áticos, de crom atografía de gases y osm om étricos son los m ás utilizados. Cuando la osm olaridad se m ide por d ism inu ción del pu nto de con gelación , los increm en tos en la osm olaridad sérica se correlacionan con los aum entos en la co n cen tració n del etanol sérico. E l grado de eleva­ ción de la osm olaridad debido al etanol se expresa com o la diferencia entre la osm olaridad m edida y calculada. A esta diferencia se le denom ina intervalo osm olar. La osm o­ laridad sérica se increm enta alrededor de 10 mosm/kg por cada aum ento de 6 0 mg/dl en el etanol sérico. Intervalo osm olar = osm olaridad medida - osm olaridad calculada

(Ec. 29-3)

Esta relación n o es específica para el etanol. Los aum en­ tos en el intervalo osm olar ocu rren, tam bién, con ciertos d esequilibrios m etabólicos. P or tanto, el uso del intervalo osm olar para la d eterm inación de la co n cen tració n de eta­ n ol sérico o sanguíneo carece de especificidad analítica. Sin em bargo, se trata de una prueba de valoración útil.

592

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

La crom atografía de gases es el m étodo de referencia para la d eterm inación del etanol. C on este m étodo, es posible cu antificar de m anera sim ultánea otros alcoholes, com o el m etanol e isopropanol. E ste análisis com ienza con la d ilu ción de la m uestra de suero o sangre con una solu ­ ció n saturada de cloruro de sodio en un recip iente cerrado. Los volátiles dentro de la m uestra líquida se dividen en el espacio aéreo (espacio superior) del recip iente cerrado. E l m uestreo de este espacio superior proporciona m uestras lim pias con p o co o nu lo efecto de m atriz. La cu antifica­ ció n de los valores m áxim os se realiza p or la con stru cción de una curva estándar o por p roporción con un estándar interno (n -p ro p an o l), com o se m uestra en la figura 2 9 -2 . Los m étodos enzim áticos para la d eterm inación del eta­ n ol son frecuentes. La enzim a utilizada en este análisis no es la form a hum ana de la ADH. Esta enzim a oxida el eta­ n ol a acetaldehído con la red ucción de NAD+ a NADH. E tanol + NAD+

A cetaldehído + NADH

(Ec. 29-4)

Es posible evaluar de m anera directa el NADH produ­ cido a través de la absorbancia a 3 4 0 n m o acoplarse con una reacció n indicadora. Esta form a de la ADH es relativa­ m ente específica para el etanol (cuadro 2 9 -1 ). La in to x ica ­ ció n con m etanol o isopropanol desencadena un resultado negativo o b ajo. Por tanto, un resultado negativo por este m étodo no descarta la ingestión de otros alcoholes. E x is­ te buena correlación entre las reacciones enzim áticas de etanol y la crom atografía de gases. Es posible autom atizar por com pleto las reacciones enzim áticas y no se requiere in stru m en tació n especializada.

Monóxido de carbono El m onóxido de carbono se produce por la com bustión incom pleta de las sustancias que contienen carbono. Las principales fuentes am bientales de m onóxido de carbono incluyen máquinas que funcionan con gasolina, hornos mal

Tiempo de retención (min)

Analito

0.675

Metanol

0.911

Acetona

1.098

Etanol

1.611

isopropanol

2.430

n-Propanol

FIGURA 29-2. Cromatografía de gases del espado superior de alco­ hol. La concentración de cada alcohol se determina por comparación con la respuesta a partir del estándar interno n-propanol.

C U A D R O 2 9 -3 . SÍNTOMAS DE LA

CARBOXIHEMOGLOBINEMIA C O H b (%)

SÍNTOMAS Y COMENTARIOS

0.5

Típico en no fumadores

5 a 15

Rango de valores observado en fumadores

10

Brevedad de respiración con ejercicio vigoroso

20

Brevedad de respiración con ejercicio moderado

30

Dolores de cabeza graves, fatiga, deterioro del juicio

40 a 50

Confusión, desfallecimiento en el ejercicio

60 a 70

Inconsciencia, insuficiencia respiratoria, muerte con exposición continua

80

Inmediatamente fatal

ventilados e incendios por madera o plástico. E l m on óxi­ do de carbono es un gas incoloro, inodoro e insípido que se absorbe con rapidez a la sangre por el aire inspirado. El m onóxido de carbono manifiesta sus efectos tóxicos a través de la unión de alta afinidad con el hierro divalente que se encuentra dentro de las proteínas hem o, com o citocrom os, m ioglobina y hem oglobina .7 De éstas, la un ión con hem o­ globina produce los resultados tóxicos más im portantes. Cuando el m onóxido de carbono se une con la hem oglo­ bina, se le denom ina carboxihem oglobina (COHb). La afini­ dad del m onóxido de carbono para la hem oglobina es 245 veces m ayor que para el oxígeno. E l aire tiene alrededor de 20% de oxígeno por volumen. Si el aire inspirado contiene 0. 1 % de m onóxido de carbono por volum en, éste produci­ rá 50% de carboxihem oglobinem ia en equilibrio. Por esta razón, al m onóxido de carbono se le considera una sustan­ cia m uy tóxica. Debido a que el m onóxido de carbono y el oxígeno com piten por el m ism o sitio de unión, la exposición al m onóxido de carbono da com o resultado decrem ento en la concentración de oxihem oglobina. Además, la unión del m onóxido de carbono con la hem oglobina aum enta la afini­ dad del oxígeno a la hem oglobina, un cam bio a la izquierda en la curva de disociación hem oglobina-oxígeno. E l efecto neto de la exposición al m onóxido de carbono es una dism i­ nu ció n en la cantidad de oxígeno liberado hacia el tejido, lo que produce hipoxia. Los efectos tóxicos principales de la exposición al m onóxido de carbono se observan en órganos con dem anda elevada de oxígeno, com o el cerebro y el cora­ zó n .8 La concentración de carboxihem oglobina (expresada com o el porcentaje de COHb presente a la capacidad de la muestra para form ar CO H b) y los síntom as correspondien­ tes se detallan en el cuadro 29-3. Hay varios m étodos disponibles para la evaluación del envenenam iento por m onóxido de carbono. La carboxihe­ m oglobina tiene un aspecto rojo cereza. Ésta es la base de una prueba con m ancha en busca de exposición excesiva al m onóxido de carbono; se agregan 5 m l de NaOH al 40% a 5 m l de una dilución acuosa 1/20 de sangre com pleta. La per­ sistencia de una solución rosa es consistente con una co n ­ centración de carboxihem oglobina de 20% o mayor. E xisten

CAPÍTULO 29 ■ TOXICOLOGÍA

dos análisis cuantitativos prim arios para la carboxihem oglobina: espectrofotom etría diferencial y crom atografía de gases. E l único tratam iento para el envenenam iento por m onóxido de carbono es la terapia con 100% de oxígeno. E n casos graves, es posible utilizar oxígeno hiperbárico. La cromatografía de gases es certera y precisa, y constituye el m étodo de referencia para la determ inación de la carboxihem oglobina. El m onóxido de carbono se libera a partir de la h em oglob in a después del tratam iento co n ferrocianu ro de potasio. Después de la separación analítica, el monóxido de carbono se detecta por cam bios en la conductividad tér­ m ica. Los m étodos espectrofotom étricos funcionan con base en el principio de que formas diferentes de hem oglobina se presentan con distintas curvas de absorbancia espectral. Al medir la absorbancia de cuatro a seis diferentes longitudes de onda, es posible determinar la concentración de las dife­ rentes esp ecies de hem oglobina (incluyend o la carb oxihem oglobina) por cálculo. Éste es el m étodo más empleado y conform a la base para varios sistemas automatizados.

Agentes cáusticos Los agentes cáu sticos se en cuentran en m u chos productos caseros y entornos laborales. A unque cu alquier exposi­ ció n a un ácido fuerte o sustancia alcalina está relacionada con lesión, la aspiración e ingestión representan el m ayor peligro. Por lo general, la aspiración está relacionada con edem a pulm onar y choque, lo que progresa con rapidez a la m uerte. La ingestión produce lesion es en el esófago y tracto gastrointestinal, que tal vez produzcan perforacio­ nes. Esto ocasiona hem atem esis, d olor abdom inal y posi­ b le choque. E l ataque de acidosis m etabólica o aicalosis ocurre con rapidez después de la ingestión. Por lo general, la terapia correctiva para la ingestión es por dilución.

Cianuro Al cianuro se le clasifica com o una sustancia supertóxica 9 que existe com o gas o sólido o en solución. La exposición ocurre, tam bién, por inhalación, ingestión o absorción transdérmica. E l cianuro se utiliza en m uchos procesos indus­ triales .10 Además, es com ponente de algunos insecticidas y venenos para roedores, y se le produce com o un producto de la pirólisis a partir de la com bustión de algunos plásticos, entre los que se incluyen espumas de urea usadas com o ais­ lantes en las casas. De este modo, la exposición a m onóxi­ do de carbono y cianuro explica una porción im portante de las toxicidades relacionadas con la inhalación de hum o. La ingestión de cianuro es un agente frecuente para el suicidio. E l cianuro expresa toxicidad al unirse con el hierro del hemo. La unión con la citocrom o oxidasa m itocondrial causa desacoplam iento de la fosforilación oxidativa. Esto produce dism inución rápida del trifosfato de adenosina celular com o resultado de la incapacidad del oxígeno para aceptar elec­ trones. Los aum entos en la tensión del oxígeno celular y del P 0 2venoso ocurren com o resultado de la falta de utilización de oxígeno. Con una exposición baja, los pacientes experi­ m entan dolores de cabeza, mareo y depresión respiratoria, lo que progresa con rapidez a ataque, com a y muerte a dosis ligeramente mayores. La elim inación del cianuro está media­ da sobre todo por conversión enzim ática rápida a tiocianato,

593

un producto no tóxico eliminado con rapidez por filtración renal. La toxicidad del cianuro está relacionada con exposi­ ción aguda a concentraciones suficientes para sobrepasar el índice de elim inación por este proceso enzim ático. E n la evaluación de la exposición a cianuro se requiere un tiem po de respuesta rápida. E xisten varios m étodos dis­ ponibles. Los m étodos de electrodo específico del ion y el análisis fotom étrico que siguen a la separación por m icrodifusión de dos receptáculos son los m ás frecuentes. La exposición crónica a concentraciones bajas se evalúa por determ inación de la concentración del tiocianato urinario.

Metales

Arsénico E l arsénico se presenta ligado a m u chos diferentes com ­ puestos orgánicos e inorgánicos o com o com ponente pri­ m ario de los m ism os. E xiste en sustancias tanto naturales com o sin téticas, por lo que la exp o sición a arsénico ocurre en varias situaciones. La exp o sición am biental a través del aire y del agua es frecuente en m uchas áreas industria­ le s .11 La exp o sición laboral sucede en la agricultura y en industrias de fundición. Además, es u n agente habitual de hom icid io y suicidio. La absorción del arsénico depende de la form a del com ­ puesto. Los com puestos orgánicos que con tien en arsénico se absorben con rapidez por difusión pasiva. O tras for­ m as son absorbidas con m ayor lentitud. La elim inación del arsénico es, de m anera prim ordial, por filtració n renal del estado libre ionizado. Sus efectos tó xicos se expresan a través de la u n ió n de alta afinidad con los grupos tiol de las proteínas. Por tanto, la porción disponible para la filtración en el suero es baja. E sto ocasiona una vida media larga en el cuerpo. E l contenido corporal total de arsénico llega a ser acum ulativo con la exp o sición crónica. E l arsénico unido a proteínas a m enudo produce un cam bio en la estructura y la función. D ebido a que m uchas proteínas tienen capacidad de u n ió n co n el arsénico, los síntom as tóxicos del envenenam iento con arsénico no son específicos. M uchos sistem as celulares y orgánicos se ven afectados. C on la ingestión cró n ica o aguda a co n cen tra­ ciones bajas, se observan fiebre, anorexia y dolor gastro­ intestinal. E l daño periférico y central al sistem a nervioso, los efectos renales, los efectos hem atopoyéticos y la enfer­ medad vascular que conduce a la m uerte están relaciona­ dos co n la exp o sición a dosis altas. E l análisis del arsénico suele realizarse por espectrofotom etría de absorción atóm ica. La sangre y orina son m uestras aceptables para evaluar la exp o sición durante un período corto. Se ha encontrado que el contenid o en cabello y uñas es ú til en la valoración de la exp o sición por tiem po prolongado.

Cadmio E l cadm io es u n m etal encontrado en m u chos procesos industriales, con uso principal en electrod ep osición y gal­ vanizado. A m enudo se en cuentra en la m inería y el pro­ cesam iento de m u chos m etales. E l cadm io es u n pigm ento encontrado en pinturas y plásticos, adem ás de que es el m aterial catódico de las baterías de níquel-cadm io. C ons­ tituye un contam inante im portante del am b ien te .13

594

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

La exposición excesiva ocurre con mayor frecuencia por inhalación de partículas de cadmio en la industria y por inges­ tión de alimentos contaminados. La toxicidad del cadmio se manifiesta sobre todo por su unión con proteínas. Sin embar­ go, también llega a unirse con otros constituyentes celula­ res. E l cadmio se distribuye en todo el cuerpo, pero tiende a acumularse en el riñón, donde se expresan la m ayor parte de sus efectos tóxicos .13 U n hallazgo temprano de la toxicidad del cadmio es la disfunción tubular renal. Por lo general, se observan proteinuria tubular, glucosuria y aminoaciduria. La evaluación del exceso de cadmio suele realizarse por deter­ m inación del contenido en sangre entera o en la orina a tra­ vés de espectrofotometría de absorción atómica.

Plomo E l plom o es un contam in ante am biental frecu en te .14 F ue un elem ento constitu tivo habitual de las pinturas caseras antes de 1 9 7 2 y aún se le encuentra en pinturas com er­ ciales y de arte. La gasolina contuvo plom o hasta 1 9 7 8 . Todavía es posible encontrar residuos en los escapes de autom óviles en concentraciones elevadas en las carreteras. Las cañerías construidas con tubos de plom o o unidas con conectores de plom o contribuyen en gran m edida a la co n ­ cen tración de plom o en el agua. E l plom o es u n subpro­ ducto o com ponente de m u chos procesos industriales. E l contenid o en alim entos es m uy variable. E n Estados U n i­ dos, el prom edio de ingesta diaria en adultos es de 75 a 1 2 0 irg/día. Este valor de ingesta no está relacionado con toxicid ad evidente .15 Debido a que el plom o se encu en­ tra presente en todos los sistem as b iológ icos y no se ha encontrado su fu n ció n ñsiológica y b ioq u ím ica, el aspecto clave es la dosis a la que causa un efecto tó xico. La suscep­ tibilidad a la toxicid ad con plom o depende princip alm en­ te de la edad. Los adultos son más tolerantes a los efectos del plom o en com paración con los n iñ o s .16 La exp o sición al plom o ocurre por cu alquier vía. Sin em bargo, la ingestión de los constitu yentes de la dieta contam inados explica la m ayor parte de las exp o sicio­ nes. La absorción gastrointestinal de plom o está influida por varios factores. Los adultos absorben de 5 a 15% del plom o ingerido. Los niños poseen un grado de absorción mayor: de 3 0 a 40% . Los factores que controlan el índice de absorción son in cierto s .17 E l plom o absorbido se une co n elevada afinidad a m uchas estructuras m acrom oleculares. Se distribuye en todo el cuerpo en dos com partim en­ tos teóricos. U no es el esqueleto, que es el depósito más grande. E l plom o se com bina con la m atriz del hueso y llega a perm anecer en este com partim iento por un largo período. La vida m edia del plom o en hueso es superior a los 20 años. E l otro compartimiento teórico es el tejido b lan ­ do. La vida m edia del plom o en este com partim iento es un poco variable, con un prom edio de 120 días. La elim inación del plom o ocurre sobre todo por filtra­ ció n renal. D ebido que sólo una porción pequeña del p lo ­ m o corporal total se presenta en la circulación, el ín d ice de elim inación es lento. Dada la tasa relativam ente constan te de exp o sición y el índ ice de elim in ación lento, el plom o corporal total se acum ula durante la vida. La acu m ulación más grande ocu rre en el hueso. Además, se observa acu­

m u lación im portante en riñón, m édula ósea, eritrocitos circulantes y nervios periféricos y centrales. La toxicidad del plom o es variada y depende de la dosis (fig. 2 9 -3 ). La m ayor parte de los efectos tóxicos son resul­ tado de la un ión con proteínas, lo que ocasiona cam bio en la estructura y función. Los efectos neurológicos del plom o son de particular im portancia. La exposición al plom o pro­ duce encefalopatía caracterizada por edema cerebral e isque­ mia. E l envenenam iento grave con plom o origina estupor, convulsiones y com a. E n la exposición a concentraciones m enores, tal vez no se presenten estos síntom as. Sin embar­ go, la exposición baja quizá desencadene efectos subclínicos tipificados por cam bios conductuales, hiperactividad, trastorno de déficit de atención y descenso en las evalua­ ciones del cociente de inteligencia. Al parecer los niños son los más sensibles a estos efectos 9 y, en Estados Unidos, en la actualidad se realizan evaluaciones para envenenam iento con plom o antes de entrar a la escuela. Las concentraciones más elevadas de exposición se relacionan con desm ieliniza­ ción de los nervios periféricos, lo que ocasiona una dism i­ nu ción en la velocidad de la conducción nerviosa. E l plom o es un potente inhibid or de m uchas enzim as. Esta in h ib ición m edia m uchos efectos tóxicos. Cabe desta­ car los efectos sobre el m etabolism o de la vitam ina D y la ruta sintética del hem o. Esto produce cam bios en el hueso y m etabolism o del calcio y anem ia. En la exposición exce­ siva, se observa d ism inución en las concentraciones séri­ cas de 25-h id roxi y 1,25-dihidroxivitam ina D. La anem ia surge principalm ente por in h ib ición de la ruta sin tética del hem o, que ocasiona increm entos en la con cen tració n de varios interm ediarios de esta ruta, entre los que se inclu yen el ácido am inolevulínico y la protoporfirina. Los increm entos en la protoporfirina producen con cen tracio­ nes elevadas de protoporfirina de cin c en los eritrocitos circulantes. La protoporfirina de cin c es un com puesto bastante fluorescente. La m edición de esta fluorescencia es ú til para valorar la toxicidad del plom o. E l aum ento en el ácido am inolevulínico urinario constituye un indicador m uy sensitivo y específico de la toxicidad con plom o que se correlaciona en buena medida con las concen traciones sanguíneas. O tro hallazgo h em ato lóg ico es la p resen cia de manchado basofílico en los eritrocitos com o resultado de la in h ib ición de la nucleotidasa pirim idina eritrocítica. Esta enzim a es responsable de la elim inación del DNA residual después de la extru sión del núcleo. E l m anchado basofílico es un indicador sensible a la exposición con plom o. La exp o sición excesiva al plom o está relacionada con hipertensión , carcinogénesis, defectos al n acer y afección a la inm unidad. E l plom o causa diversos efectos renales tó x ico s .18 Los estados iniciales se vincu lan con d isfunción tubular, que producen glucosuria, am inoaciduria e hiperfosfaturia. Los estados avanzados se relacionan con atrofia tubular y fibrosis glomerular. La fibrosis llega a dism inuir el ín d ice de filtración glomerular. E l tratam iento del envenenam iento co n plom o im plica la elim in ación de la exposición y la terapia con queladores terapéuticos, com o ácido etilendiam inotetracético (EDTA) y ácido d im ercap tosuccínico (D M SA ). Estas sustancias son capaces de elim inar el plom o del tejid o blando y óseo

CAPÍTULO 29 ■ TOXICOLOGÍA

Niños

Concentración de plomo en la sangre (Ng Pb/dl)

t

595

Adultos

Muerte« «Encefalopatía Encefalopatía! Nefropatía» Anemia franca»

«Anemia franca »Reducción de la longevidad

Cólico» Síntesis de hemoglobina Metabolismo de la vitamina D i»

30

Velocidad de la conducción del nervio 1»

20

Síntesis de hemoglobina ¿ ~~Neuropatías periféricas Infertilidad (hombres) Nefropatía r Presión sanguínea < sistólica (hombres) T L Acuidad ael oído l »Eritrocito protoporfirina (hombres) T

i Eritrocito protoporfirina (mujeres) T

Eritrocito protoporfirina T I ■ Metabolismo de la vitamina D (? )T J

Toxicidad de desarrollo i

Cl In Oído i 1 Crecimiento iTransferencia transplacentaria <

10

T Aumento de la función

• Hipertensión (?) T

i Disminución de la función

FIGURA 29-3. Comparación de los efectos del plomo en niños y adultos. (Reimpresa de Royce SE y Needleman HL, eds. Case Studies in Environmental Medicine: Lead Toxicity, Washington, D.C.: U.S. Public Health Service, ATSDR, 1990.) por form ación de com plejos de peso m olecular b ajo y alta afinidad, que se depuran por filtración renal. La eficacia de esta terapia se determ ina por m onitoreo de la con cen tra­ ció n urinaria de plom o. La valoración de la carga corporal total de envenena­ m ien to por plom o se logra de m e jo r m an era p o r la deter­ m inación cuantitativa de la con cen tració n de plom o en la sangre entera. El uso de la orina tam bién es válido, pero se correlaciona de m anera más estrecha con el grado de expo­ sición reciente. Se debe tener cuidado durante la obtención de la m uestra para asegurar que ésta no se contam in e con fuentes exógenas. Con este propósito, se recom iendan los recipientes libres de plomo. Es posible utilizar varios m étodos para m edir la co n ­ cen tración de plom o. E n ocasiones se em plean reacciones crom ogénicas y m étodos volu m étricos de tira anódica, pero carecen de utilidad clínica debido a la falta de sen­ sibilidad analítica. E n la actualidad, la espectrofotom etría de absorción atóm ica (EAA) con horno de grafito es el m étodo m ás frecuente.

Mercurio El mercurio es un metal que existe en tres formas: elemental (líquido a temperatura ambiente), sales inorgánicas o como com ponente de compuestos orgánicos. La exposición ocurre

sobre todo por inhalación e ingestión. El consum o de alimen­ tos contaminados constituye la principal fuente de exposición en la población general. La inhalación e ingestión accidental de formas inorgánicas y orgánicas en entornos industriales representa la razón más habitual de las concentraciones tóxi­ cas .19 Cada forma de mercurio tiene diferentes características toxicológicas. E l m ercurio elem ental (Hg°) se ingiere sin efectos im portantes. La in h alación de m ercurio elem ental resulta in sig n ifican te debido a su p resió n de vap or baja. E l m ercurio catiónico (Hg2+) es m oderadam ente tó xico. El m ercurio orgánico, com o el m ercurio de m etilo (C H 3Hg+), es m uy tó x ic o .20 C onsiderando que la vía de exposición más frecuente al m ercurio es por ingestión, el factor pri­ m ario que determ ina la toxicidad es la absorbancia gastro­ intestinal. El m ercurio elem ental no se absorbe en gran medida debido a su naturaleza líquida viscosa. E l m ercurio inorgá­ nico sólo se absorbe en forma parcial. Este últim o, aunque no se absorbe de m anera significativa, presenta toxicidad local im portante en el tracto gastrointestinal. La porción que es absorbida se distribuye uniform em ente a todo el cuerpo. Las form as orgánicas del m ercurio se absorben con rapidez y eficiencia por difusión pasiva. E l m ercurio orgá­ nico sistém ico se divide en com partim ientos hidrofóbicos. Esto ocasiona concentraciones elevadas en el cerebro

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

y en los nervios periféricos. En estos com partim ientos lipofilicos, el m ercurio orgánico se biotransform a al estado divalente, lo que perm ite que se una a proteínas neuronale s .21 La elim inación de m ercurio sistém ico ocurre sobre todo por filtración renal de las especies con peso m olecu­ lar b ajo o en estado libre (ionizad o). Puesto que la m ayor parte del m ercurio se encuentra unido con proteínas, el índice de elim inación es lento. P or tanto, la exposición cró n ica ejerce un efecto acum ulativo. La toxicidad del m ercurio es resultado de la unión con proteínas, lo que genera cam bio en la estructura y función. La consecuencia más im portante de esta in teracción es la in h ib ición de m uchas enzimas. La unión con proteínas intestinales después de la ingestión de m ercurio inorgá­ nico ocasiona alteraciones gastrointestinales agudas. La ingestión de cantidades m oderadas tal vez produzca dia­ rrea sanguínea grave debido a la ulceración y necrosis del tracto gastrointestinal. En casos graves, es posible que esto conduzca a estado de choque y m uerte. La porción absorbida de m ercurio inorgánico ingerido afecta m uchos órganos. Entre los hallazgos clínicos se encuentran taqui­ cardia, tem blores, tiroiditis y, sobre todo, interrupción de la fu nción renal. E l efecto renal está relacionado con proteinuria glom erular y pérdida de la fu nción tubular. El m ercurio orgánico tal vez ejerza un efecto renal a concen­ traciones elevadas de exposición. Sin embargo, los síntom as neurológicos son los efectos tóxicos prim arios de esta for­ ma hidrofóbica. La exposición moderada causa tem blores, cam bios de conducta, lenguaje en m urm ullos y pérdida del equilibrio. Los valores elevados de exposición ocasionas hiporreflexia, hipotensión, bradicardia, disfunción renal y m uerte. E l análisis de mercurio es por absorción atóm ica, con sangre entera u una alícuota de una m uestra de orina de 2 4 horas o voltam etría de tira anódica. El análisis de m ercu­ rio por absorción atóm ica requiere técnicas especiales com o resultado de la volatilidad del m ercurio elemental.

Pesticidas Los pesticidas son sustancias que se agregan de m anera intencio nal al am biente para m atar o dañar una form a de vida indeseable. Los pesticidas se clasifican en varias cate­ gorías, com o insecticid as y herbicidas. Estos agentes llegan a aplicarse para el con trol de la enferm edad por vectores y pestes urbanas, y para m ejorar la productividad agrícola. Los pesticidas se encuentran en entornos laborales y en casa. P or tanto, existen oportunidades frecuentes para la exposición. La contam in ación de alim entos es la p rin ci­ pal vía de exp o sición para la población general. La in h ala­ ció n , absorción transdérm ica e ingestión com o resultado del con tacto m ano a b oca son vías de exp osición laboral y accidental habitu ales .22 E n condiciones ideales, las acciones de los pesticidas serían sobre el blanco específico. Por desgracia, la mayor parte no son selectivos y producen efectos tóxicos en m uchas especies distintas al objeto, que incluyen a los seres hum a­ nos. Los pesticidas aparecen en m uchas form as diferentes con un amplio rango de posibles efectos tó xicos .23 Aún no se aclaran los efectos en la salud de la exposición moderada a corto plazo de la mayor parte de estos agentes. La exposi­ ción moderada pero prolongada a concentraciones bajas tal

vez produzca estados de enfermedad crónica. La exposición a valores elevados es de preocupación primordial, porque quizá produzca estados de enfermedad agudos o muerte. Las víctim as más frecuentes del envenenam iento agudo son las personas que aplican pesticidas y no tom an las precau­ ciones apropiadas para evitar la exposición. La ingestión en casa por niños tam bién es frecuente. Además, la ingestión de pesticida constituye un vehículo habitual de suicidio. E xiste amplia variación en la configuración quím ica de los pesticidas, que va de las sales sim ples de m etales pesados a com plejos com puestos orgánicos de elevado peso m olecu­ lar. Los insecticidas son los pesticidas más frecuentes. De acuerdo con la configuración quím ica, los organofosfatos, carbam atos e hidrocarburos halogenados son los in sectici­ das más com unes. Los organofosfatos son los pesticidas más abundantes y son responsables de alrededor de una tercera parte de todos los envenenam ientos por pesticidas. Los organofosfatos y carbam atos funcionan a través de la in h ib ición de la aceticolinesterasa, una enzim a presente en insectos y m am íferos. En estos últim os, la acetilcolina es un neurotransm isor que se encuentra en los nervios central y periférico. Es responsable, tam bién, de estim ular las células m usculares y varias glándulas endocrinas/exocrinas. Las acciones de la acetilcolin a se finalizan por las acciones de la acetilcolinesterasa postsináptica unida a la m em brana. La in h ib ición de esta enzim a por estos agentes ocasiona la presencia prolongada de la acetilcolina sobre su receptor, lo cual produce un am plio rango de efectos sistém icos. La exposición a concentraciones b ajas se relaciona con salivación, lagrim eo, y m icción y defecación involun­ tarias. La exposición a valores elevados produce bradicar­ dia, con tracció n muscular, calam bres, apatía, lenguaje mal articulado y cam bios en la conducta. Además, es posible que ocurra m uerte debido a insuficiencia respiratoria. Los organofosfatos absorbidos se u nen con alta afinidad a diversas proteínas, com o la acetilcolinesterasa. La unión con proteínas im pide el análisis directo de los organofosfa­ tos. De este m odo, la exposición se evalúa directam ente por la m edición de la inhibición de la acetilcolinesterasa. Se ha encontrado que la inhibición de esta enzim a constituye un indicador sensible y específico de la exposición a organo­ fosfatos. Debido a que la acetilcolinesterasa es una enzim a de unión con la m em brana, la actividad sérica es baja. Para aum entar la sensibilidad analítica de este ensayo, a m enudo se utilizan eritrocitos con elevada actividad superficial. Sin embargo, la evaluación de la actividad de la acetilcolineste­ rasa eritrocítica para la detección de la exposición a organo­ fosfatos no está disponible de manera habitual a causa de la baja dem anda y la falta de un m étodo automatizado. La prueba alternativa que se ha vuelto más a menudo dis­ ponible es la m edición de la actividad de la seudocolinesterasa sérica (SC hE). Esta enzima es inhibida por organofosfatos de una manera similar a la enzima eritrocítica. Sin embargo, a diferencia de la enzima eritrocítica, los cambios en la activi­ dad sérica de la SChE carecen de sensibilidad y especificidad para la exposición a organofosfatos. La seudocolinesterasa se encuentra en el hígado, páncreas, cerebro y suero. La función biológica de esta enzima no está bien definida. En presencia de infección aguda, embolismo pulmonar, hepatitis y cirro­ sis, llega a observarse disminución en los valores de la SChE.

CAPÍTULO 29 ■ TOXICOLOGÍA

Además, existen diversas variantes de esta enzima que m ani­ fiestan reducción de la actividad. De este modo, los decre­ mentos en la SChE no son específicos del envenenamiento con organofosfatos. E l rango de referencia normal de SChE se encuentra entre 4 0 0 0 y 1 2 00 0 U/L. La variación intraindividual (el grado de variación en un individuo promedio) es de alrededor de 700 U/L. O curren síntom as relacionados con la toxicidad de los organofosfatos ante una reducción de alrede­ dor de 40% en la actividad. U n individuo con SChE normal en el lado alto del rango de referencia norm al y que ha estado expuesto a concentraciones tóxicas de organofosfatos aún lle­ ga a presentar actividad de la SChE dentro del rango normal de referencia. Debido a estos factores, la determ inación de la actividad de SchE carece de sensibilidad en el diagnóstico del envenenamiento por organofosfatos. Por tanto, a la SC hE se le considera una prueba de valoración, por lo que se debe tomar en cuenta el contexto clínico al m om ento de interpre­ tar los resultados. Es posible instaurar terapia con antídoto inmediata en casos de sospecha de envenenamiento por orga­ nofosfatos con decremento en la actividad de la SChE. Sin embargo, la continuación de la terapia y la docum entación de dicho envenenamiento deben confirmarse por com probación de la enzima eritrocítica.

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M uchas situaciones de sobredosis son resultado de la dosi­ ficació n excesiva accidental o in ten cio n al de fárm acos far­ m acéuticos. Todos los fárm acos llegan a ocasionar efectos tó xicos a la dosis correcta. Esta secció n se centra en los fárm acos terapéuticos observados en situaciones clín icas de sobredosis.

función gastrointestinal. Además, existe una relación epide­ miológica entre la aspirina, las infecciones virales en niños (p. ej., varicela e influenza) y el inicio del síndrome de Reye. La ingesta aguda de dosis elevadas de aspirina se rela­ ciona co n varios efectos tó xico s a través de diversos m eca­ nism os d iferentes .24 Debido a que se trata de un ácido, la ingestión excesiva de salicilato se vincu la con acidosis m etabólica. Además, el salicilato es u n estim ulador direc­ to del centro respiratorio. La hiperventilación produce alcalosis respiratoria. En m u chos casos, el resultado neto es alteración acidobásica m ixta inm ediata. E l salicilato tam bién inhib e el ciclo de Krebs, lo que origina conver­ sión excesiva de piruvato a lactato. A sim ism o, a co n cen ­ traciones elevadas de exposición, los salicilatos estim ulan la m ovilización y el uso de ácidos grasos libres, lo que produce form ación excesiva de cuerpos cetón icos. Todos estos factores contribuyen a la acidosis m etabólica que quizá conduzca a la m uerte. E l tratam iento para la sobredosis inclu ye la neutralización y elim in ación del exceso de ácido y el m antenim iento del equilibrio electrolítico. Se h an estab lecid o co rrela cio n e s en tre las c o n c e n tra ­ cio n es sérica s de sa licila to s y resu ltad os tó x ico s. E stán d isp o n ib les varios m étod o s para la d eterm in a ció n cu an ­ titativa del sa licila to en suero. Los m étod o s c o n cro m a­ tografía de gases o líqu id a p ro p o rcio n an la sen sib ilid ad y esp ecificid ad an a lítica s m ás elevadas, pero n o se e n co n ­ tró u tilid ad c lín ic a debido a lo co sto s del equ ipo y la d ificu ltad técn ica . Hay vario s m étod o s de in m u n o an á­ lisis d isp o n ib les; el m ás frecu en te es u n an álisis cro m og én ico co n o cid o com o reacción de Trinder, en el que el sa licila to re a ccio n a co n el n itra to fé rrico para form ar u n co m p lejo coloread o que luego se evalúa p o r m ed ios esp ectro fo to m étrico s.

Salicilatos

Acetaminofeno

La aspirina (ácido acetilsalicílico) es un fármaco analgésico, antipirético y antiinflamatorio utilizado con frecuencia. Fun­ ciona a través de la reducción de la form ación de tromboxano y prostaglandina mediante la inhibición de ciclooxigenasa. A la dosis recomendada, existen varios efectos adversos nota­ bles, com o la interferencia con la agregación plaquetaria y la

E l acetam inofeno, sea solo o en com bin ació n co n otros com puestos, es u n fárm aco analgésico utilizado de form a habitual. E n su jetos sanos, las d osificaciones terapéuticas tien en pocos efectos adversos. Sin em bargo, la sobredosis de acetam inofeno está relacionada con hepatotoxicidad grave (fig. 2 9 -4 ).

TOXICOLOGÍA DE LOS FÁRMACOS TERAPÉUTICOS

Horas después de la ingestión

FIGURA 29-4. Nomograma de Rumack-Matthew. Predicción dei daño hepático inducido por acetaminofeno basado en la concentración sérica. (Reimpresa con autorización de Rumanck BH y Matthew H, Acetaminophen poisoning and toxicity. Pediatrics, 1975;55:871.)

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

E l acetam inofeno absorbido se une con alta afinidad a varias proteínas, lo que da com o resultado una baja fracción libre. De este m odo, la filtración renal del fárm aco padre es m ínim a. La m ayor parte se elim ina por captación hepática, biotransform ación, conjugación y excreción. E l acetam i­ nofeno sigue distintos cam inos diferentes a través de este proceso; cada uno con form ación de un producto diferente. La ruta de m ayor preocupación es el sistem a hepático oxi­ dasa de función m ixta. En este sistem a, el acetam inofeno prim ero se transform a a interm ediarios reactivos, que lue­ go se conjugan con glutationa reducida. E n situaciones de sobredosis, la glutationa disminuye, aunque los interm edios reactivos se siguen produciendo. Esto ocasiona acum ula­ ción de interm ediarios reactivos dentro de la célula. Debido a que algunos interm ediarios son radicales libres, se produ­ ce un efecto tóxico en la célula que conduce a necrosis del hígado, el órgano en el que ocurren estas reacciones .25 E l m arco tem poral para el com ienzo del daño a los hepatocitos es relativam ente prolongado. E n un adulto prom edio, los indicadores séricos de daño hepático no se vuelven anorm ales hasta tres a cin co días después de la ingestión de una dosis tóxica. Los síntom as in iciales de la toxicid ad por acetam inofeno son vagos, no específi­ cos y no predicen necrosis hepática. Se ha determ inado la con cen tració n sérica del acetam inofeno que ocasiona d ism inu ción de la glutationa en un adulto prom edio. Por desgracia, el acetam inofeno se elim ina con rapidez del suero y su d eterm inación suele realizarse m uchas horas después de la ingestión. En estas situaciones, se d escono­ ce si se presentaron con centraciones tóxicas de acetam i­ n ofen o en algún m om ento anterior. Para ayudar en esta situ ación , están disponibles m onogram as que predicen hepatoxicidad con base en las con cen tracio n es séricas de acetam inofeno en un m om ento cono cid o después de la ingestión. Además, se debe destacar que los consum idores asiduos cró n ico s de etanol m etabolizan el acetam inofeno a un índ ice m ás rápido que el prom edio, lo que produce una form ación más rápida de interm ediarios reactivos y m ayor posibilidad de dism inu ción de glutationa a una dosis más b aja que la norm al. Por tanto, los pacientes alcoh ólicos son m ás susceptibles a la toxicidad por acetam inofeno, lo que hace que resulte inapropiado el em pleo de u n m ono­ gram a para la interpretación en estos p acien tes .26 E l m étodo de referencia para la cuantificación del acetam inofeno en suero es la cromatografía líquida de alta resolu­ ción. Sin embargo, este método no suele utilizarse en clínica debido a que es costoso y plantea dificultad técnica. E n la actualidad, el inm unoanálisis es el m étodo analítico que más se utiliza para la determ inación del acetam inofeno sérico. Los sistem as de inm unoanálisis de la enzim a com petitiva y de la polarización fluorescente son los más empleados.

TOXICOLOGÍA DE FÁRMACOS DE ABUSO La valoración del abuso de fárm acos es de interés m édico por m uchas razones. E n la sobredosis de un fárm aco, resul­ ta esencial identificar el agente responsable para asegurar el tratam iento apropiado. De m anera sim ilar, la identifica­ ción del abuso de fárm acos en situaciones sin sobredosis

proporciona una razón para el tratam iento de la adicción. Por estas razones, a m enudo se realizan pruebas de abuso de fárm acos. Por lo general, esto im plica la valoración de una sola m uestra de orina para m uchas sustancias a través de procedim ientos de evaluación cualitativa. E n la m ayor parte de los casos, este procedim iento sólo detecta el uso reciente del fárm aco. Por tanto, con la abstinencia de dura­ ción relativam ente corta, tal vez no se identifique a m uchos pacientes con abuso. Además, un exam en de fárm aco posi­ tivo no diferencia entre el uso ocasional y el abuso crónico. Por lo general, la identificación del abuso cró n ico im plica varios resultados positivos de la prueba en con ju n to con evaluación clínica. De m anera sim ilar, un exam en positivo del fárm aco no determ ina el m arco tem poral o la dosis de fárm aco ingerida. E l abuso de fárm acos o sobredosis llega a ocurrir con sus­ tancias de prescripción, sin receta o ilícitas. E l centro de este análisis gira en torno a sustancias con potencial adictivo. El uso de drogas para propósitos recreativos o m ejo ­ ría del desem peño es relativam ente frecuente. E n Estados U nidos, el N ational Institute on Drug Abuse inform a que alred ed or del 3 0 % de la p o b la ció n m ayor de 15 añ os de edad ha usado una droga ilícita. Las pruebas de abuso de dro­ gas se volvieron lugar com ún en el am biente profesional, industrial y atlético. Las medidas punitivas potenciales relacionadas con estas pruebas conllevan u ocasionan un litigio civil o crim inal. Por tanto, el laboratorio debe ase­ gurarse que los datos sean adm isibles y defendibles desde el punto de vista legal. Esto requiere el uso de m étodos analíticos validados com o exactos y precisos. Adem ás, se necesita d ocu m en tación de seguridad de la m uestra. Se establecerán protocolos y procedim ientos que prevengan y descubran ad ulteración de la m uestra para prevenir la d etección de la droga. E n con d iciones norm ales, se realiza m ed ición de la tem peratura, el pH, la gravedad específica y la creatinina urinarios para asegurar que estas m uestras no se diluyeron ni trataron con sustancias que interfieran con las pruebas. La recolección de la m uestra se vigilará y una cadena de custodia establecida servirá para brindar resguardo contra el intercam bio de la m uestra. Las pruebas de abuso de fárm acos se realizan por varios m étodos. Por lo general, se em plea un m étodo de valoración y confirm ación de dos titu lacion es .27 Los pro­ cedim ientos de valoración serán sen cillo s, rápidos, e co ­ nóm icos y capaces de autom atización. A m enudo se les con o ce com o pruebas d e la m ancha. E n térm inos generales, los procedim ientos de valoración cu entan con buena sen­ sibilidad analítica co n especificidad m arginal; un resulta­ do negativo descarta u n analito con un grado razonable de certeza. E stos m étodos suelen detectar clases de fárm acos con base en las sim ilitudes en la configu ración quím ica. Esto perm ite la d etección de com puestos padre y sus co n ­ géneres, que tienen efectos sim ilares. Dado que m u chos fárm acos de diseñador son form as m odificadas de fárm a­ cos de abuso establecidos, estos m étodos in crem en tan el ám bito del proceso de valoración. Una desventaja de este tipo de análisis es que detecta, tam bién, sustancias relacio­ nadas desde el punto de vista quím ico que tienen un bajo o nulo potencial para el abuso. Por tanto, la interpretación de

CAPITULO 29 ■ TOXICOLOGÍA

CUADRO 29-4. PREVALENCIA DE FÁRMACOS DE ABUSO FRECUENTES SUSTANCIA

PREVALENCIA (% )a

Alcohol

75 a 80

Marihuana

20 a 26

Cocaína

5 a 13

Benzodiacepinas

1a 5

Barbitúricos

0.5 a 5

Opiáceos

0.1 a 2

Fencididina

0.1 a 2

Anfetam inas

0.1 a 1

Otros estimulantes

0.8 a 2

Otros sedantes hipnóticos

0.6 a 2

sEn este cuadro se proporcionan frecuencias aproxim adas de los fárm acos de abuso relevantes encontrados en el laboratorio clínico. Los valores porcentuales calculan la prevalencia del uso en individuos universitarios, los usuarios principales, quienes de acuerdo con los datos del estudio utilizaron fárm acos en los últimos 30 días, e individuos que dieron positivo en el mismo grupo de edad. (A daptado de los sitios W eb de NIDA Capsules e InfoFacts: URL http://w ww .nida.nih.gov; acceso, 12/04/04.)

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elevado grado de sensibilidad y se autom atizan co n facili­ dad. E xiste una am plia gam a de técn icas crom atográficas para la id entificación cualitativa y cu an tificación de fár­ m acos. La crom atografía de capa fina es un m étodo eco­ nóm ico para la valoración de m u chos fárm acos, y tiene la ventaja de que no se requiere instrum entación. La crom a­ tografía líquida y de gas perm ite que m ezclas com plejas de fárm acos se separen y cuantifiquen. Por lo general, estos m étodos son laboriosos y no son lo m ás adecuados para la valoración. M uchos fárm acos tienen p o tencial para el ab u so .28 Las tendencias en el abuso de drogas varían entre los luga­ res y los diferentes grupos socioecon ó m ico s. Para que un laboratorio clín ico proporcione un servicio de toxicología eficaz, se requiere el conocim iento del fárm aco o los gru­ pos de fárm acos que quizá se encontrarán en la población del p acien te que se atiende. Por fortuna, el proceso de selecció n de cuáles fárm acos se exam inarán es auxiliado por estudios nacionales en los que se identifican los fár­ m acos de abuso que se observan con mayor frecuencia en la población (cuadro 2 9-4). Esto proporciona la base para la selección de la prueba en la m ayor parte de las situaciones. Las siguientes seccion es de este capítulo se cen tran en fár­ m acos seleccionados con elevado p otencial de adicción.

Anfetaminas los resultados de la prueba positivos requiere la integración del contexto clínico y pruebas adicionales. E n las pruebas de confirm ación se utilizan m étodos que poseen sensibi­ lidad y especificidad elevadas. M uchas de estas pruebas proporcionan tanto inform ación cuantitativa com o cuali­ tativa. Las pruebas de confirm ación requieren el uso de u n m étodo diferente del em pleado en el procedim iento de valoración. E xisten varios procedim ientos analíticos generales que se em plean con frecuencia para el análisis de fárm acos de abuso. Las reacciones crom ogénicas, la gen eración de un producto coloreado de m anera habitual por una reacción quím ica, se utilizan en ocasiones com o proced im ientos de valoración. Los procedim ientos basados en inm un oanáli­ sis se usan en form a amplia com o análisis de valoración y confirm atorios. E n general, los inm unoanálisis ofrecen un

La anfetam ina y m etanfetam ina son fárm acos terapéuti­ cos em pleados en la narcolepsia y el trastorno del déficit de atención. Estos fárm acos son estim ulantes con elevado p oten cial de ab u so .29 Producen una sen sación in icial de m ayor capacidad m ental y física, ju n to con percepción de bienestar. Estos efectos in iciales son seguidos por inqu ie­ tud, irritabilidad y, quizá, psicosis. La d ism inu ción de estos efectos tardíos a m enudo es opuesta al uso co n ti­ nuo. Se desarrollan tolerancia y dependencia psicológica con el uso crónico. La sobredosis, aunque rara en usuarios experim entados, ocasiona hipertensión , arritm ias cardía­ cas, convulsiones y tal vez la m uerte. Varios com puestos relacionados desde el punto de vista quím ico con las anfe­ tam inas son com ponentes de m edicam entos sin receta, com o efedrina, seudoefedrina y fenilpropanolam ina. Estos com puestos sem ejantes a la anfetam ina son frecuentes en m ed icam entos para alergia y resfríos.

ESTUDIO DE CASO 29-2 U n caso en urgencias con diagnóstico provisional de sobredosis con un m edicam ento para el resfriado sin receta se som ete a un exam en de fárm acos. Los resul­ tados de la prueba de la posvaloración con inm u n oa­ nálisis fueron negativos para opiáceos, barbitúricos, benzodiacepinas, TH C y cocaína, pero positivos para anfetam inas. E l valor de salicilato fue 15 veces m ayor al lím ite superior del rango terapéutico. Los resultados para acetam inofeno y etanol fueron negativos.

Preguntas 1. ¿C uáles serían los resultados esperados del análisis del gas sanguíneo arterial? 2. ¿C uáles serían los resultados esperados del urianálisis de rutina? 3 . ¿C uáles son algunas de las posibles razones de que el exam en de anfetam inas sea positivo?

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUfMICA CLÍNICA

La id entificación del abuso de anfetam ina inclu ye el análisis de orina para con o cer los fárm acos de origen. Por lo general, los sistem as de inm unoanálisis se utilizan com o p roced im iento de valoración. D ebido a la variable de reac­ tividad cruzada con m edicam entos sin receta que co n tie ­ nen com puestos sem ejantes a anfetam inas, a un posible resultado por inm unoanálisis se le considera presuntivo. La confirm ación de pruebas positivas del inm unoanálisis suele realizarse por crom atografía líquida o gaseosa.

Esteroides anabólicos Los esteroides anabólicos conform an un grupo de com po­ nentes relacionados, desde el punto de vista quím ico, con la testosterona, la horm ona sexual m asculina. E stas sustan­ cias artificiales se desarrollaron en 1 9 3 0 com o terapia para el hipogonadism o en hom bres. Pronto se descubrió que el uso de estos com puestos en su jetos saludables aum enta la m asa m uscular. En m u chos casos, esto produce m ejoría en el desem peño atlético. E n estudios recientes se e n co n ­ tró que 6.5% de adolescentes varones y 11.9% de m ujeres inform aron del uso de esteroides sin p rescrip ció n .30 La mayor parte de los esteroides ilícitos se obtienen a tra­ vés del mercado negro de laboratorios clandestinos y fuentes extranjeras. La calidad y pureza de estos fárm acos son bas­ tante variables. E n la mayor parte de los casos, los efectos tóxicos agudos están relacionados con form ulación incon­ sistente, que tal vez produzca dosificaciones e impurezas elevadas. Varios efectos físicos y fisiológicos se relacionan con el abuso de esteroides. E l uso crónico se vincula con hepatitis tóxica. Además, se relaciona con arterosclerosis acelerada y agregación anormal de plaquetas, que predispo­ nen al derrame cerebral e infarto al miocardio. Además, el abuso de esteroides causa agrandamiento del corazón. En este trastorno, las células m usculares cardíacas se desarro­ llan más rápido que la vasculatura relacionada. Es posible que esto conduzca a isquemia de las células musculares del corazón, lo que predispone a arritmias cardíacas y posible m uerte repentina. En hom bres, el uso crónico de esteroides se relaciona con atrofia testicular, esterilidad e impotencia. E n m ujeres, causa desarrollo de rasgos m asculinos, reduc­ ción del pecho y esterilidad. La identificación de los individuos con abuso de este­ roides m ediante pruebas de laboratorio se lim ita a los m étodos crom atográficos. Se em plean los sistem as de gas y líqu id o .31 La crom atografía de gases con esp ectrofotom e­ tría de m asas es el m étodo más em pleado.

Canabinoides Los canabinoides constitu yen un grupo de com puestos de psicoactivos encontrados en la m arihu ana .32 De éstos, el tetrahid rocanabinol (T H C ) es el m ás potente y abundante. La m arihuana o su producto procesado, el hach ís, se fuma o ingiere. U na sen sación de bienestar y euforia es el efecto subjetivo de la exposición. Además, está relacionada con deterioro de la m em oria a corto plazo y la fu nción in te­ lectual. Aún no se establece con claridad los efectos del uso cró n ico . La sobredosis no se relaciona con resultados

tóxicos fisiológicos específicos. Tal vez se desarrollen tole­ rancia y ligera dependencia con el uso cró n ico . La TH C es una sustancia lipofílica, que se elim ina con rapidez de la circu lación por difusión pasiva dentro de com partim ientos hidrofóbicos, com o el cerebro y la grasa. E sto ocasiona la elim inación lenta com o resultado de la d istribución inver­ sa a la circulación y el posterior m etabolism o hepático. La vida m edia del TH C en la circu lación es de un día después de u n solo uso, y de tres a cin co días en con ­ sum idores habituales crónicos. E l m etabolism o hepático del TH C genera vario s p ro d u ctos q ue se e lim in a n sob re todo por la orina. E l metabolito urinario principal es el ácido 11 -nor-A-tetrahidrocanabinol-9-carboxílico (T H C -C O O H ). Es posible detectar este m etabolito en orina durante tres a cin co días después de un solo uso o hasta por cuatro sem anas en un consum idor habitual cró n ico después de la abstinencia. Los inm unoanálisis para el TH C -C O O H representan la base de la prueba de valoración para el co n ­ sum o de m arihuana. Para la confirm ación, se utiliza cro­ m atografía de gases con espectrom etría de m asas. Am bos m étodos son sen sibles y específicos. D ebido al b ajo lím ite de d etección de estos m étodos, es posible en con trar TH C CO O H en orina com o resultado de la in h alación pasiva. Se establecieron estándares de con cen tració n urinaria para diferenciar entre inh alación pasiva y directa.

Cocaína La cocaína es un anestésico local efectivo con pocos efec­ tos adversos a con cen tracio n es terapéuticas. A valores cir­ culantes m ás elevados, representa un potente estim ulador del SN C que desencadena una sen sación de excitación y euforia .33 La cocaína es un a sal alcaloide que se adm inistra directam ente (p. ej., por insuflación o iny ección intrave­ nosa) o se inhala com o vapor cuando se fuma en la form a de base libre (cra ck ). Tiene un alto potencial de abuso. La vida m edia de la cocaína circulante es breve: 0 .5 a 1 hora. La toxicidad aguda de la cocaína está relacionada con hipertensión, arritm ia, ataques e infarto al m iocardio. Los efectos subjetivos y tóxicos son evidentes cuando las con cen tracio n es circulantes aum entan. D ebido a su vida m edia breve, el m antenim iento de los efectos subjetivos en un solo período prolongado requiere dosificaciones repetidas de cantidades crecientes. Por tanto, no es p osi­ ble establecer correlaciones entre la con cen tració n sérica y los efectos subjetivos o tóxicos. D ebido a que el ín d ice de cam bio es m ás im portante que la con cen tració n sérica, un factor prim ario que determ ina la toxicid ad de la cocaína es la dosis y vía de ad m inistración; por vía intravenosa im plica el riesgo m ás grande, seguida de cerca por la form a que se fuma. La vida m edia de la cocaína es resultado de la rápida h idrólisis hepática de los m etabolitos inactivos. É sta es la p rincipal ruta de elim inación. Sólo una pequeña porción del fárm aco de origen se encuentra en la orina después de la ad m inistración de una dosis. E l producto prim ario del m etabolism o hepático es la benzoilecgonin a, que se elim ina la m ayor parte por la orina. La vida m edia de la benzoilecgonin a es de cuatro a siete horas. La presencia

CAPÍTULO 29 ■ TOXICOLOGÍA

de este m etabolito en la orina es u n indicador sen sible y específico del uso de cocaína. Se le detecta en orina duran­ te tres días después de un solo uso. E n usuarios habituales cró n ico s, tal vez se encuentre en orina durante hasta 20 días después de la últim a dosis. E l proced im iento de valo­ ración principal para la id en tificación del uso de cocaína es la d etección de la benzoilecgonin a en orina m edian­ te inm unoanálisis. La prueba de confirm ación se realiza m ediante crom atografía de gases con espectrom etría de masas.

Opiáceos Los opiáceos son una clase de sustancias capaces de analge­ sia, sed ación y anestesia .34 Se derivan de sustancias extraí­ das de la am apola del opio o se relacionan desde el punto de vista quím ico con éstas. Las sustancias que se producen de m anera natural inclu yen el opio, la m orfina y la codeína. La heroína, hidrom orfona (D ilaudis) y la oxicod ona (Percodan) son form as quím icam ente m odificadas de los opiáceos que ocurren en form a natural. La m eperidina (D em erol), m etadona (D olop ina), propoxifeno (D arvon), pentazocina (Talw in) y fentanil (Sublim aza) constituyen los opiáceos sin téticos m ás com unes. Los opiáceos poseen elevado p otencial de abuso. E l em pleo cró n ico cond u ce a tolerancia co n dependencia física y psicológica. La sobredosis aguda se presenta con acidosis respiratoria debido a la depresión de los centros respiratorios, m ioglobinuria y tal vez increm en to en los indicadores séricos del daño cardiaco (C K M B ), troponina). La sobredosis de opiáceos a una con cen tració n elevada llega a producir la m uerte cau­ sada por insu ficiencia cardiopulm onar. E l tratam iento de la sobredosis inclu ye el uso de n aloxona, un antagonista del opiáceo. Por lo general, las pruebas para opiáceos implican la detec­ ción inicial (valoración) por inm unoanálisis. La mayor par­ te de los inmunoanálisis están diseñados para detectar sobre todo morfina y codeína. Sin embargo, la reactividad cruzada com o resultado de similitudes en la estructura química per­ m ite la detección de m uchos de los opiáceos: que ocurren de manera natural, modificados quím icam ente y sintéticos. La cromatografía de gases con espectrometría de masas es el m étodo confirmatorio de elección.

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h ep ático form a varios produ ctos. La id e n tifica ció n del abuso de PC P se realiza a través de d etecció n del fárm a­ co de origen en la orina. E n usu arios h ab itu ales cró n ico s, es po sible d etectar la PCP entre siete y 3 0 días después de la ab stin en cia. E l in m u n oan álisis se u tiliza com o p ro ­ ced im ien to de valoración . La crom atografía de gases con esp ectrom etría con stitu y e el m étod o con firm atorio.

Hipnóticos sedantes M u chos fárm acos terap éu ticos se clasifican com o h ip ­ n ó tico s sed an tes o tran qu ilizantes. Todos los m iem bros de esta clase son depresivos del SN C. T ien en u n am plio rango de fu n cio n es terapéuticas y se les u tiliza c o n fre­ cu en cia. La m ayor parte de estos fárm acos tien e p o ten ­ cial de abuso, que va de elevado a b a jo . E stos fárm acos se han vu elto disponibles para el uso ilegal a través de la d esv iación de las fuen tes aceptadas. Los b arb itú rico s y las ben zo d iacep in as son los tipos m ás frecu entes de h ip n ó tico s sed antes de abuso. A unque los b arb itú rico s cu en tan co n m ayor p o ten cial de abuso, las b en z o d iace­ pinas se en cu en tra n co n m ayor frecu en cia en situ acion es de abuso y sobred osis. Al p arecer esto es resultado de la d isponibilidad . E x isten m u ch os fárm acos in divid uales dentro de la clasificació n de b a rb itú rico s y b en zo d iacep i­ nas. E l seco b arb ita l, fen to barb ital y fen ob arb ital son los b a rb itú rico s de m ayor abuso. E l diacepam (V alium ), el clord iacep ó xid o (L ib riu m ) y el loracep am (A ctivan) son las b en zo d iacep in as m ás em pleadas para abuso. E n la sobredosis con hipnóticos sedantes, al principio se presen­ ta letargía y discurso m al articulado, que llega a progresar co n rapidez a com a. La depresión resp iratoria es el efecto tó xico m ás im portante de la m ayor parte de estos agentes. E n ocasiones, ocurre hipotensión con los barbitúricos. La to xicid ad de m u ch os de estos agentes se p o ten cia por el etanol. E l inm unoanálisis es el proced im iento de valoración m ás frecu ente para barbitúricos y benzodiacepinas. La am plia reactividad cruzada dentro de los m iem bros de cada uno de los grupos perm ite la d etección de m uchos fárm acos individuales. Para la prueba de confirm ación, es p osible utilizar crom atografía líquida o de gases.

RESUMEN Fenciclidina La fen ciclid in a (P C P ) es un fárm aco ilícito co n propieda­ des estim u lan tes, depresivas, an estésicas y alucinógen as. P osee u n elevado p o ten cial de abuso. C o n frecu en cia se observan efectos adversos a dosis que p ro d u cen los efectos su b jetiv os deseados, com o ag itació n , hostilid ad y paranoia. La sobredosis está relacionad a con estupor y com a. La PC P se ingiere o se in hala al fum ar tabaco o m arihu ana que con tien e PCP. Se trata de u n fárm aco lipofílico que se d istribuye co n rapidez dentro de la grasa y el cerebro. La elim in ació n es len ta com o resultado de la dis­ trib u ció n dentro de la circu la ció n y el m etab olism o h ep á­ tico . A lrededor de 10 a 15% de una d osis ad m inistrad a se elim ina de m anera intacta p o r la orina. E l m etabolism o

Los casos de envenenam iento representan una cantidad im portante de adm isiones hospitalarias y visitas a con su l­ torio m éd ico s .35 E l laboratorista clín ico desem peña varios papeles que afectan el resultado del pacien te en estos casos. La id entificación y cu antificación de la toxina es una res­ ponsabilidad prim aria. Además, es necesario que el labo­ ratorista se encuentre listo para sugerir procedim ientos de com probación que contribuyan a definir el diagnóstico y proporcionen una base para el m onitoreo de la eficacia de la terapia. E l sum inistro de u n servicio de toxicología clín ico eficaz requiere la com prensión de la po blació n de p acien tes a la que se atiende y un a com p ren sión básica de los m ecanism os tó xicos de los venenos que a m enudo se en cu en tran .36

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUIMICA CLÍNICA

P R E G U N T A S 1. Se inform a que el com puesto A tiene una LD 50 oral de 5 mg/kg de peso corporal; el com puesto B tiene una LD 50 oral de 5 0 mg/kg de peso corporal. De las siguientes afirm aciones co n respecto a la toxicidad relativa de estos dos com puestos, ¿cuáles son V ER ­ DADERAS? a) La ingestión de cantidades b ajas del com puesto A predeciría que causa más m uertes que una dosis equivalente del com puesto B. b ) Se esperaría que la ingestión del com ponente B no produzca efectos tó xicos a dosis m ayores que 100 mg/kg de peso corporal. c) N i el com puesto A n i el com puesto B son tóxicos a cu alquier valor de exp o sición oral. d ) E l com puesto A se absorbe con m ayor rapidez del tracto gastrointestinal que el com puesto B. e) Se predeciría que el com puesto B es más tó xico que el com puesto A si la vía de exp o sición fue transdérm ica. 2. ¿C uál de las siguientes afirm aciones d escribe de m ejo r m anera la T D J0 de un com puesto? a) La d osificación de una sustancia que es letal para el 50% de la población. b ) La d osificación de una sustancia que produciría beneficio terapéutico en 50% de la población. c) La d osificación de una sustancia que se esperaría que cause un efecto tó xico en 50% de la pobla­ ción. d) E l po rcen taje de individuos que experim entarían una respuesta tóxica a 50% de la dosis letal. e) E l porcentaje de la población que experim entaría una respuesta tóxica después de una d osificación oral de 5 0 mg. 3. De los siguientes m étodos analíticos, ¿cuál es el más utilizado com o m étodo confirm atorio para la identifi­ cación de fárm acos de abuso? a) C olorim etría diferencial con escaneo. b ) E lectrodo específico del ion. c) Crom atografía de gases con espectrom etría de masas. d) Inm unoanálisis. e) N efelom etría. 4. U na toxina ácida débil (pk = 4 .0 ) que se ingiere: a) No será absorbida porque está ionizada. b ) No será absorbida a m enos que esté presente un transportador específico. c) Será absorbida de m anera pasiva en el colon (pH = 7 .5 ). d.) Será absorbida de m anera pasiva en el estóm ago (pH = 3 .0 ). e) Será absorbida sólo si se ingiere una base débil al m ism o tiem po.

DE

R E P A S O

5. ¿Cuál es el producto prim ario del m etabolism o del m etanol por el sistem a alcohol-ald ehid o deshidroge­ nasa? a) Acetona. b) A cetaldehído. c) Á cido oxálico. d) Form aldehído. e)' Ácido fórm ico.

6 . ¿Cuáles de las siguientes afirm aciones respecto a la toxicidad del cianuro son VERDADERAS? fl) La inhalación del hum o de plástico en com bustión es una causa frecuente de exposición a cianuro. b) E l cianuro es un com puesto relativam ente no tó xico que requiere exp o sición cró n ica para pro­ ducir u n efecto tóxico. c) E l cianuro expresa su toxicidad por in h ib ició n de la fosforilación oxidativa. d) Todas las anteriores son verdaderas. e) Solo a y c son verdaderas. 7. ¿Cuál de los siguientes resultados de laboratorio serían consistentes con la exp o sición oral aguda a una con cen tració n elevada a una form a inorgánica del m ercurio (Hg2+)? a) C o ncen traciones elevadas de m ercurio en sangre entera y orina. b) Proteinuria. c) Sangre ocu lta positiva en las heces. d) Todas las anteriores son verdaderas. e) Todas las anteriores son falsas.

8. U n niño se presenta con anem ia hipocróm ica m icrocítica. E l m édico sospecha anemia por deficiencia de h ie­ rro. Las pruebas adicionales de laboratorio revelan una capacidad norm al de hierro sérico total y de unión con hierro; sin embargo, la concentración de protoporfirina de cinc fue m uy elevada. E l exam en urinario para por­ firinas fue positivo. E n el m anchado basofílico eritrocítico se observó una m ancha periférica. ¿Cuál de las siguientes pruebas de laboratorio serla más aplicable en este caso? fl) Tiocianato urinario. b ) C arboxihem oglobina. c) Plom o en sangre entera. d) Esteroides anabólicos urinarios. e) B enzoilecgonina urinaria. 9. Un paciente con sospecha de envenenam iento por organofosfatos se presenta con una concentración baja de SchE. Sin embargo, en la prueba confirm atoria, eritrocito-acetilcolinesterasa, se observa un resultado nor­ mal. Sin inclu ir el error analítico, ¿cuál de las siguientes situaciones explicaría estos resultados opuestos? a) E l pacien te tiene cirrosis hepática en fase tardía. b) E l paciente estuvo expuesto a concen traciones bajas de organofosfatos.

CAPÍTULO 29 ■ TOXICOLOGÍA

c) E l pacien te tiene un a variante de SchE que m ues­ tra una actividad baja. d) Todas las anteriores son correctas. e) Sólo a y c son correctas. 10.

U n pacien te ingresa a la sala de urgencias en com a. El m édico sospecha una sobredosis de fárm aco. La valo­ ración con inm un oanálisis para opiáceos, barbitúri-

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cos, benzodiazepinas, TE1C, anfetam inas y PC P fue negativa. Se d etecto etanol en suero. ¿Es posible que el m édico excluya la sobredosis com o causa de estos resultados? a) Sí. b ) No. c) Tal vez.

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Marcadores tumoraies en circulación: conceptos básicos y aplicaciones clínicas James T. Wu C O N T E N I D O

DEL

CONCEPTOS BÁSICOS Regulación del crecimiento Neoplasia e hiperplasia Diferencias entre células normales y cancerígenas Tumores benignos y malignos Metástasis Vía de transducción de la señal Ciclo celular Apoptosis Angiogénesis Adhesión ESPECIFICIDAD Y SEN SIBILIDAD U TILID A D ES CLÍNICAS DE LOS M ARCADO RES TU M O R A LES Valoración Monitoreo en el tratam iento Pronóstico Detección temprana Terapia objetivo TIPOS DE M ARCAD O RES TU M O R A LES Enzimas, proteínas del suero y hormonas Proteínas carcinoembriónicas

C A P Í T U L O Marcadores tum oraies definidos monoclonales Marcadores tum oraies no específicos Marcadores tum oraies específicos celulares RECO M EN DACIO N ES PARA LA SO LICITUD DE UNA PRU EBA Solicitud de pruebas en serie Uso del mismo equipo Vida media del marcador tumoral Efecto de gancho M ARCAD O RES TU M O R A LES SOLICITADOS CON FRECUEN CIA Marcadores tum oraies individuales Antígeno carcinoembrionario (ACE) Crom ogranina A Ácido homovanílico (AHV) Ácido siálico relacionado con lípidos en plasma (ASAL-P) Antígeno de carcinoma celular escamoso (ACCE) Ácido vanililm andélico (AVM) PREGUN TAS DE REPASO REFEREN CIAS LECTU RAS RECO M EN DADAS

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Analizar la incidencia de cáncer en Estados Unidos. • Explicar el papel de los marcadores tum oraies en el tratam iento del cáncer. • Identificar las características o propiedades de un marcador tum oral ideal. • Establecer el valor clínico principal de los marcado­ res tumoraies.

• •

•

T É RMIN O S Antígeno específico del tum or Antígeno oncofetal

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Antígeno relacionado con el tum or Cáncer

Enum erar los principales tum ores y sus m arcado­ res relacionados. Describir las principales propiedades, los métodos de análisis y el uso clínico de ACE, AFP, CA125, CA19-9, PSA, (3 -hCG, y PALP. Explicar el uso de enzim as y hormonas como mar­ cadores tum oraies.

C L A V E

índice de DNA (ID) Marcador tum oral Neoplasma

Oncogén Protooncogén Secuencia

CAPITULO 30 ■ MARCADORES TUMORALES EN CIRCULACIÓN: CONCEPTOS BÁSICOS Y APLICACIONES CLÍNICAS

CONCEPTOS BÁSICOS

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renciados y constan de células que se asem ejan a células norm ales m aduras del tejido de origen del neoplasm a.

Regulación del crecimiento E xisten dos procesos principales im plicados en el creci­ m iento celular: proliferación y d iferenciación. E l cáncer es una enferm edad de crecim ien to anorm al. Cuando el crecim iento y desarrollo de una célula norm al pierden el control, com ienzan a surgir las células tum orales. A esto se le denom ina tumorigénesis.

Neoplasia e hiperplasia La neoplasia e hiperplasia son dos procesos biológicos sim ilares. La principal diferencia entre ellas radica en la m anera en que se controla el crecim iento. La hiperplasia com prende la m u ltip licación de células en un órgano o tejid o, que, com o resultado, aum en tan en volum en. Sin em bargo, la neoplasia abarca la posibilidad de que células norm ales sufran proliferación cancerosa com o hiperplasia que tiene lugar b ajo con d iciones m enos controladas. Esta es, por tanto, una form a de hiperplasia patológica. De este m odo, la hiperplasia sigue u n propósito ú til y está con tro­ lada por estím ulos, en tanto la neoplasia no está regulada n i atiende ningún propósito. E n otras palabras, la eleva­ ció n de los m arcadores tum orales en caso de hiperplasia es pasajera, m ientras que la neoplasia será u n fenóm eno de d uración prolongada si es que no se trata.

Diferencias entre células normales y cancerígenas Cuando la diferenciación o proliferación no están reguladas, existe el riesgo de que células norm ales se vuelvan tum orales. Por lo general, este proceso se relaciona con cam bios en los com ponentes genéticos de la célula que explican las diversas conductas y funciones observadas en el cáncer. Es posible que las m odificaciones principales que distin­ guen las células norm ales de las cancerígenas se deban en su totalidad a varios fenóm enos relacionados con esque­ mas genéticos de la célula, com o la m utación de oncogenes celulares y la regulación anorm al de su m anifestación o reestructuración de las secuencias oncogénicas del DNA.

Tumores benignos y malignos La m ayor parte de las células tum orales pasan por un a fase b enigna, progresan de m anera gradual hacia la m alignidad y al final sufren m etástasis si es que no se tratan .1 La in es­ tabilidad genética relacionada co n las células tum orales tal vez haga que éstas sean más sensibles a m utaciones adicionales, que a la postre quizá cond uzcan a enferm edad m aligna. D urante la fase benigna, los tum ores perm anecen en el sitio prim ario y constitu yen un m enor riesgo para el huésped. E n esta fase tem prana, existe una buena oportu­ nidad de que el paciente sea tratado co n éxito, com o por extirp ación com pleta del tumor. P or tanto, la d etección tem prana de u n tum or benigno es crítica para la preven­ ció n del cáncer en general y para fam ilias con alto riesgo en particular. Todos los tum ores benignos están b ien dife­

Metástasis La mayor parte de las muertes por cáncer están relacionadas con enfermedad metastásica. Varios cam bios genéticos cons­ tituyen las razones principales de los desequilibrios de regu­ lación del crecim iento, lo que conduce a la proliferación incontrolable. La metástasis representa, por tanto, procesos de varias etapas que impbcan numerosas interacciones célu­ las tumorales-huésped y células-matriz. Para que las células tumorales produzcan metástasis ,2aquellas que se encuentran en el sitio principal tienen que penetrar, en primer lugar, los sitios circundantes adyacentes, que incluyen la membrana basal epitelial y el estroma intersticial. Luego invaden los vasos sanguíneos o linfáticos y se transportan a sitios distan­ tes, hasta que al final se detienen en los lechos venosos/capi­ lares o tejido sólido de un órgano distante. En este nuevo ambiente, estas células tumorales deben penetrar una vez más en las paredes vasculares para proliferar en el nuevo sitio distante. En términos generales, cuanto más grande, más agresivo o de crecim iento más rápido es el neoplasma princi­ pal, más probable será que las células tumorales produzcan metástasis. Hay que tomar en cuenta, también, que la metás­ tasis es un proceso bastante selectivo. Las células aisladas a partir de tumores individuales llegan a diferir de muchas maneras con respecto a la capacidad de invasión y metástasis, el índice crecim iento, los receptores de superficie celulares, la inmunogenicidad y la respuesta a fármacos citotóxicos .2

Vía de transducción de la señal La vía de tran sd u cción de la señal controla el ciclo celu ­ lar y la apoptosis (fig. 3 0 -1 ). La vía es una transm isión ordenada y específica de los m ensajes reguladores del cre­ cim iento del exterior de la célu la a la m aquinaria que co n ­ trola la rep licación dentro del nú cleo de la célu la .3 E n este proceso, los estím ulos extracelulares se unen a y activan sus receptores correspondientes con la actividad proteincinasa tiroxina inducible en la superficie celular. Estos estím ulos incluyen horm onas, com o la insulina y las horm onas medulares suprarrenales; citocinas; factor |3 de transform ación del crecim iento; factor epidérm ico del creci­ m iento; c-erbB-2; factor del nervio de crecim iento; e incluso antígenos. Después, se genera, amplifica e integra una señal del receptor, lo que da com o resultado la expresión de los genes blanco en el núcleo y las respuestas biológicas subse­ cuentes que instruyen a las células a proliferar o a cesar. E n fecha reciente, la vía lineal del factor de crecim iento y receptor de la m em brana a la rep licación del DNA se com pletó casi en su totalidad. E n la u n ió n del estím ulo al receptor, la transm isión de la señal se transporta por fosfo­ rilación proteica. Tiene lugar una ola de activación protei­ ca, que im plica la activación de la fu n ció n enzim ática de m uchas cinasas proteicas. P or ejem plo, una gran cantidad de señales extracelulares reaccio n an inicialm ente con vías de señ alización y usan proteínas G (ras) para originar las diversas con secu encias biológicas.

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

Factor de crecimiento Hormona

c-erbB-2

Ras y otras oncoproteínas T

Diferenciación

Subconjuntos de genes FIGURA 30-1.

Proliferación

Transducción de la señal.

Ciclo celular E l ciclo celu lar es uno de los m ás im portantes factores determ inantes que controlan la proliferación celular. Incluye el paso de una célula a través de una ronda com ­ pleta de replicación. E n la m ayor parte de las células de m am íferos, el ciclo celular consta de cuatro fases: una sec­ ció n de interfase, com puesta de las fases G y S, y G 2, y una cuarta fase, M, o m itosis (fig. 3 0 -2 ). La fase G 2 se define com o el intervalo entre la con clu sión de la m itosis y el com ienzo de la rep licación de DNA. La fase S es el interva­ lo en el que el genom a nuclear se replica. La fase G 2es el intervalo entre la finalización de la rep licación n u clear de DNA y el com ienzo de la m itosis. En la m ayor parte de las poblaciones de células de replicación, existe u n depósito de células sin replicar que m antiene la capacidad de rein ­ gresar a la replicación. Estas células inactivas de m anera reversible ocu pan un com partim iento m etabólico especial o quinta fase, conocid a com o Gg. La finalización del ciclo celu lar requiere la coord inación de varias síntesis, ensam ­ bles y m ovim ientos m acrom oleculares. La coord inación de estos procesos com p lejos se logra a través de una serie de cam bios en las cinasas dependientes de la ciclin a (C D C ).4 Las form as activas de las CD C constitu yen u n com plejo de cuando m enos dos proteínas, una cinasa y una ciclina. E stos com ponentes del ciclo celu lar son codificados por una categoría separada de genes que, cuando m utan, no sólo in crem en tan la inestabilidad genética, sino tam bién

aceleran la evolución celular y la progresión a la malignidad. E n térm inos breves, los tumores se originan por la ausencia de ciertos controles del ciclo celular .5 Por tanto, los defectos en la maquinaria del ciclo celular quizá contribuyen a causar cáncer. En varios tipos de cáncer se han encontrado m uta­ ciones en el gen ciclina.

Apoptosis El equilibrio entre la proliferación y m uerte celulares se realiza, de hech o, por apoptosis. La apoptosis, m uerte celu lar o fisiológica program ada, es un sistem a natural de autod estrucción presente en todas las célu las .6 La incapa­ cidad de las células para sufrir m uerte celu lar apoptótica tal vez conduzca a cáncer. Se trata del proceso natural que el cuerpo em plea para el reem plazo de las célu las, y la supresión de células dañadas inherentes en el fu n cio­ nam iento norm al de los organism os m ulticelulares. La apoptosis constitu ye u n m ecanism o de con trol para la rem od elación tisular durante el crecim ien to y desarrollo. P or tanto, la apoptosis proporciona un m ecanism o para que el cuerpo elim ine células producidas en exceso, de desarrollo inadecuado o con daño genético. E n la actualidad, varios m arcadores relacionados con la apoptosis in clu yen la proteína p 5 3 , B el 2 y el ligando Fas/Fas. Son tanto inductores com o inhibid ores de m uerte celular. E stos m arcadores tendrían gran p otencial para el d iagnóstico, el pronóstico y la ap licación terapéutica.

CAPÍTULO 30 ■ MARCADORES TUMORALES EN CIRCULACIÓN: CONCEPTOS BÁSICOS Y APLICACIONES CLÍNICAS

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Ciclina A y CDK2 F a se S (síntesis de DNA)

G2

Ciclina E y CDK2

F a se M (mitosis) Células sin división FIGURA 30-2.

Fases del ciclo celular en mamíferos.

Angiogénesis La angiogénesis es un proceso fundam ental m ediante el cual se form an nuevos vasos san guíneos .67 E l crecim iento y la m etástasis tum orales dependen de la angiogénesis. Ésta es crítica, no sólo para el crecim ien to de tum ores sólidos, sin o tam bién para la dispersión de células del tum or pri­ m ario y el desarrollo de m etástasis en sitios d istantes .8Los nuevos vasos sanguíneos insertados en un tum or propor­ cion an una entrada para que las células tum orales ingre­ sen a la circu lación y produzcan m etástasis en los sitios d istantes. E l grado de angiogénesis en un tum or prim ario in icial se correlaciona con la d isem inación m etastásica e índ ices de supervivencia en los pacientes. U n tu m or debe estim ular de m anera continu a el crecim iento de nuevos vasos sanguíneos capilares para que se desarrolle. Por tanto, la valoración de la angiogénesis tumoral tal vez resulte valiosa en la selección de pacientes con carcinom a de p echo tem prano para la terapia agresiva. La m ayor parte de los factores angiogénicos m ejo r conocidos son e l fac­ tor de crecim iento endotelial vascular (F C E V ), el factor de crecim iento de fibroblasto básico (aFG F y b F G F ) y el factor

de transform ación del crecim iento a (T G F -a ). Todos ellos convierten células normales en fenotipos transformados.

Adhesión Las m oléculas adhesivas con stitu yen una clase específica de glucoproteína transm em brana im plicada cada vez que las células se m ueven e interactúan, com o en la cu ración de heridas, inflam ación y m etástasis de cáncer. Regulan la m igración de leu cocitos a sitios inflam ados o dentro de tejid o linfático. E n la evidencia crecien te se dem ues­ tra que el aspecto de ciertas m oléculas de la m em brana se relaciona con el potencial m etastásico o es una señal de la conversión de células norm ales a m alignas. E n m uchos estudios se confirm a que la expresión de estas m oléculas de adhesión en la m em brana celu lar tiene im pacto en el com portam iento de la célula tum oral. Se co n o cen tres clases de m oléculas de adhesión: selectinas, integrinas y la superfam ilia de inm unoglobulinas. Cada clase posee elem entos y características estructura­ les ún icos. Las m oléculas de adhesión solubles llegan a encontrarse en sangre y líquidos tisulares.

ESTUDIO DE CA SO 30-1 Una m u jer de 72 años de edad inform a diarrea inter­ m itente y estreñim iento en las dos últim as sem anas, así com o pérdida de peso de 10 kg en los seis m eses anteriores. E l exam en físico resulta irrelevante, excepto por heces positivo co n guayaco. Se realizó colon o scopia, en la que se descubrió una masa circunferencial en el colon sigm oideo. E n la biopsia se identificó la masa com o u n adenocarcinom a. Se obtuvo un nivel de antí­ geno carcinoem brionario (A C E ) com o parte del trabajo quirúrgico inicial.

Preguntas 1. ¿La prueba de A C E es útil com o exam en de valora­ ció n de carcinom a del colon? 2. ¿Q ué otros trastornos llegan a ocasion ar niveles ele­ vados de A CE? 3. ¿C óm o se utiliza el ACE para m onitorear pacientes después de cirugía de cán cer de colon? 4. ¿Q ué otras pruebas de laboratorio se deben tom ar en cu enta en el trabajo quirúrgico inicial de este paciente?

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

ESPECIFICIDAD Y SENSIBILIDAD Resulta esencial com prender el significado de la sen sibili­ dad de la prueba y la especificidad del m arcador tum oral antes de estudiar sus aplicaciones. De h ech o, la utilidad clín ica de un m arcador tum oral se vuelve dependiente casi por com pleto de su especificidad y sensibilidad. Cuando se dice que un exam en de m arcador tum oral tiene una sen ­ sibilidad de 100%, el m ism o servirá para detectar a todos los pacientes con un tipo p articu lar de cáncer, en tanto un exam en con especificidad de 100% identificará sólo a los pacientes co n el tipo específico de tum or y no a aquellos con enferm edades benignas. P or desgracia, ninguno de los m arcadores tum orales descubiertos hasta ahora alcan ­ za 100% de especificidad y sensibilidad de un m arcador tum oral ideal.

UTILIDADES CLÍNICAS DE LOS MARCADORES TUMORALES

vada incid encia de cán cer hepático en esa área del m undo. Se requiere in form ación y estudio adicionales para co n ­ firm ar esto.

Antígeno específico de la próstata (PSA) y PSA libre D ebido a la especificidad tisular, el PSA se volvió el prim er m arcador tum oral recom endado para la valoración de cán ­ cer de próstata en hom bres m ayores de 5 0 años de edad .9El propósito fue detectar cáncer de próstata en fases tem pra­ nas curables, cuando el tum or aún está confinado dentro del órgano. E l denom inado PSA en realidad se encuentra presente en la circu lación sanguínea en dos form as p rin ci­ pales: PSA libre y un com p lejo PSA -oq-antiquim iotripsina (PSA -A C T). La m ed ición del porcen taje de PSA libre (PSA libre/PSA total X 1 0 0 ) o de la proporción entre PSA libre y PSA-A CT tal vez contribuya a diferenciar la hiperplasia de próstata benigna (BPH ) del cáncer de p ró stata .10

Susceptibilidad de genes

Valoración Hasta el m om en to, ninguno de los m arcadores tum orales descubiertos tuvo la especificidad y sensitividad suficientes para la valoración en la población en general. E n la m ayor parte de los m arcadores tum orales no está recom endada la valoración, en especial en una población asintom ática. Adem ás de la falta de especificidad y sensibilidad deseadas en los m arcadores tum orales, la b aja prevalencia de cán cer en general tam bién desalentarla las valoracion es para cán­ cer. Además, se tem ía que la naturaleza no específica de la m ayor parte de las pruebas co n m arcadores tum orales causaran una alarm a innecesaria o ansiedad en la pobla­ ción general. Sin em bargo, hay excepciones en las que se llevaron a cabo valoraciones exitosas de cán cer al m edir m arcadores tum orales en poblaciones definidas de m anera cuidadosa.

a -Fetoproteína (AFP) E n países asiáticos, el exam en del hepatom a prim ario se basa en la m ed ición de la AFP sérica. Se considera que es b u en ejem plo de una excep ción com o resultado de la ele­

Varios cánceres fam iliares están relacionados con m uta­ ciones de la línea del germ en en varios genes. Los más prom inentes de éstos son los genes para susceptibilidad a cáncer de pecho y ovárico, com o BRCA1 y BRCA 2. E n el colon , el gen coli de poliposis adenom atoso (CPA) quizá sea hereditario y predisponga a cáncer. E n la actualidad se en cu entran disponibles pruebas de BRCA 1 y BR C A 2 para evaluar esas fam ilias para la identificación de los porta­ dores.

Monitoreo en el tratamiento Una de las dos aplicaciones m as útiles de los m arcadores tum orales corresponde a su uso en el m onitoreo del curso durante el tratam iento del paciente con cáncer. La m edi­ ció n de los m arcadores tum orales séricos durante el trata­ m ien to proporciona una indicación de la efectividad del fárm aco antitu m oral em pleado, y proporciona una guía para la selecció n del fárm aco m ás efectivo para cada caso individual (es decir, ofrece un m edio para determ inar la eficacia terapéutica).

ES T U D IO D E C A S O 30-2 U n hom bre caucásico de 6 9 años de edad se presentó en la clínica m édica con m olestias por aum ento de la m icció n y dificultad en la misma. E n el interrogatorio ad icional se reveló la necesidad de orinar varias veces por la noche. Aunque ha padecido el problem a por cierto tiem po, se agravó en fecha reciente. Se obtuvo un antígeno sérico específico de la próstata (P SA ), y se realizó exam en rectal digital. La con cen tració n de PSA se elevó a 15 ng/ml (rango de referencia, < 4 ng/ml), y en el exam en digital se m ostró agrandam iento de la próstata sin nodulos palpables.

Preguntas 1. ¿Es posible utilizar sólo el PSA com o prueba de valoración para cán cer de próstata? 2. ¿C uáles son algunas causas de la elevación del PSA sérico? 3. Si el cáncer de este paciente se lim ita a la próstata, ¿es necesario m onitorear los valores de PSA des­ pués de la prostatectom ía o la terapia de radiación , o am bas? 4. ¿Q ué otras pruebas de laboratorio hay que realizar en el trabajo inicial de este paciente?

CAPÍTULO 30 ■ MARCADORES TUMORALES EN CIRCULACIÓN: CONCEPTOS BÁSICOS Y APLICACIONES CLÍNICAS

Detección de recurrencia E l m onitoreo de los marcadores tum oraies para la detec­ ción de la recurrencia después de la extirpación quirúrgi­ ca del tum or constituye la segunda aplicación más útil de los m arcadores tum oraies. D ebido a que en los pacientes m onitoreados ya se identificó su cáncer, la especificidad del m arcador tum oral es m enos im portante que la sensibili­ dad. Lo deseable es m onitorear al paciente con una prueba de m arcador tum oral de elevada sensibilidad para detectar la recurrencia lo más pronto posible. Habrá que notar que la aparición de la mayor parte de los marcadores circulantes tie­ ne un tiem po de producción de varios m eses (3 a 6 m eses) antes de la fase en la que es posible utilizar m uchos de los procedim ientos físicos para la detección del cáncer.

Pronóstico E n pacientes con cáncer, la d eterm inación del pronóstico se basa en la evaluación de la agresividad tum oral, que, a su vez, determ ina la m anera en que se debe tratar a un paciente. Adem ás, los factores de p ronóstico que se m iden en el laboratorio clín ico ind ican el riesgo y predicen la am plitud de una recaída franca, asi com o, en térm inos generales, el período de supervivencia al m om ento de la terapia prim aria. Esta práctica ganó popularidad en años recientes. P or ejem plo, los factores de pronóstico (o fac­ tores de riesgo) se m iden de m anera rutinaria en el citosol tum oral del pecho para ayudar a determ inar la terapia quí­ m ica o endocrina apropiada para los pacientes después de la extirp ación del tumor. D ebido a que la con cen tració n sérica de los m arcadores tum oraies aum enta con la progresión del tumor, y por lo general alcanza las concen tracio nes más elevadas cuando los tum ores producen m etástasis, es probable que los valo­ res séricos de los m arcadores tum oraies en el diagnóstico reflejen la agresividad del tum or y ayuden a predecir el resultado para los pacientes. Las con cen tracio n es elevadas del m arcador tum oral sérico m edidas durante el diagnós­ tico indicarían la presencia de un tum or m aligno o m etas­ tásico relacionado con un pron óstico m alo.

Detección temprana La d etección de fenotipos en la circu lación sanguínea correspondiente a m u taciones tem pranas de un cáncer perm ite que se descubra un neoplasm a precoz en la fase cu rable .11 Hay que notar que varios factores de riesgo co n ­ d ucen a tum origénesis, que es posible identificar y elim i­ nar co n un aju ste d ietético y cam bio en el estilo de vida. La m ayor parte de los factores de riesgo se relacionan con inflam ación y tensión oxidativa. La m ed ición de todos los fenotipos m utantes y de los factores de riesgo en la circula­ ció n ayudaría a identificar individuos en riesgo de cáncer o a detectar tum ores tem pranos en la fase benigna.

Terapia objetivo En el pasado, los fárm acos usados en quim ioterapia fueron sobre todo fárm acos con actividad de DNA que eran bastante tóxicos y tenían eficacia limitada. En fecha reciente, se intro­

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dujeron anticuerpos m onoclonales e inhibidores de enzimas que interactúan con m oléculas de la vía de transducción de la señal, apoptosis del ciclo celular, angiogénesis y adhesión a los análisis clínicos. Es posible que la interrupción de las señales perm anentes o constitutivas que controlan el creci­ m iento celular tum oral constituya una terapia antitum oral más eficaz. La inhibición de la proliferación celular tum oral tam bién llega a ser eficaz al introducir agentes (o genes) que desactivan la vía de señalización o vías que controlan de m anera específica la proliferación dentro de un tum or o tipo de tum or dado. E l nuevo conocim iento prevaleciente se dirige al desarrollo de fárm acos “inteligentes” selectivos al objetivo con base en los m ecanism os caracterizados de la acción. Por tanto, el defecto específico del tum or identifica­ do por estos nuevos marcadores tum oraies debe conducir al diseño de fárm acos más específicos, incluso anticuerpos y m oléculas pequeñas, que inhiban los receptores del factor de crecim iento y el receptor de tiroxina cinasas.

TIPOS DE MARCADORES TUMORALES La expresión fenotípica más n otable relacionada con células cancerígenas se relaciona co n la regulación del crecim iento celular. Cualquier m olécula identificada con tran sform ación m aligna, proliferación, d esdiferenciación y m etástasis de células tum oraies funciona com o m arcador del tumor. E l valor clín ico de cualquier m arcador tum oral dado depende de su uso clín ico esperado, así com o de su especificidad y sensibilidad.

Enzimas, proteínas del suero y hormonas W arburg fue el prim ero en notar que los tum ores malig­ nos suelen m ostrar una tasa elevada de actividad glucolítica en presencia de oxígeno. A partir de entonces, se vigilan las enzim as glucolíticas durante el tratam iento de ciertos pacientes con cáncer .12 Incluso en años recientes, aún se utilizaron de m anera extensa varias enzim as e isoenzim as com o marcadores tum oraies (cuadros 3 0 -1 y 3 0 -2 ). Aun­ que se com probó que estas enzim as séricas ubicuas no eran específicas para cáncer, sus concentraciones a m enudo reflejaban progresión del tum or y, al m ism o tiem po, el esta­ do clínico del paciente. Por tanto, son útiles desde el punto de vista clínico para verificar el éxito de terapia. Al princi­ pio, los m étodos para m edir estos m arcadores tum oraies se lim itaban a la actividad enzim ática y electroforesis, ambas pruebas de sensibilidad relativam ente baja. Se desarrolló una cantidad creciente de inm unoanálisis para enzim as e isoenzim as, en fecha más reciente con el uso de anticuerpos m onoclonales específicos, con el propósito de una m ejora adicional en la sensibilidad y especificidad de la prueba. Más de un m ecanism o explica la elevación de enzim as en el cáncer. E n la m ayor parte de los casos, la elevación se relaciona co n el m ayor porcentaje de proliferación de las células tum oraies. Sin em bargo, es posible que el aum ento de ciertas enzim as sea resultado de la expresión oncofetal y otras se relacionen con la m u tación del gen. A las isoenzi­ m as con especificidades tisulares diferentes (p. e j., lactato deshidrogenasa [L D ], creatinina cinasa [C K ], y fosfata­ sa alcalina [A LP]) tam bién se les identifica con m uchas

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

C U A D R O 3 0 -1 . ENZIMAS COMO M ARCADORES TUMORALES ENZIMA

ENFERMEDAD MALIGNA RELACIONADA

Fosfatasa ácido prostática

Carcinoma prostático, fase tardía

Lisozima

Cáncer de colon; leucemia monocítica y mielomonocítica

Lactato deshidrogenasa

Leucemia aguda; linfoma maligno; tumores celulares germinales; cánceres metastásicos de colon, pecho y pulmón

5'-Nucleótido fosfodiesterasa

Cáncer de pulmón; metástasis hepática

Sialitransferasa

No especifica

Fucosiltransferasa

Tumores malignos múltiples

Timidina cinasa

Linfoma de Hodgkin; ciertas leucemias; carcinoma celular pequeño del pulmón

Terminal deoxinucleotidil transferasa

Cáncer linfoblástico

enferm edades m alignas .13 E n estudios se ha dem ostrado en form a repetida que la elevación de ciertas isoenzim as específicas es responsable de los increm en tos observa­ dos de las actividades enzim áticas globales en m uchas enferm edades m alignas. Es posible que la m ed ición de las isoenzim as específicas, en lugar de la actividad enzim ática total, m ejoraría la especificidad de la prueba.

Proteínas carcinoembriónicas B ajo cond iciones norm ales, la expresión de todas las pro­ teínas está su jeta a la regulación genética. E n cierta fase del desarrollo celular, el com ienzo de la d iferenciación

celu lar bloqueará de m anera selectiva la expresión de cier­ tos fenotipos (su presión) y perm itirá que sólo unos cu an­ tos continú en. Sin em bargo, este proceso b ien regulado se perderá en d istintos grados cuando la célu la norm al se transform e en una célula tum oral, lo que depende de la etapa del tumor. En otras palabras, la expresión de algunas proteínas, que se espera que resulten bloqueadas durante los procesos de desarrollo norm al, tal vez se reactive en células tum orales. La d etección de cantidades casi equ i­ valente de productos del gen de oncodesarrollo durante el desarrollo fetal y la carcinogénesis cond u ce a creer que hay u n proceso básico com ún relacionado con el gen en el desarrollo, al igual que en la carcinogénesis. Por la m ism a

CUADRO 30-2. ISOENZIMAS SÉRICAS COMO MARCADORES TUMORALES ISOENZIMA

ENFERMEDADES MALIGNAS RELACIONADAS

CK-BB

Adenocarcinom a de próstata, pulmón y estómago; no específico

Macro-CK tipo 2 (CK mitocondrial oligomérica)3

Cáncer hepático metastásico y varios carcinomas

Macro-CK tipo 1 (complejo entre CK-BB e IgG)

Varias enferm edades neoplásicas

Complejo CK-lgA mitocondrial

Detectado en varios carcinomas. Al parecer se trata de un pronosticador para pacientes con tumores avanzados

Galactosiltransferasa llb

Cánceres ovárico, hepático y esofágico

ALP placentaria (PALP)C

Cáncer colorrectal avanzado; no específico

ALP sem ejante a la placentaria (izoenzima de Regan)

La frecuencia más elevada se encontró en tumores celulares germinales (p. ej., seminomas) y cánceres ováricos; no específicos

ALP hepática

Metástasis hepática. También elevada en seminomas y cánceres ováricos

ALP ósea

Osteosarcoma; metástasis ósea

LD-1

Tumores celulares germinales testiculares (seminomas, tum or del saco vitelino)

Isoenzimas LD-4 y LD-5

Elevadas en la mayor parte de los cánceres en fase avanzada

a Datos tom ados de Kanem itsu F. Clinical significance and characteristics of creatine kinasa-im m unoglobulin com plexes in sera from patients w ith m alignant tum ors. Clin Chim Acta, 1986;160:19-26. b Datos tom ados de U em ura M, Yam asaki M, Yoshida S, et al. An enzym e im m unoassay fo r galctosyltransferase isoenzym e II, and its clinical application to cáncer diagnosis. Clin Chem , 1990;36:598-601. c La isoenzim a sem ejan te a la placentaria tien e diferentes propiedades bioquím icas e inm unoquím icas en com paración con la ALP placentaria. Sin em bargo, hay un 98% de hom ología en la secuencia de am inoácidos en tre estas dos enzim as.

CAPÍTULO 30 ■ MARCADORES TUMORALES EN CIRCULACIÓN: CONCEPTOS BÁSICOS Y APLICACIONES CLÍNICAS

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ESTUDIO DE CA SO 30-3 E n u n hom bre de 2 5 años de edad se en con tró des­ hidrogenasa lactato (L D ) elevada de 3 5 0 UI/L (rango de referencia, 9 3 a 139 UI/L), lo que se confirm ó con una segunda m uestra. Se realizó electroforesis de LD, que reveló aum ento de la isoenzim a LD -1 por arriba del rango norm al. Los estudios del electrocardiogram a (E C G ) fueron negativos para infarto agudo al m iocar­ dio. E n la electroforesis de la creatinina cinasa (C K ) sólo se m ostró una banda de CK-M M . E n el exam en físico, se en con tró que el hom bre tenía una m asa tum oral en el escroto izquierdo. Se solicitaro n pruebas de a fetoproteína sérica (A FP) y de gonadotropina corión ica hum ana (3 ((3-hCG).

razón, la transform ación m aligna debe tratarse com o una fase especial de desarrollo. M uchas de estas proteínas carcinoem brionarias, com o el antígeno carcinoem brionario (A C E) y la AFP, no tienen fu nciones fisiológicas definidas con claridad. La m ayor par­ te de estas m oléculas están presentes en concen tracio nes en nanogram os y en picogram os en la circu lación sanguí­ nea. La cu antificación de sus con cen tracio n es circulantes en la sangre para el diagnóstico y el con trol del paciente requiere la sensibilidad de los radioinm unoanálisis (RIA ) o inm unoanálisis enzim áticos (IA E ).14 Sin em bargo, la espe­ cificidad y sensibilidad de estas proteínas carcin oem brio­ narias no son de 100%; no obstante, son m ucho m ayores que las de enzim as, proteínas séricas y horm onas cuando se usan com o m arcadores pulm onares. La con cen tració n sérica de estas proteínas carcinoem brionarias no sólo se correlaciona con la actividad tum oral, sino que tam bién tiene p otencial para establecer pronósticos.

Marcadores tumorales definidos monoclonales Varios epitopos que aparecen en el m arcador tum oral se identifican por anticuerpos m onoclonales. E n principio se desarrollaron en un esfuerzo por reem plazar el ACE

CUADRO 30.3. INMUNOANÁLISIS CON MARCADORES TUMORALES MONOCLONALES KIT MONOCLONAL

ENFERMEDAD MALIGNA PRINCIPAL RELACIONADA

CA 125

Carcinoma ovárico

Hibri-BREScan (CA 549) o CA 15-3a

Carcinoma de pecho

Hibri-Cmark (CA 195) o CA 19-9a

Carcinoma pancreático

CA 72-4

Carcinoma gástrico

PSA libre

Diferenciación entre BPH y carcinoma prostático

“Hybritech (San Diego, CA).

Preguntas 1. ¿C uál es el diagnóstico prim ario m ás probable para este paciente? 2. ¿Q ué tipo de enferm edades benignas deben consid e­ rarse en el diagnóstico diferencial? ¿Por qué? 3. ¿Es posible determ inar el tipo de tu m or testicu lar con base en los resultados de AFP y (3-hCG séricas? 4 . ¿Es posible establecer un d iagnóstico final co n base sólo en los hallazgos del m arcador tum oral? De no ser así, ¿cuál es la razón?

para el tratam iento de pacien tes con varios carcinom as. E n efecto, estos anticuerpos m onoclon ales proporcionan un grado m ayor de especificidad y sensibilidad que el aná­ lisis del A C E en el con trol de pacientes con carcinom as de pecho, ováricos y pancreáticos (cuadro 3 0 -3 ). Cabe hacer notar que más de un tipo de m olécula expre­ sa el m ism o epitopo; de h ech o, m u ch os epitopos relacio­ nados co n tum ores tam bién son com partidos por varios m arcadores tum orales derivados de diferentes tum ores. Com o resultado, los análisis m onoclonales llegan a reac­ cionar con diferentes m oléculas, siem pre y cuando ambas expresen el m ism o epitopo.

Marcadores tumorales no específicos Ciertos m arcadores tum orales son detectables de m ane­ ra no específica en m u chos tipos de cáncer. Son m ucho m enos específicos que la m ayor parte de los m arcadores tum orales usados en form a rutinaria para el con trol de pacientes con cáncer. No obstante, sus concentraciones son sensibles a cam bios de la actividad tum oral. M uchos de estos m arcadores tum orales no esp ecíficos son eco n ó ­ m icos y sen cillos de medir, por lo que son útiles para el m onitoreo de la terapia y la d etección de recurrencia en p acientes con diagnóstico con ocid o. P or ejem plo, el áci­ do siálico relacionado con lípidos en plasm a (ASAL-P) se puede cuantificar con un procedim iento calorim étrico sim­ ple, rápido y económ ico, y sus concentraciones séricas son bastante cercanas a las de m u chos m arcadores tum orales de alta especificidad.

Marcadores tumorales específicos celulares La m ayor parte de los m arcadores tum orales antes descri­ tos están relacionados con carcinom as, que se derivan de células epiteliales. Sin em bargo, es posible encontrar célu ­ las n euroendocrinas y escam osas en varios tum ores, que tal vez progresen a malignidad. Por ejem plo, el antígeno celu lar escam oso (A C C E) es el m arcador para el carcin o­ m a celu lar escam oso (C C E ), en tanto la crom ogranina A (CgA) y la enolasa neuroespecífica (E N E ) son m arcadores del carcinom a celu lar neuroendocrino.

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

RECOMENDACIONES PARA LA SOLICITUD DE UNA PRUEBA

MARCADORES TUMORALES SOLICITADOS CON FRECUENCIA

Es im portante saber cóm o so licitar una prueba con m arca­ dor tum oral para el tratam iento de pacien tes con cáncer. Se deben tom ar en cuenta varios factores durante la so lici­ tud de la prueba.

Marcadores tumoraies individuales

Solicitud de pruebas en serie D ebido a que la m ayor parte de los m arcadores tum oraies no son esp ecíficos, es difícil diferenciar entre enferm eda­ des m alignas y benignas con base sólo en los resultados elevados de una prueba única.

Uso del mismo equipo Se ha encontrado que los pacientes llegan a recibir tra­ tam iento inadecuado debido a resultados de laboratorio in consistentes obtenidos de diferentes laboratorios co n el uso de d istintos equipos com erciales.

Vida media del marcador tumoral Los valores séricos del m arcador tum oral se m iden de m ane­ ra rutinaria para determ inar el éxito de la extirpación qui­ rúrgica del tumor. Para tener la certeza que la concentración determ inada no es afectada por la concentración residual del marcador tum oral circulante en la sangre antes de la cirugía, el marcador tum oral preexistente necesita suficien­ te tiem po para depurarse de la circulación antes de obtener una m uestra sanguínea del paciente para su m edición. Para determ inar el intervalo apropiado después de la cirugía y antes de la prueba, es necesario tom ar en cuenta la vida m edia del marcador tum oral en la circulación sanguínea. Es concebible que, además de la vida media del m arcador tum oral, la concentración preexistente y el lím ite superior norm al del marcador tum oral tam bién intervienen en la determ inación del período antes de obtener una m uestra del paciente después de la cirugía para su análisis.

Efecto de gancho Una desventaja del popular inm unoanálisis de fase sólida tipo sándw ich es su relación con el efecto de gancho. Éste tiende a proporcionar un valor falsam ente b ajo cuando la concentración sérica del m arcador tum oral aum enta por arriba de un determ inado nivel elevado. La consecuencia del efecto de gancho llega ser im portante, en especial cuando los valores caen dentro del rango norm al y se m alinterpretan com o norm ales cuando, en realidad, el paciente padece una enferm edad maligna. Por ejem plo, no es raro encontrar m uestras que m iden más de 1 0 0 0 0 0 U/ml de CA 19 -9 en pacientes con carcinom a pancreático. E n esos pacientes, tal vez se inform e CA 19-9 falsam ente bajo, com o resultado del efecto de gancho. Por tanto, es im portante determ inar a cuál nivel del m arcador tum oral com enzará a ocurrir el efecto de gancho con el equipo que se utiliza para las m edi­ ciones. La m edición de los marcadores tum oraies a dos diluciones diferentes, con cuando m enos una diferencia de 10 veces, por lo general evitará el efecto de gancho. Cabe hacer notar que no hay efecto de gancho en inm unoanálisis con base en un form ato de un ión com petitiva.

a-Fetopro teína (AFP) La A FP es la principal proteína del suero fetal, adem ás de una de las proteínas carcinoem bronarias principales. Es posible encontrar A FP elevada en pacientes con carcinom a hepatocelular (C H C ) prim ario y tum ores de células ger­ m inales derivados del saco vitelino. La A FP es el m arcador sérico más útil para el diagnóstico y tratam iento de CHC. S in em bargo, la A FP tam bién se eleva de m anera tem poral durante el em barazo y en m uchas enferm edades hepáticas benignas, com o hepatitis y cirrosis del hígado. D ebido a la elevada prevalencia de cáncer hepático en C hina y otros países del sudeste asiático, se han utilizado con éxito las pruebas de A FP para evaluar hepatom a en esa región del m undo. E l lím ite superior norm al para el A FP sérico es de alrededor de 15 ng/ml en adultos. Los recién nacidos y lactantes m enores tien en valores séricos de A FP m ucho m ás elevados. A lrededor de los 8 m eses de edad, el valor de AFP sérico se aproxim a a los valores del ad ulto .15

|32-Microglobulina (|32M) La |32M es una proteína de bajo peso m olecular ( 1 1 8 0 0 D) y la cadena ligera constante del antígeno del sitio de histocom patibilidad hum ana (HLA) expresada en la superficie de la m ayor parte de las células nucleadas. Las superficies de linfocitos y m onocitos son particularm ente ricas en (32M. Ésta constituye un marcador tum oral no específico porque es elevado, no sólo en tumores sólidos sino tam bién en enfermedades linfoproliferativas y varios trastornos inflam a­ torios, entre los que se incluyen artritis reum atoide, lupus eritem atoso sistém ico, síndrom e de Sjógren y enfermedad de Crohn. La |32M es estable en suero pero se degrada con rapidez en la orina a un pH < 6 .0 . Se requiere un análisis más sensible para m edir (32M en orina. La concentración (32M sérica norm al es de alrededor de 0 .9 a 2 .5 mg/L.

Antígeno de cáncer 125 (CA 125) E l CA 125 se definió por prim era vez por un anticuer­ po O C 125 m o n oclon al m urino elevado en com paración co n una línea de carcinom a celu lar ovárico sérico. Este epitopo se relaciona co n una glucoproteína sem ejan te a la m u cina de elevado peso m olecular ( > 2 0 0 k D ) expresada en el epitelio celó m ico durante el desarrollo em brionario, y en las células del carcinom a ovárico hum ano. E l CA 125 es u n antígeno glucoproteínico en el que una m itad del carbohidrato tam bién es parte del antígeno determ inante. Se observa u n CA 125 sérico elevado en m ás de 80 % de los carcinom as ováricos epiteliales no m u cinosos, com o el cistadenocarcinom a sérico del ovario. E l CA 1 2 5 no es específico para el carcinom a ovárico. Sin em bargo, se ha encontrado que la m anifestación de u n CA 125 elevado precede a los d iagnósticos clínico s de enferm edades recu ­ rrentes de uno a cuatro meses. E l CA 125 tal vez sea útil para la d etección de tum ores ováricos en una fase tem prana, y para el m onitoreo de tra­ tam ientos sin procedim iento quirúrgico. E l lím ite superior norm al para el CA 125 en suero es de 3 5 U/ml.

CAPÍTULO 30 ■ MARCADORES TUMORALES EN CIRCULACIÓN: CONCEPTOS BÁSICOS Y APLICACIONES CLÍNICAS

Antígeno de cáncer 15-3 (CA 15-3) E l CA 1 5 -3 representa epitopos d istintos en una glucoproteína m u cín ica (m ucina epitelial polim órfica) de peso m olecu lar elevado (3 0 0 a 4 5 0 kD ) expresados por varios adenocarcinom as, en especial aquellos relacionados con el pecho. Se observan valores séricos elevados de CA 15-3 ( > 2 5 U/ml) en 70 a 80% de pacien tes con cán cer de pecho m etastásico. Sin em bargo, los niveles de CA 15 -3 tam bién llegan a elevarse en presencia de hepatitis crónica, cirro­ sis hepática, sarcoidosis, tuberculosis y lupus eritem atoso sistém ico. E n la actualidad, el CA 1 5 -3 se utiliza para vigilar el curso clín ico de pacientes con cáncer de pecho. El CA 15-3 es un m arcador m ás sen sible y específico para el m onitoreo del curso clín ico de pacientes con cán cer de pecho m etastásico y constituye un m arcador m ás sensible para cán cer de pecho m etastatizado que el ACE.

Antígeno de cáncer 19-9 (CA 19-9) La m olécula que transporta el epitopo CA 19-9 aparece com o un a m u cin a en la sera de p a cien tes c o n cá n cer, pero co m o u n gangliósido en células tum orales. E l CA 1 9 -9 se relaciona con las sustancias del grupo sanguíneo de Lewis, y sólo un antígeno sérico de pacientes con cáncer que per­ tenecen al grupo sanguíneo Le(a b 1) o L e (a 'b ) será posi­ tivo para CA 19-9. Allí, el análisis para CA 1 9 -9 m ide un determ inante antigénico de carbohidrato expresado en una m u cina con peso m olecular elevado .16 E l CA 1 9 -9 , al igual que otros antígenos de m ucina, no es específico de ningún órgano, y se eleva en varios adenocarcinom as, entre los que se encuentran carcinom as pancreáticos, pulm onares, colorrectales y gástricos. La sensibilidad m ás elevada de CA 19-9 se en con tró en cánceres pancreáticos y gástricos. Las con cen tracio n es séricas de CA 1 9 -9 no sólo se ele­ van de m anera im portante y con frecu encia en carcinom as gástricos y pancreáticos, sin o que tam bién son útiles para vigilar el éxito de la terapia, y detectar la recurrencia en estos pacientes con cáncer. E l lím ite norm al superior para el CA 1 9 -9 en suero es de 3 7 U/ml.

Antígeno carcinoembrionario (ACE) E l A C E es una glucoproteína con peso m olecu lar de alre­ dedor de 2 0 0 kD. E l A C E representa la prim era de las denom inadas proteínas carcinoem brionarias descubiertas p or Gold y Freed m an .17-18 Hoy en día, el A C E aún repre­ senta el m arcador tum oral más usado para cáncer gastro­ intestinal (G l); sin em bargo, la m ayor parte de los análisis de ACE en los que se utilizaban anticuerpos policlonales ha sido reem plazada por exám enes en los que se em plean anticuerpos anti-A C E m onoclonales. Al principio se pen­ saba que el A C E era un m arcador específico para cáncer colorrectal. Sin em bargo, después de estudios adicionales, se encontró que se trataba de un m arcador no específico. Los valores elevados de A C E ( > 1 0 ng/ml) suelen relacio­ narse con malignidad. Es posible que el daño hepático afecte la elim inación de A C E y conduzca al aum ento de las con cen tracio n es en la circu lación sanguínea. Se ha obser­ vado increm en to de las con cen tracio n es de ACE en perso­ nas co n elevado consu m o de tabaco, y en ciertos pacientes que siguen tratam iento de rad iación y quim ioterapia. El rango norm al superior para A C E en suero es de 2 .5 a 5 ng/ml, lo que depende del equipo em pleado.

613

Cromogranina A La crom ogranina A es una proteína soluble principal de los gránulos de crom atina, una vesícula de alm acenam ien­ to de catecolam inas. La crom ogranina A se produce a par­ tir de la m édula suprarrenal, ju n to con catecolam inas, en la estim u lación del nervio esplénico. Se trata de un índice ú til de catecolam inas sim paticosuprarrenales liberadas en anim ales en el laboratorio. Sin em bargo, la crom ogranina A no se confina a las células de crom atina de la m édu­ la suprarrenal y las neuronas sim páticas. Tam bién se encuentra presente en varios tejid os neuroendocrinos. La crom ogranina A es un m arcador útil de la actividad sim paticosuprarrenal exo citó sica en pacientes con feocrom o­ citom a. Además, la crom ogranina A plasm ática se eleva en pacien tes con tum ores productores de péptidos. Tam bién se han encontrado niveles séricos elevados de crom ograni­ na A en presencia de tum or pancreático end ocrin o, tum o­ res carcinoides y cáncer pulm onar de células pequeñas.

Receptor de estrógeno (RE) El RE es una proteína (70 kD ) que se localiza en los núcleos del tejido mamario y uterino. Tanto el RE com o el RPg (recep­ tor de progesterona) también son factores de transcripción que, en unión con el DNA, activan el DNA y modulan las expresiones del gen específico. La m edición de RE y RP en el citosol del tumor de pecho se usa para identificar a aquellos pacientes con mayor probabilidad de beneficiarse de la tera­ pia endocrina. Alrededor de 5 5-60% y 80% de los pacientes con tumores primarios en los que se demuestra RE y RE y RPg, respectivamente, responderán a la terapia hormonal. Pacientes con tumores primarios ricos en RE/RPg también experim entan intervalos libres de enfermedad más prolonga­ dos después de m astectom ía, y mayor supervivencia general que aquellos con cáncer con deficiencia de receptor.

Gonadotropina coriónica humana (hCG) La hC G , una sialoglucoproteína (45 kD ) que consiste en subunidades disímiles a y (3 unidas con un enlace no cova­ lente, es secretada por células trofoblásticas de la placenta normal. Las células trofoblásticas malignas y no malignas sintetizan y secretan no sólo el dímero activo biológico, sino también las subunidades a y |3 libres. La hC G se eleva en la orina y el suero durante el embarazo, pero se presenta sólo en cantidades remanentes ( < 0 .3 UI/2) en sera normal. Sin embargo, es posible encontrar hC G elevada en tumores trofoblásticos, coriocarcinom a y tumores celulares germinales de los ovarios y los testículos. Más de 6 0 a 70% de los pacien­ tes sin sem inomas y, en ocasiones, aquellos con sem inomas tienen |3-hCG libre elevada. A veces la P~hCG ectópica tam­ bién aumenta en presencia de cáncer ovárico y algunos cán­ ceres pulmonares. La p-hCG libre, no la P-hCG o hC G total, es sensible y específica para neoplasmas agresivos. La P-hCG no es detectable ( < 1 0 0 ng/L) en el suero de sujetos sanos.

Ácido homovanílico (AHV) E n adultos, el AHV y el ácido van ililm andélico (AVM) son secretados en cantidades m ás grandes de lo norm al en pacientes con tum ores originados de la base neural. La m ed ición del AVM y AHV urinarios se considera útil para la d etección y el m onitoreo de pacientes con feocrom oci-

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

tom a. Su m ed ición tam bién es ú til para el diagnóstico de neuroblastom a en niños.

Ácido siálico relacionado con lípidos en plasma (ASAL-P) Los ácidos siálicos (ácidos N -acetilneuram ínicos) son los derivados acilados del ácido neuram ínico y los residuos term inales del final no reducido de las cadenas de carbo­ hidratos en m uchas glucoproteínas, glucolípidos y proteoglucanos. Las sialoglucoproteínas de la superficie celular tum oral tienen u n largo historial de relación con invasividad y m etástasis. El ASAL-P se encuentra elevado en varias enfermedades m alignas, com o en las de pecho, G l o pulm o­ nares. Además, se altera en presencia de leucem ia, linfom a, enfermedad de Hodgkin y m elanom a, así com o en enfer­ medades inflam atorias no malignas. Al parecer, el ASAL-P no es específico para cualquier tipo específico de tumor, y se utiliza ju n to con otros marcadores tum orales para detec­ tar aum ento de los niveles de sensibilidad y especificidad.

Enolasa específica de la neurona (ENE) La EN E es la subunidad y de una isoenzim a enolasa en la vía glucolítica, que se encuentra sobre todo en células neuronales y neuroendocrinas. La EN E se detecta, tam ­ b ién , en varias células, entre las que se encuentran aque­ llas que com ponen la captación del precu rsor am ino y los sistem as de d escarboxilación (APU D ) y las células del sis­ tem a neuroen docrin o difuso. Es posible encontrar con centraciones elevadas de EN E en tum ores que se originan en el sistem a celu lar n euroen­ d ocrino, com o glucagonom as e insulinom as. Los niveles m ás elevados se encontraron en carcinom as de células de avena, células pequeñas y carcinom a pulm onar. Ade­ m ás, se observa aum ento de la EN E sérica en n iños con neuroblastom a; más de la m itad de estos n iños presentan con cen tracio n es de EN E m ayores de 1 0 0 ng/ml. Algunos pacientes con otros cánceres pulm onares tam bién podrían m ostrar cifras elevadas de EN E sérica; sin em bargo, no se encontró elevación alguna en pacientes co n enferm edades del pu lm ón benignas.

Receptor de progesterona (RPg) El RPg es m iem bro de una superfam ilia de factores de tran scrip ción nu clear de ligando activado, y se com pone de dom inios esp ecíficos im plicados en el DNA, la unión con horm onas y la transactivación. E n seres hum anos, el RPg se d etecta com o dos proteínas distintas de pesos m oleculares diferentes de alrededor de 9 4 y 1 2 0 kD , res­ pectivam ente. D ebido a que la síntesis del RPg en tum ores de p echo depende del RE, el RPg constitu ye u n indicador aún m ás sen sible que el RE de la sensibilidad potencial a terapia endocrina. Cuando los pacientes fueron positivos para R E y para RPg, casi 80% respondió a diversas terapias horm onales, en tanto el índ ice de respuesta fue de sólo alrededor de 60% en pacientes positivos sólo para RE.

Antígeno específico de la próstata (PSA) E l PSA libre es una glucoproteína de cadena sim ple (alrede­ dor de 33 a 3 4 kD ) que es, desde el punto de vista funcio­

nal, una proteasa serina sem ejante a calicreína producida sólo por las células epiteliales que recubren los ácinos y los conductos de la glándula prostática. Se trata de una proteí­ na principal del plasma sem inal. Debido a que el PSA libre es una proteasa serina, el PSA libre form a com plejos con varios inhibidores de la proteasa y crea com plejos en el sue­ ro. El principal com plejo del PSA detectado en suero es el com plejo PSA-ACT. Todos los equipos com erciales actuales para PSA sérico m iden tanto el PSA libre com o el PSA-ACT, al que se le denom ina PSA total (PSA). E l PSA es quizá el m ejor m arcador tum oral descubierto hasta ahora. La espe­ cificidad tisular del PSAt hace que sea el marcador tum oral más útil disponible para el diagnóstico y tratam iento de cáncer de próstata. La falta de especificidad para cáncer es el único inconveniente con el PSA. Los trastornos benignos, com o hiperplasia de próstata benigna (BPH ), prostatitis e infarto, tam bién llegan a ocasionar elevación de los valores de PSA sérico. Debido a su especificidad tisular, el análi­ sis de PSA es en particular útil para m onitorear el éxito de prostatectom ía quirúrgica y para detectar recurrencia. La extirpación com pleta de la próstata debe dar com o resulta­ do una concentración indetectable de PSA. Cualquier PSAm edible después de prostatectom ía radical indicaría tejido prostático residual o metástasis. E n estos pacientes, las concentraciones crecientes de PSA después de una cirugía exitosa indican en gran medida la presencia de una enfer­ medad recurrente. Se ha recom endado el uso del PSA séri­ co en com binación con exam en rectal digital (ER D ) com o herram ienta de valoración para detectar cáncer de próstata de im portancia clínica. La valoración perm ite el tratam iento del cáncer de próstata confinado al órgano potencialm en­ te curable descubierto en hom bres con esperanza de vida de más de 10 años. La m edición del PSA libre (PSAl) y el cálculo del porcentaje de PSA ([PSA/PSA] X 1 0 0 ) son útiles para diferenciar entre BPH y tum or de próstata.

Antígeno de carcinoma celular escamoso (ACCE) E l antígeno de C C E es una su bfracción neutral próxim a del antígeno tum oral TA -4, que es posible purificar a par­ tir de tejido con carcinom a celu lar escam oso del cuello cervical uterino. E l A C C E es útil para vigilar carcinom as celulares escam osos de cabeza y cuello, pulm ón, esófago y canal anal. Las con cen tracio n es séricas de A C C E son las más elevadas en pacientes con m etástasis. Hasta 50% de los pacientes con insuficiencia renal pueden m ostrar aum ento de las concentraciones séricas de A C C E .19 Más de 70% de los pacientes con cán cer cervical avanzado tie­ n en A C C E elevado. Los análisis del A C C E sérico en serie se correlacionan co n la progresión y regresión de cáncer cervical durante la quim ioterapia. E n u n estudio, m ás de 90% de los pacientes con enferm edad recurren te m ostró niveles de A C C E elevados. Sin em bargo, el A C C E tam bién se increm en ta en algunos trastornos no m alignos, com o enferm edad hepática extensa.

Ácido vanililmandélico (AVM) Tanto el AVM com o el AHV son m etabolitos ácidos de las catecolam inas. Se excretan en con cen tracio n es elevadas

CAPÍTULO 30 ■ MARCADORES TUMORALES EN CIRCULACIÓN: CONCEPTOS BÁSICOS Y APLICACIONES CLÍNICAS

por pacientes con neuroblastom a y feocrom ocitom a y, por tanto, pudieran utilizarse com o marcadores tum oraies para el diagnóstico y m onitoreo de pacientes durante el trata-

P R E G U N T A S

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m iento. La determ inación urinaria del AVM constituye una prueba diagnóstica útil en pacientes con neuroblastoma y feocrom ocitom a.

DE

R E P A S O

1. ¿C uál p orcen taje de m uertes anuales en Estados U ni­ dos corresponde a cáncer? a) 5% . b) 13%. c) 20%. d) 23% .

6 . E l uso clín ico principal del CA 1 2 5 es el m onitoreo de

2. Las pruebas co n m arcadores tum oraies se usan para: a) Ayudar en el tratam iento del cáncer. b) M onitorear la respuesta a la terapia. c) D etectar enferm edad recurrente. d) Todas las anteriores.

7. ¿Cuál de los siguientes m arcadores tum oraies se u tili­ za en el tratam iento de pacientes con cáncer de prós­ tata? a) Á cido prostático-fosfatasa. b ) A ntígeno específico de la próstata. c) CA 5 4 9 . d) A ntígeno del polipéptido celular.

3. Los m arcadores tum oraies pueden definirse com o: a) Pruebas analíticas (p. e j., citom etría de flu jo) usa­ das para m arcar células cancerígenas. b ) Sustancias y quím icos radiactivos em pleados para ayudar al m édico a identificar las células can cerí­ genas. c) Sustancias biológicas sintetizadas y liberadas por células cancerígenas, o sustancias producidas por el huésped en respuesta a las células cancerígenas. d) N inguna de las anteriores. 4. ¿C uál de los siguientes es u n antígeno oncofetal? a) a-F eto p ro teín a. b) LD. c) PAP. d) Enolasa específica de la neurona. 5. ¿Cuál de los siguientes m arcadores tum oraies se encuentra tanto en el carcinom a com o en el tejido em brionario, y es ú til com o indicador de pronóstico en el carcinom a colorrectal? a) AFP. b ) ACE. c) PAP. d) CA 120.

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la respuesta al tratam iento de: a) Carcinom a ovárico. b ) C áncer colorrectal. c) C áncer de próstata. d) C áncer de pecho.

8. ¿C uál de las siguientes enzim as suele em plearse com o m arcador tum oral? a) Lipasa. b ) LD. c) Aldolasa. d) Catalasa. 9. U n m arcador tum oral usado en la evaluación del car­ cinom a o lunar hidatidiform e es: a) |3-hCG. b) ACE. c) AFP. d) IgG. 10.

E l análisis del DNA (m ed ición del contenid o del DNA nu clear) puede utilizarse para: a) D iagnosticar cáncer. b ) M arcar células cancerígenas para la extirpación por cirugía. c) D iferenciar entre enferm edad benigna y maligna. d) D etectar alteraciones en genes.

4. Dutta A, Chandra R, Leiter LM, et al. Cyclins as markers of tumor proliferation: immunocytochemical studies in breast cáncer. Proc Nati Acad Sci USA 1995;92:5386-5390. 5. Hartwell LH, Kastan MB. Cell cycle control and cáncer. Science 1994;266:1821-1828. 6. Folkman J , Shing Y. Angiogenesis. J Biol Chem 1992;267 :1 0 9 3 1 10934. 7. Folkman J. Angiogenesis in cáncer, vascular, rheumatoid and other disease. Nature Med 1 9 9 5a;l:27-33.

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

8. Weider N, Semple JP, Welch WR, et al. Tumor angiogénesis and metastasis-correlation in invasive breast carcinoma. N Engl J Med 1991;324:1-8 9. Catalona W, Smith D, Ratliff T, et al. Measurement of prostate-specific antigen in serum as a screening test for prostate cáncer. N Engl J Med 1991;324:1156-1162. 10. Catalona W J, Smith DS, Wolfert RL, et al. Evaluation of percentage of free serum prostate-specific antigen to improve specificity of pros­ tate cáncer screening. JAMA 1995;274:1214-1220. 11. Berlin NI. Early diagnosis of cáncer. Prev Med 1974;3:185-196. 12. Coombes RC, Powles TJ, Gazet JC , et al. Biochemical markers in human breast cáncer. Lancet 1977;1:132-137. 13. Fishman WH, Inglis NI, Stolbach LL, et al. A serum alkaline phos­ phatase isoenzyme of human neoplastic cell origin. Cáncer Res 1 968;28:150-154. 14. Thomson DMP, KrupeyJ, Freedman SO, et al. The radioimmunoaasy of circulating carcinoembryonic antigen of the human digestive Sys­ tem. Proc Nati Acad Sci USA 1969;64:161-167. 15. Wu JT, Roan Y, Knight JA. Serum AFP levels in normal infants: their clinical and physiological significance. Symposium XIV In:

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Mizejewski GJ, Porter IH, eds. AFP and Congenital Disorders. Birth Defect Institute. New York: Academic Press, 1985:111. Feller WF, Henslee HE, Kinders RJ, et al. Mucin glycoproteins as tumor markers. In: Herberman RB, Mercer DW, eds. Immunodiagnosis of Cáncer, 2nd ed. New York: Marcel Dekker, 1990:631-672. Gold P, Freedman SO. Demonstration of tumour specific antigens in human colonic carcinomata by immunological tolerance and absorption techniques. J Exp Med 1963;121:439-461. Gold P, Freedman SO. Specific carcinoembryonic antigens of the human digestive system. J Exp Med 1965;122:467-481. Molina R, Fillella X, Torres MD, et al. SCC antigen measured in malignant and nonmalignant diseases. Clin Chem 1990;36:251254.

LECTURAS RECOMENDADAS Wu JT, Nakamura R, eds. Human Circulating Tumor Markers: Current Concepts and Clinical Applications. Chicago: ASCP Press, 1997. Wu JT, ed. Circulating Tumor Markers of the New Millennium: Target Therapy, Early Detection, and Prognosis. Washington, D.C.: AACC Press, 2002.

Vitaminas, grasas esenciales y macronutrientes Larry H. Bernstein C O N T E N I D O

DEL

REQ UERIM IEN TO S EN ERGÉTICO S EN ERG ÍA DE CO M BU STIBLES VITAM IN AS Vitaminas solubles en grasa Vitaminas solubles en agua Requerimiento dietético recomendado (RDR) Metabolismo vitamínico Dietas especiales ÁCIDO S GRASOS ESENCIALES RIESGO DE DESNUTRICIÓN Personas en riesgo de desnutrición Respuesta Inflamatoria sistémica y la dicotomía adaptativa nutricional dependiente Hipermetabolismo por estrés

C A P Í T U L O EVALU ACIÓ N NUTRICIO NAL Programa de prevención del riesgo de desnutrición índice creatinina/altura Pruebas inmunológicas Composición corporal Pruebas funcionales Marcadores proteínicos en la evaluación nutricional Nutrición parenteral total RESUM EN PREGUNTAS DE REPASO REFEREN CIAS

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • A nalizar la contribución de las clases de nutrientes individuales al metabolismo humano. • Describir el soporte nutricional terapéutico por vías enteral y parenteral. • Enumerar los parámetros bioquímicos para monitorear el estado nutricional. • Describir las funciones bioquímicas de las vitaminas. • Correlacionar alteraciones en los estados vita­ mínicos con circunstancias de aum ento de los requerimientos metabólicos, cambios fisiológicos relacionados con la edad o trastornos patológicos.

Describir las interacciones fárm aco-nutriente que influyen en el estado vitamínico. Delinear los procedimientos de laboratorio usados en la evaluación del estado vitamínico. Establecer el papel del laboratorio en la evalua­ ción y el monitoreo nutricionales. Enum erar las poblaciones en riesgo de desnutri­ ción. Identificar los cambios proteicos en el plasma como resultado del estrés. Describir algunas de las anorm alidades electrolíti­ cas y de m inerales relacionadas con NPT.

T E R M I N O S Alim entación enteral Anabolism o Catabolismo Desnutrición Equilibrio de nitrógeno Escorbuto

Hipervitaminosis Hipovitaminosis índice de masa corporal (IMC) kcal (kilocalorías) Kw ashiorkor Marasmo

C L A V E

Nutrición parenteral total (NPT) Nutriente Nutrientes esenciales Osteom alacia Pelagra Raquitismo

Requerimientos dietéticos recomendados (RDR) Tasa metabólica basal (TMB) Vitamina

617

618

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

E l énfasis actual en la nu trición y salud originó el aum ento de la im portancia de la evaluación nutricíonal. Los m édicos y el pú blico por igual son m ás con scien tes de la m anera en que la n u trició n afecta tanto la salud com o la curación. Los com puestos nutricion ales de la dieta inclu yen tanto m acronutrientes com o m icronutrientes. Los m acronutrientes usados para la energía inclu y en carbohidratos, proteínas y grasas. Los m icronutrientes, requeridos por el cuerpo sólo en concentraciones m ínim as de m iligram os o m enos, abarcan vitam inas, m inerales y oligoelem en­ tos. E n la prim era parte de este capítulo se analizan los m icron u trientes, incluyendo la bioqu ím ica, la deficiencia, la toxicid ad y los m étodos de análisis. E n el capítulo 15, Oligoelementos, se estudian varios m inerales (es decir, ele­ m entos o com puestos inorgánicos) y oligoelem entos (p. ej., hierro, cin c, cob re). En la segunda parte de este capítu­ lo se analiza la evaluación de los m acronutrientes. E l riesgo de la desnutrición está relacionado con co m ­ plicaciones inesperadas, com o neum onía, in fecció n u rin a­ ria, sepsis y síndrom e de respuesta inflam atoria sistém ica (SR IS). Aunque es posible recon o cer la desn u trición grave sim plem ente por pérdida de peso extrem a o im portante, pérdida de la fuerza y pérdida de la fu nción, a m enudo se pasan por alto grados m oderados de desnu trición al m om en to de la adm isión. Por tanto, la confianza en las m ed iciones antropom étricas, a las que se les consideraba indicadores estándares de desnu trición grave, fue reem pla­ zada por una com binació n de evaluación global subjetiva y parám etros bioqu ím icos. Las m ediciones bioqu ím icas tien en m ayor con trib u ción en el m onitoreo de la respuesta del pacien te a los suplem entos n utricionales.

REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS La Organización M undial de la Salud (O M S) define el reque­ rim iento energético de un individuo com o: “la cantidad de captación de energía que equilibrará el gasto de energía cuando el individuo tiene un tamaño y com posición cor­ porales, así com o un grado de actividad física, consistentes con una buena salud a largo plazo ”.1 E l cuerpo está en equilibrio energético cuando la captación de energía está en equilibrio con el gasto energético. E l exceso de calorías se almacena com o depósito de grasa y se refleja en un aum ento del índice de m asa corporal (IMC). Existe una fuerte relación entre IM C excesivo, hipertensión y resistencia a la insulina. La inanición conduce a un estado marásm ico, con pérdida de grasa y proteína som ática, lo que disminuye el IMC. El traumatismo, el estrés y la sepsis elevan el gasto energéti­ co .2’4 Es posible determ inar el gasto energético por calorim e­ tría directa (calor generado), calorim etría indirecta (por la m edición del consum o de oxígeno y la producción de dióxi­ do de carbono) y m étodos de dilución isótopo, mediante el uso de agua de doble etiquetado. La calorim etría indirecta mide la oxidación del sustrato y el gasto de energía por la producción de C O , a partir de la m edición de las tasas de intercam bio de gas respiratorio. El m étodo supone que el C O , espirado es proporcional a la tasa de respiración. La suposición depende de que el O , que des­ aparece del aire inspirado se utilice exclusivam ente para oxi­ daciones biológicas, de modo que todo el C O z espirado se derive de la com bustión de sustratos. Además, se asume que

todo el nitrógeno no proteico excretado en la orina se deriva sólo de la oxidación de am inoácidos libres, que representan 16% del contenido de nitrógeno. La calorim etría indirecta mide la pérdida neta del sustrato por oxidación, sin importar los ciclos que ocurran a lo largo del proceso. La calorim etría indirecta y el principio de F ick m iden el consum o de oxíge­ no (V O ,) y la producción de dióxido de carbono (V C O ,). La calorim etría indirecta mide el consum o de oxígeno (V O ,) y el gradiente de 0 2transpulm onar del intercam bio de gas res­ piratorio. F ick propuso medir el V 0 2y C O , del intercam bio de gas y el gradiente de 0 2 y C O , transpulm onar por carac­ terización cardíaca. E n este modelo idealizado, se m iden la entrada de 0 2 y la salida de C 0 2, en tanto el rendim iento cardíaco (R C ) proporciona la tasa de flujo.

ENERGÍA DE COMBUSTIBLES El cociente respiratorio (C R ), definido com o VCO/V'O,, es la medida de la eficiencia respiratoria. E l CR calorim étrico se encuentra entre 0 .6 9 y 1.00. El gasto energético que se mide por el V O z, un valor m enor de 1.0, es com bustión incom ­ pleta. E l CR es im portante para calcular los requerim ientos nutricionales al proporcionar apoyo nutricional asistido. El CR para grasas es de 0 .7 , en tanto que para carbohidratos es de 1.0. Es necesario ponderar la ventaja de la adm inistra­ ción de grasa en com paración con las fuentes energéticas de carbohidratos. La grasa tiene una ventaja sobre los carbohi­ dratos porque es una fuente densa de calorías y se oxida de m anera eficiente, con base en un CR bajo. E l efecto de las calorías excesivas de carbohidratos es la producción de C 0 2 en exceso, lo que conduce a hiperpnea, perjudicial para el paciente con afección pulmonar. E l lípido tiene una tasa de adm inistración que está limitada a la tasa por su elim inación. La adm inistración excesiva de grasa es inmunosupresora.

VITAMINAS Las vitam inas tienen una amplia gama de fu nciones en el tejid o b iológ ico, donde fu ncionan com o cofactores en m u chas reacciones enzim áticas, de m odo que esas enzi­ m as tienen b aja actividad catalítica en las reaccion es celu ­ lares si no están presentes las vitam inas. E stos com puestos y sus precursores inactivos desde el punto de vista b io ló ­ gico deben obtenerse parcialm ente de fuentes alim enticias y, en algunos casos, por síntesis bacteriana. Cuando los niveles celulares y de actividad de la vitam ina de la dieta o de la absorción in testinal son inadecuados, se le denom ina deficiencia vitam ínica. E l term ino vitam ina tiene una base histórica en estados de deficiencia que fueron aliviados por una ingesta alim enticia específica. Los ejem plos más notables son escorbuto (vitam ina C ), m areos y consu m o de cal; raquitism o, vitam ina D en los prim eros años de la época industrial; beriberi, alcoholism o y tiam ina; pelagra, niacina, ceguera nocturna, vitam ina A; anem ia m egaloblástica, ácido fó lico, espina bífida; y anem ia perniciosa (co n neuropatía), vitam ina B p A los increm en tos anor­ m ales del m etabolism o que requieren aportes elevados de uno de esos cofactores se les denom ina insuficiencia vita­ m ínica o dependencia vitam ínica, de acuerdo co n el nivel de aporte exigido para la fu nción fisiológica .5,6 Las variabilidades en la expresión clín ica de las anor­ m alidades vitam ínicas se originan por diferencias en la

CAPÍTULO 31 ■ VITAMINAS, GRASAS ESENCIALES Y MACRONUTRIENTES

causa específica, el grado y la d uración de la insuficiencia vitam ínica; la presencia sim ultánea de las insuficiencias nu tricion ales; y el aum ento de las dem andas m etabólicas im puestas por cond iciones com o em barazo, in fecció n y cáncer. P or lo general, los síntom as clín ico s de las defi­ ciencias vitam ínicas son inespecíficos en las fases iniciales y en los estados leves de d eficiencia crónica. A m enudo se requiere una com bin ación de an tecedentes d ietéticos, exam en físico y m ed iciones de laboratorio para diagnos­ ticar d eficiencia vitam ínica. E l m etabolism o vitam ínico es com p lejo , y son frecuentes los suplem entos de vitam inas de los alim entos. No es raro en contrar toxicidades vitam í­ nicas por el uso inadecuado de suplem entos vitam ínicos. Por sim plicidad, las vitam inas de estructura quím ica diferente se clasifican en solubles en agua y solubles en grasa. Las vitam inas solubles en grasa inclu yen la A, D, E y K. Las vitam inas solubles en agua constan de las vitam inas del com plejo B (tiam ina, riboflavina, niacina, vitam inas EL y B 12, b iotin a, folato y vitam ina C ). Las vitam inas solubles en agua se excretan con rapidez por la orina y es m enos probable que se acumulen en concentraciones tóxicas en el cu erp o en com p aración co n las vitam inas solu b les en grasa. E n el cuadro 3 1 -1 se m uestran las vitam inas, clasi­ ficadas com o solubles en grasa o en agua, y los síntom as que suelen observarse en estados de d eficien cia.7 La investigación de la deficiencia d ietética de vitam inas ( hipovitam inosis ) se sostiene sobre todo por el con o cim ien ­ to de las fuentes y prácticas dietéticas que producen inges­ ta o absorción inadecuada. Los requerim ientos d ietéticos recom endados se definen por el F ood and Nutrition Board de Estados U nidos com o valores de ingesta de nutrien­ tes esenciales que, con base en el con o cim ien to científico

disponible, son suficientes para satisfacer las necesidades nu tricion ales de individuos san os.5,6 La inform ación sobre los requ erim ientos de ingesta d ietéticos necesarios para evitar síntom as de d eficiencia y m antener fu nciones especificas define los requerim ientos dietéticos de esas vitam inas. Los requ erim ientos dietéti­ cos recom endados se establecen para satisfacer las n e ce ­ sidades de 9 7 .5 % de la población. Sin em bargo, en ciertos casos, son m ayores si el nu triente se absorbe de m anera deficiente o se utiliza en form a in su ficien te.7 La d eterm inación quím ica de los estados vitam ínicos hum anos se realiza de las siguientes m aneras: • M ed ición de los cofactores o precursores activos en los fluidos biológicos o células sanguíneas. • M ed ición de los m etabolitos urinarios de la vitam ina. • M ed ición de una fu n ción bioq u ím ica en la que se requiere la vitam ina (p. e j., actividad enzim ática), con o sin ad ición in vitro de la form a cofactor. • M edición de la excreción urinaria de la vitam ina o m eta­ bolitos después de una carga de prueba de la vitamina. • M ed ición de los m etabolitos urinarios de una sustan­ cia, el m etabolism o del que requiere la vitam ina des­ pués de la adm inistración de una carga de prueba de la sustancia. La red u cción de las con cen tracio n es séricas de una vitam ina n o siem pre indica una d eficiencia que interrum ­ pe la fu n ció n celular. Por el contrario, los valores dentro del intervalo de referencia no siem pre reflejan fu nción adecuada. La interpretación de los valores del laboratorio deben realizarse con el con o cim ien to de la bioqu ím ica y fisiología de las vitam inas.7'9

CUADRO 31-1. VITAMINAS Y ESTADOS DE DEFICIENCIA N O M B R E D E L A V I T A M I NA

6 19

DEFICIENCIA CLÍNICA

Vitam inas solubles en grasa Vitamina A

Ceguera nocturna, retraso del crecimiento, respuesta anormal del gusto. dermatitis, infecciones recurrentes

Vitamina E

Anem ia hemolítica leve (recién nacido), fragilidad de glóbulos rojos, ataxia

Vitamina D

Raquitismo (jóvenes), osteomalacia (adultos)

Vitamina K

Hemorragia (que va de contusiones sencillas a masivas) sobre todo hemorragia postraumática

Vitam inas solubles en agua Vitamina B,

Niños: disnea, cianosis, diarrea, vómito Adultos: beriberi (fatiga, neuritis periférica), síndrome de W ernicke-Korsakoff (apatía, ataxia, problemas visuales)

Vitamina B2

Estomatitis angular (lesiones bucales), dermatitis, fotofobia, cambios neurológicos

Vitamina B6

Niños: irritabilidad, ataques, anemia, vómito, debilidad Adultos: seborrea facial

Niacina/niacinamida

Pelagra (dermatitis, inflamación de la membrana mucosa, pérdida de peso. desorientación)

Ácido fólico

Anemia megaloblástica

Vitamina B12

Anemia megaloblástica, anorm alidades neurológicas

Vitamina C

En primera instancia, padecimientos y dolores vagos; a largo plazo, escorbuto (hemorragias en piel, tracto alim entario y urinario, anemia, retardo en la curación de heridas)

620

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

V itam inas solubles en grasa V itam ina A E l retinol y el ácido retin oico se derivan directam ente de las fuentes d ietéticas, sobre todo com o ésteres retinales, o del m etabolism o de los carotenoides dietéticos (provita­ m ina A ), principalm ente (3-caroteno. Las fuentes d ietéti­ cas prim ordiales de estos com puestos inclu yen productos anim ales y frutas y vegetales pigm entados (carotenoid es). La vitam ina A se alm acena en el hígado y se transporta en la circu lación en form a de com p lejo con la proteína unida al retinol (P U R ) y transtiretina. La vitam ina A y los ácidos retinoicos relacionados con stitu yen un grupo de com puestos esenciales para la visión, la diferenciación celular, el crecim iento, la reprodu cción y la fu n ció n del sistem a inm unitario. U n papel fisiológico definido con claridad del retinol se encuentra en la visión. E l retinol se oxida en los bastones del ojo a retinal, que, cuando for­ m a com p lejo con la opsina, crea la rodopsina, lo que per­ m ite la visión en cond iciones de poca luz. Esta vitam ina y la vitam ina D actú an a través de receptores nucleares específicos en la regulación de la proliferación celular. La d eficiencia de vitam ina A cond u ce a ceguera n octu r­ na ( n ictalopia ) y, cuando se prolonga, tal vez produzca ceguera total. E n estados de d eficiencia de vitam ina A, las células epiteliales (células de las capas exteriores de la piel y células del revestim iento de los tractos gastrointestinal, respiratorio y urogenital) se secan y se queratinizan. Las frutas y vegetales contienen caroteno, que es u n precursor del retinol. Los carotenos proporcionan m ás de la m itad del requ erim iento de retinol en la dieta estadounidense. La deficiencia de vitam ina A es m ás frecuente en niños que viven en países no industrializados, y por lo general se debe a ingesta dietética insuficiente. La d eficien cia se origina, tam bién, por absorción deficiente cró n ica de grasa o daño en la fu nción hepática o quizá esté relacionada con estrés grave y desnu trición proteica. Los lactantes prem a­ turos n acen co n concentracio nes de retinol sérico y PUR m ás b ajas, así com o con depósitos hepáticos m enores de retinol. Por tanto, estos recién nacidos se tratan con vita­ m ina A com o m edida preventiva.10 Cuando se ingiere a dosis elevadas, sea en form a cró n i­ ca o aguda, la vitam ina A causa m u chas m anifestaciones tó xicas, y al final tal vez conduzca a daño hepático debido a hipervitam inosis. Las dosis elevadas de vitam ina A lle­ gan a obtenerse de la ingestión excesiva de suplem entos vitam ínicos o cantidades grandes de aceites de hígado o pescado, que son ricos en vitam ina A. Sin em bargo, no se co n o ce que los carotenoides sean tó xicos debido a la efi­ ciencia reducida de absorción de caroteno a dosis elevadas y la conversión lim itada a vitam ina A. E l requerimiento die­ tético recom endado (RDR) de vitam ina A es de 1 0 0 0 ug/día para hom bres adultos y 8 0 0 ug/día para m ujeres adultas. La m ed ición del retinol es el m edio más habitual para eva­ luar el estado de vitam ina A en el entorno clínico . Por lo general, el retinol se m ide por crom atografía líquida de alta resolu ción (H P L C ). La toxicid ad suele valorarse a tra­ vés de la m ed ición de los valores de éster retinil en suero m ás que de retinol, lo que se realiza por H P L C .11

V itam ina E La vitam ina E es un potente antioxidante, y la defensa principal contra oxidaciones posiblem ente dañinas que causan enferm edad y envejecim iento al proteger los líp i­ dos insaturados de la peroxidación (división de ácidos grasos en sitios insaturados por ad ición de oxígeno a tra­ vés del doble enlace y la form ación de radicales lib re s). En la actualidad, el papel de la vitam ina E en la p ro tección de la m em brana eritrocítica del estrés oxid ante constitu ye su fu n ció n docum entada principal en la fisiología hum ana. Está dem ostrado que fortalece las m em branas celulares e inten sifica fu n ciones com o el m etabolism o de fárm acos, la biosíntesis de hem o y la fu n ció n neurom uscular. El nom bre genérico de la vitam ina E es tocojerol, que abarca varios isóm eros con actividad biológica. E l alfa-tocoferol es el isóm ero predom inante en el plasm a y el m ás potente por análisis b iológ icos actuales. Cerca de 40% del tocoferol ingerido se absorbe, afectado sobre todo por la cantidad y el grado de la grasa dietética insaturada, lo que determ ina en gran medida el requerim iento fisiológico. La vitam ina E absorbida está relacionada con los quilom icrones circulan­ tes, lipoproteínas de m uy baja densidad, y rem anentes de quilom icrón. Las fuentes dietéticas de tocoferoles in clu ­ yen aceite vegetal, vegetales frondosos frescos, yem a de huevo, legum bres, cacahuates y margarina. Las dietas con sospecha de d eficiencia de vitam ina E son aquellas b ajas en aceites vegetales o vegetales verdes frescos o aquellas b ajas en grasas insaturadas. E l síntom a principal de deficiencia de la vitam ina E es la anem ia hem olítica. Aunque su uso aún es controversial, a m enudo a los recién nacidos prem aturos se les adm inis­ tran suplem entos de vitam ina E para estabilizar los glóbu­ los ro jos y prevenir anem ia hem olítica. E xiste evidencia de las fu nciones preventivas de la vitam ina E en la fibroplasia retrolental, hem orragia in traventricular y m ortalidad de lactantes prem aturos y pequeños. Los infantes prem atu­ ros que reciben vitam ina E en cantidades que m antienen los valores séricos por arriba de los 3 0 mg/L tien en m ayor incid en cia de sepsis y enterocolitis n ecrotizan te.10 Los pacientes con trastornos que ocasionan absorción deficiente de grasa, en especial con fibrosis cística y betalipoproteinemia, también son susceptibles de deficiencia de vita­ mina E .10 Existe relación entre la deficiencia de vitamina E y la pérdida progresiva de la función neurológica en lactantes y niños con colestasis crónica.10 La absorción de vitamina E dietética es más eficiente en el yeyuno, donde se com bina con lipoproteínas y se transporta a través de los linfáticos. La vitamina E se almacena en el hígado y otros tejidos con ele­ vado contenido lipídico y se excreta más en las heces. Por tanto, la valoración del estado de vitamina E está indicada sobre todo en recién nacidos, pacientes con estados de absor­ ción deficiente de grasa y quienes reciben dietas sintéticas. El sinergismo con otros dos nutrientes esenciales, el selenio y ácido ascórbico, de la vitamina E también es necesario para el m antenim iento de los valores normales de vitamina A.10 Esta deficiencia de la vitamina suele ocurrir en dos grupos: lactan­ tes prematuros con m uy bajo peso al nacer y pacientes que no absorben la grasa de manera normal. Aunque la megadosis de vitamina E no produce efectos tóxicos, no está demos-

CAPÍTULO 31 ■ VITAMINAS, GRASAS ESENCIALES Y MACRONUTRIENTES

trado que las dosis elevadas tengan beneficios a la salud. El RDR es de 10 mg/día para hom bres adultos y de 8 mg/día para mujeres adultas.12 La forma de distribución más amplia y con mayor actividad biológica de vitamina E es el alfa-tocoferol, que es la forma que se mide de manera habitual en el laboratorio a través de métodos de HPLC.

Vitam ina D La vitam ina D se refiere a un grupo de m etabolitos rela­ cionados que se utilizan para la form ación apropiada del esqueleto y la hom eostasis m ineral. La exp o sición de la piel a la luz solar (luz ultravioleta) cataliza la form ación de colecalciferol a partir de 7-d ihid rocolesterol. La otra form a principal de vitam ina D es el ergocalciferol (vitam i­ na D ,). La vitam ina D se presenta en los alim entos com o colecalciferol o ergocalciferol. E l m etabolito más activo de la vitam ina D es l,2 5 (O H )2 D3. Éste estim ula la absorción intestinal de calcio y fosfato para el crecim ien to y m etabo­

621

lism o óseos y, ju n to con la horm ona tiroidea, estim ula el hueso para aum entar la m ovilización del calcio y fosfato. El l ,2 5 ( O H ) ,D 3 tiene un efecto proapoptótico im portan­ te, que actúa a través de un sistem a horm onal de la vita­ m ina D, que depende de la u n ión con el ligando activo a un receptor de la vitam ina D. E sto cond u jo a desarrollos del descubrim ien to de fárm acos im portantes, en los que se reduce al m áxim o la lib eración del calcio y fosfato, y se m odulan los efectos antiinflam atorios y proliferativos de los D -análogos. E n los clim as del norte de la U nión Am ericana, resulta difícil recibir exposición ultravioleta suficiente para satis­ facer por com pleto los requerim ientos m ínim os (2 h/día). Las fuentes dietéticas principales de vitam ina D incluye ali­ m entos radiados y leche preparada de manera com ercial. Cantidades pequeñas se encuentran en la m antequilla, la yema de huevos, el hígado, las sardinas, el arenque, el atún y el salm ón. La RDR de la vitam ina D para adultos es de

ES T U D IO D E C A S O 31-1

1. Es probable que este trastorno se relacione con: a) Enferm edad de W ilson. b ) Enferm edad de orina de ja ra b e de arce. c) G alactosem ia y galactosuria. d ) Alguna form a de trastorno de m etabolism o m ine­ ral o vitam ínico, quizá relacionado con alguna d eficiencia de vitam ina D. 2. E l a) b) c)

agente causante de esta enferm edad es: Ingesta inadecuada de lípidos y ácidos grasos. Enferm edad viral relacionada con el rinovirus. Anormalidad relacionada con la vi tamina D o inges­ ta inadecuada o resisten cia a la vitam ina D. d ) Ingesta inadecuada de azúcar.

3. La terapia que pudiera ayudar en esta situ ación es: a) V itam ina D, 1 0 0 0 0 Ul/día. b ) 5% de glucosa y agua. c) Solu ción de lactato de R inger norm al. d) D ieta con con cen tració n elevada de ácidos grasos insaturados.

PRUEBA

RE S ULTADO

R A N G O DE REFERENCIA

Hgb

14.1 g/dl

12.0 a 18.0 g/dl

Hct

46%

34.0 a 52.0%

WBC

4.0 a 11.0 (cL 8.4 x 103/|xL Diferencial normalI

Urianálisis Gravedad específica

1.010

1.003 a 1.030

PH

6.8

5.0 a 9.0

Glucosa

Negativo

Negativo

Proteína

Negativo

Negativo

Microscópico

Negativo

Negativo

Examen de aminoácidos

Negativo

Negativo

Suero Na

140 meq/L

132 a 143 meq/L

K

4.0 meq/L

3.2 a 5.7 meq/L

Cl

101 meq/L

98 a 116 meq/L 13 a 29 mg/dl

n O

Preguntas

CUADRO 31-1.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO

14.3 mg/dl

Ca

7.0 mg/dl

8.9 a 10.3 mg/dl

Fosfato

1.1 mg/dl

3.4 a 5.9 mg/dl

Fosfatasa alcalina

23 unidades

15 a 20 unidades

Proteína total

6.6 g/dl

5.6 a 7.7 g/dl

Albúmina

3.4 g/dl

3.1 a 4.8 g/dl

NJ

U n niño de cuatro años de edad es llevado a una clínica infantil de Alaska por el Sistem a de Servicios Sociales de d icho estado. E l niño vivía en una casa de adop­ ción. C o n pocas salidas al aire libre, su dieta consistía en escasos vegetales verdes, productos lácteos o carnes. C om enzó a cam inar a los 14 m eses; en sus piernas se observó cierto arqueam iento. Hay tétanos o con vulsio­ nes. Es pequeño para su edad: 1 2 .2 kg, con 9 0 .6 cm de altura en el tercer percentil. E n el cuadro 3 1 -1 .1 de estudio de caso se m uestran los resultados de las prue­ bas de laboratorio.

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

5 ug/día. Al absorberla en el intestino delgado, la vitam i­ na D requiere sales biliares para la absorción. Se almacena en el hígado y se excreta por la bilis. La deficiencia grave en niños causa deficiencia para la calcificación del cartílago de la placa de crecim iento en la form ación m etafisiaria ósea, lo que conduce al desarrollo de raquitismo. E n adultos, la deficiencia conduce a desm ineralización de la matriz ósea en la rem odelación, lo que ocasiona osteom alacia. Se infor­ m an concentraciones bajas de vitam ina D con el uso de fár­ m acos anticonvulsivos y en presencia de enfermedad del intestino delgado, insuficiencia renal crónica, enfermedad hepatobiliar, insuficiencia pancreática e hipoparatiroidis­ mo. La vitam ina D llega a ser tóxica, en especial en niños. E n el hipoparatiroidism o y la hipofosfatem ia, y durante el embarazo existen concentraciones elevadas de vitam ina D. E l exceso de esta vitamina produce hipercalcem ia e hiper­ calciuria, que tal vez conduzcan a depósitos de calcio en tejido blando, y daños renal y cardíaco irreversibles.10 Es im portante m edir la form a m etabólica de vitam ina D ( 1 ,2 5 (O H ), D 3), la horm ona paratiroidea y las con cen tra­ ciones de calcio al diagnosticar hiperparatiroidism o pri­ m ario y diferentes tipos de raquitism o, cuando se vigila a p acientes con insuficiencia renal cró n ica y al m om ento de evaluar a pacientes som etidos a terapia con l ,2 5 (O H )2D3. D os form as son las m edidas m ás a m enudo en el labora­ torio clín ico : 2 5 (O H )D 3 y l,2 5 (O H )2D3. La 2 5 (O H )D 3 es la principal form a circulante de vitam ina D. Su m ed ición constituye un b u en indicador del estado n u tricion al de vitam ina D, así com o de in to x icació n por vitam ina D. E l rango de referencia es de 2 2 a 4 2 ng/ml para 2 5 (O H )D 3 y 3 0 a 53 pg/ml para l,2 5 (O H ),D r La cu antificación de los m etabolitos de la vitam ina D debe realizarse a través del uso de rad ioinm unoanálisis (RIA ) o HPLC ju n to con u n ió n com petitiva con pro teín a.13

Vitam ina K La vitam ina K (nom bre derivado del alem án, koagulation ) es el grupo de sustancias esenciales para la form ación de protrom bina y cuando m enos otras cin co proteínas de coagu lación, que inclu yen los factores V II, IX y X, y las proteínas C y S. Los com puestos que con tien en quinona representan una d escripción genérica para la m enadiona y los derivados que exhiben esta actividad. La vitam ina K ayuda a convertir las form as precursoras de estas proteí­ nas de coagu lación a las form as funcionales. Esta trans­ form ación ocu rre en el hígado. La vitam ina K dietética se absorbe sobre todo en el íleon term inal y, posiblem ente, en el colon. La vitam ina K se sintetiza por bacterias in testi­ nales. Esta síntesis proporciona 50% del requerim iento de vitam ina K. Las fuentes dietéticas principales son la col, la coliflor, la espinaca y otros vegetales frondosos, la carne de cerdo, el hígado, las sem illas de soya y los aceites vegeta­ les. A la d eficiencia de la vitam ina K en una dieta sen cilla se le considera rara en niños y adultos saludables. La d eficiencia de la vitam ina K se origina por terapia con a ntibióticos, que se debe a la d ism inu ción en la síntesis de la vitam ina por bacterias intestinales. Cuando se utilizan los antagonistas de la vitam ina K, com o la w arfina sódica para la terapia anticoagulante, los factores anticoagulan­ tes II, V II, IX y X se sintetizan pero no son funcionales.

U na d eficien cia evidente de vitam ina K quizá conduzca a u n episodio hem orrágico o se produce cuando se utilizan anticoagulantes, com o la warfina sód ica.14-15 La d eterm inación del tiem po de protrom bina (v eloci­ dad de coagu lación después de la ad ición de trom boplastina y calcio al plasm a citratado) constituye un estupendo ín d ice de pertinencia de la protrom bina. E l tiem po de pro­ trom bina se prolonga en presencia de d eficiencia de vita­ m ina K y de enferm edades hepáticas caracterizadas por red u cción de la síntesis de protrom bina. La d eficiencia de la vitam ina K ocasiona, tam bién, prolongación del tiem po parcial de trom boplastina, pero el tiem po de trom bina se en cuentra dentro del intervalo de referencia. Por lo general, en adultos no se observa toxicidad de vitam ina K. E n lactantes, las dosis grandes tal vez ocasio­ nen hiperbilirrubinem ia. E l RDR de vitam ina K en adultos es de 8 0 ug/día para hom bres y de 6 5 ug/día para m u jeres.16 E n la m ayor parte de los laboratorios, no se analiza la vita­ m ina K. Sin embargo, el tiempo de protrom bina se utiliza com o indicador funcional del estado de vitam ina K .12 E l tiem po norm al de protrom bina es de 11 a 15 segundos, lo que varía de acuerdo con el m étodo. Con la deficiencia de vitam ina K, el tiem po de protrom bina se prolonga. Varios suplem entos herbolarios (p. ej., ajo, gingko y ginseng) refuerzan los efectos de la warfarina sódica o interactúan con las plaquetas, lo que aum enta el riesgo de hem orragia.

V itam inas solubles en agua Tiam ina La tiam ina (vitam ina B 3) actúa com o coenzim a en las reacciones de d escarboxilación en las vías principales de los carbohidratos y en el m etabolism o de am inoácidos de cadena ram ificada. Se absorbe con rapidez de los ali­ m entos en el in testin o delgado y se excreta por la orina. La afección clín ica relacionada con la d eficien cia de la tia­ m ina es el beriberi. A unque por lo general se localiza en países subdesarrollados del m undo, el b eriberi se presenta en Estados U nidos entre personas con alcoholism o cró n i­ co. Al parecer la ingesta reducida, la absorción deficiente y el increm en to de los requerim ientos participan en el desa­ rrollo de d eficien cia de la tiam ina en personas con a lco ­ holism o. E n adultos, el RD R de tiam ina es de 1.5 mg/día para hom bres y de 1.1 mg/día para m u jeres.17 La actividad fu ncional de la tiam ina se mide de m ejo r m anera a través de la actividad de la eritrocito tran scetolasa (E T C ), antes y después de la ad ición de pirofosfato de tiam ina (P F T ). Se produce d eficien cia de tiam ina cuando el increm en to en la actividad después de la adición de P F T es m ayor de 25% .

Riboflavina La riboflavina (vitam ina B 2) funciona de m anera prim or­ dial com o com ponen te de dos coenzim as: m onon u cleótid o de flavina y adenina d inucleótido de flavina (A D F). Estas dos coenzim as catalizan varias reacciones de oxid aciónreducción. La riboflavina dietética se absorbe en el in testi­ no delgado. Los depósitos corporales de una persona con n u trició n correcta son adecuados para prevenir deficiencia de riboflavina durante cin co m eses. E l exceso de ribofla­ vina se secreta por la orina y no tiene toxicidad conocida.

CAPÍTULO 31 ■ VITAMINAS, GRASAS ESENCIALES Y MACRONUTRIENTES

Entre los alim entos altos en riboflavina se encuentran la leche, el hígado, los huevos, la carne y los vegetales fron­ dosos. La deficiencia de riboflavina se presenta con otras deficiencias nu tricion ales, alcoholism o y diarrea crónica y absorción deficiente. C iertos fárm acos antagonizan la acción o el m etabolism o de la riboflavina, que inclu yen la fenotiazina, los anticonceptivos orales y los antidepresivos tricíclico s.18 En adultos, el R D R de riboflavina es de 1.7 mg/día para hom bres y de 1.3 mg/día para m u jeres.18 La red ucción de la actividad de la glutatión reductasa m ayor de 40% indica deficiencia.

P iridoxina La piridoxina (vitam ina B 6) es ubicua. Consta de tres com ­ puestos relacionados: piridoxina, que se localiza sobre todo en plantas; y piridoxal y piridoxam ina, que están presentes en productos de origen anim al. Las principales fuentes d ietéticas de vitam ina B,. son la carne, el pollo, el pescado, las papas y los vegetales. Los productos lácteos y los granos contribuyen en m enor cantidad. La vitam ina B. se absorbe con rapidez del tracto intestinal y se excreta por la orina en form a de m etab olito s.19 Rara vez ocurre defi­ cien cia de vitam ina B6 de m anera aislada; se observa más a m enudo en pacientes con d eficiencia de varias vitam inas B. Los pacientes con m ayor riesgo de deficiencia son aque­ llos que padecen urem ia, enferm edad hepática, síndrom es de absorción, m alignidades o alcoholism o cró n ico . La ingesta elevada de proteínas aum enta los requerim ientos de vitam ina B 6. La deficiencia está relacionada con hiperhom ocisteína. La vitam ina B 6 tiene baja toxicidad debido a su naturaleza hidrosoluble. Sin em bargo, las dosis extre­ m adam ente elevadas quizá produzcan neuropatía perifé­ rica. E n adultos, el RDR de vitam ina B g es de 2 .0 mg/día para hom bres y de 1.6 mg/día para m u jeres.19

N iacina E l requerim iento de niacina en seres hum anos se cubre, hasta cierto grado, por la conversión de triptófano d ietéti­ co a niacina. La niacina es el térm ino genérico tanto para el ácido nicotín ico com o para la nicotinam ida. La niacina funciona com o com ponente de las dos coenzim as (NAD y NAD P), que son necesarias para m u chos procesos m etabó­ licos, com o la respiración tisular, el m etabolism o de lípidos, el m etabolism o de ácidos grasos y la glucólisis. La reduc­ ció n de la coenzim a produce dihidronicotinam ida (NADE! o N AD PH ), que posee una fuerte absorción a 3 4 0 nm , una característica utilizada de m anera amplia en análisis de las enzim as dependientes del nucleótido de piridina. La niacina se absorbe en el intestino delgado, en tanto el exceso se excreta en forma de metabolitos por la orina.20 La pelagra, el síndrome clínico ocasionado por deficiencia de niacina, está relacionado con diarrea, demencia, dermatitis y muerte. La deficiencia de niacina llega a originarse por alcoholism o. Para disminuir las concentraciones de lípidos, se administran de manera terapéutica dosis farmacológicas de ácido nicotínico. La toxicidad de la niacina es baja. Sin embargo, cuando se ingieren dosis elevadas, com o ocurre a menudo en terapias que disminuyen lípidos, tal vez aparez­ can enrojecim iento de la piel y vasodilatación. En adultos, el RDR es de 19 mg/día para hom bres y de 15 mg/día para

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m ujeres.20 Los valores sanguíneos y urinarios son útiles en la evaluación del estado nutricional de niacina.

Folato E l folato es el térm ino genérico para los com ponentes con características nu tricion ales y quím icas sim ilares al ácido fólico. E n el aspecto m etabólico, el folato funciona com o coenzim as im plicadas en varias reacciones de transferencia de u n carbón. E l folato y la vitam ina B p se relacionan de m anera estrecha desde el pu nto de vista m etabólico. Los cam bios hem atológicos que se originan por la deficiencia de cu alquier vitam ina son indistinguibles. E l folato de la dieta se absorbe en el yeyuno, y el exceso se secreta por la orina y las heces. Además, se sin tetizan cantidades grandes de folato por bacterias en el colon. Los com pues­ tos co n actividad m etabólica a los que por lo general se les con o ce com o fo la to s son análogos estructurales del ácido pteroilglutám ico (ácido fó lico). Los folatos alim enticios se encu en tran sobre todo en vegetales frondosos y verdes, frutas, carnes orgánicas y levadura. Los alim entos hervidos y el uso de grandes cantidades de agua ocasionan la des­ tru cció n del folato. E n Estados U nidos, la dieta prom edio tal vez sea inadecuada en folato para ad olescentes y m u je ­ res em barazadas o en lactan cia.21 El síntom a clín ico principal de deficiencia de folato es la anem ia m egaloblástica. Los índ ices quím icos de la d eficien cia son, en orden de ocu rrencia, folato sérico bajo, hipersegm entación de neutrófilos, ácido form im inoglutám ico (F IG L U ) (u n m etabolito de histid ina que se acu ­ m ula ante la ausencia de folato) urinario elevado, folato eritrocítico b a jo , m acroovalocitosis, m édula m egaloblásti­ ca y anem ia. Las con centraciones de folato sérico, aunque constitu yen un índ ice tem prano de d eficiencia, con fre­ cu encia son b ajas a pesar de depósitos tisulares norm ales. D ebido a que la m ayor parte del alm acen am iento de folato ocurre después de la fase dependiente de la vitam ina B p , es posible que el folato del eritrocito tam bién dism inuya en presen cia de deficiencia de vitam ina B p o de folato. A pesar de esta coincidencia, se acepta la con cen tració n del folato del eritrocito com o el m ejo r índ ice de laborato­ rio de d eficiencia de folato.22 La m ayoría de los m édicos solicitan m ed ición de concentracio nes de folato tanto en suero com o en eritrocitos porque los valores séricos indi­ can depósitos más aproxim ados a las con cen tracio n es cir­ culantes de folato y eritrocito. E n la deficiencia de folato ocurre elevación de la hom ocisteína en suero y orina.22 Por lo general, se m ide la h om ocisteína total, que con sti­ tuye la sum a de todas las especies de hom ocisteína, tanto las form as libres com o las unidas co n p ro te ín a s.23 E l requerim iento de folato aum enta durante el em ba­ razo y, en especial, durante la lactancia. E n esta últim a, el increm ento se debe, en parte, por la presencia de enlaces de folato de alta afinidad en la leche. Los suplem entos dietéti­ cos de folato en m ujeres embarazadas reducen la incidencia de defectos del tubo neural fetal. O tros casos de aum en­ to del requerimiento de folato incluyen anemia hem olítica, deficiencia de hierro, nacim iento prem aturo y m ielom a m últiple. Los pacientes que reciben tratam iento de diálisis pierden folato con rapidez. Entre las afecciones clínicas22-24

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

relacionadas con deficiencia de folato se encuentran anemia m egaloblástica, alcoholism o, síndrom e de m alabsorción, carcinom a, enfermedad hepática, hem odiálisis crónica, y anem ia hem olítica y sideroblástica. Ciertos anticonvulsivos y otros fárm acos que interfieren con el m etabolism o del folato son la sulfasalazina, isoniazida y cicloserina. La defi­ ciencia de folato de origen dietético suele ocurrir en perso­ nas mayores. La terapia con fenitoína acelera la excreción de folato e interfiere con la absorción y el m etabolism o del m ism o. E l alcohol interfiere con la circulación enterohepática del folato, y el m etotrexato, un agente quim oterapéutico, inhibe la enzim a dihidrofolato reductasa. Se observan concentraciones bajas de folato sérico con el uso de anti­ conceptivos orales. No existen casos conocid os de toxicid ad del folato. E n adultos, el R D R es de 2 0 0 pg/día para hom bres y de 180 pg/día para m ujeres. Los rangos de referencia son los siguientes: Suero: 3 a 16 ng/ml E ritrocito: 130 a 6 3 0 ng/ml Reservas deficientes: m enos de 1 4 0 ng/ml Es posible m edir los valores de folato en suero a través de u n exam en m icrobiológico en el que se em plea Lactobacillus casei, o un análisis de u n ió n con proteína com pe­ titivo para determ inar las concentraciones en suero y en eritrocito. Cuando se desarrolla deficiencia de folato, en p ri­ m er lugar dism inuyen los valores séricos, seguido por red u cción del folato de eritrocito y, al final, m anifestación h em atológica.24 La m edición de los niveles séricos y de eritrocito es ú til porque los valores en suero in d ican reser­ vas m ás aproxim adas de las con cen tracio n es circulantes de folato y eritrocito.22-24 El suero con tien e proteínas de u n ió n endógena que lle­ gan a unirse al folato y producir m ediciones bajas falsas de la co n cen tració n de folato sérico. Aunque la m edi­ ció n de la con cen tració n de folato en glóbulos ro jos tiene ventajas sobre el análisis en suero para el diagnóstico de anem ia m egaloblástica, es probable que se originen pro­ blem as analíticos a partir de las distintas form as de folato en eritrocitos. E l folato en suero está presente casi exclu si­ vam ente en form a de m onoglutam ato. Sin em bargo, en los glóbulos ro jos, se encuentra en form a de poliglutam ato y com o com p lejos de peso m olecular elev ad o .24

Vitam ina B n La vitamina B p (cobalamina) se refiere a un grupo grande de com puestos que contienen cobalto. La absorción intestinal de vitamina B 12 tiene lugar en el íleon, y está mediada por una proteína de unión única denominada factor intrínseco, que se secreta por el estómago. La vitamina B p participa com o coen­ zima en las reacciones enzimáticas necesarias para la hem a­ topoyesis y el metabolismo de ácidos grasos. E l exceso de vitamina B p se secreta en la orina. La vitamina B , , com pren­ de un anillo de cortina (que contiene pirróles similares a la porfirina) unido a un átomo de cobalto central. Los diferen­ tes com puestos corrinoides, o cobalaminas, se distinguen por el sustituyem e ligado al cobalto. Las formas activas del cofac­ tor de la vitamina B 12 son la m etilcobalamina y la desoxiadenosilcobalamina. Las fuentes dietéticas de vitamina B p se

obtienen de productos de origen animal (p. ej., carne, huevos y leche) y algunos vegetales. Por tanto, es probable que las dietas vegetarianas totales originen deficiencias de vitamina B p. La vitamina B p proveniente de los animales se produce por síntesis intestinal microbiana. La dieta diaria promedio contiene 3 a 3 0 pg de vitamina B p, de la que se absorben 1 a 5 pg. La frecuencia de la deficiencia dietética se increm enta con la edad, con una ocurrencia de más de 0.5% en personas mayores de 6 0 años de edad,24 aunque los síntomas origina­ dos por deficiencia en la dieta son raros. La m ayor parte de la absorción de vitam ina B ]2 se rea­ liza a través de un com plejo co n el factor in trín seco, una proteína secretada por las células parietales gástricas. Este com plejo factor intrínseco B 12 se un e con receptores ileales específicos. Los anticuerpos “bloqueadores” del factor intrínseco previenen la unión de la vitam ina B 12 con el fac­ tor intrín seco, en tanto los anticuerpos de “u n ió n ” se com ­ b in an con el factor in trínseco libre o con el com plejo factor in trín seco-B 12, lo que evita la adhesión del com plejo a los receptores ileales y la captación intestinal de la vitam ina. Además, se ha identificado a los anticuerpos celulares parietales com o causa de anem ia perniciosa. Después de la liberación a partir del com plejo del factor intrínseco den­ tro de la célula m ucosa, la vitam ina B 12 circula en el plasm a unida a proteínas de transporte específicas, y se deposita en el hígado, la médula ósea y otros tejidos. E xiste circula­ ció n enterohepática im portante de vitam ina B p . E l plasma contiene am bos tipos de proteínas de transporte, transcobalam inas y las tres form as de vitam ina B 12 (hid roxicobalam ina, m etilcobalam ina y d esoxiadenosilcobalam ina). E n la prueba de Schillin g, el pacien te recibe una dosis oral pequeña de vitam ina B 12 radiomarcada. La B 12 parenteral se adm inistra de m anera sim ultánea para saturar sitios de un ión. E l suero y la orina se recolectan a intervalos, y se m ide la B p marcada en las m uestras. Los pacientes que no absorben la vitam ina B p (que por lo general constituye una deficiencia del factor intrín seco, com o en la anem ia perniciosa) no lo h acen tam poco con la B p m arcada, por lo que presentan concentraciones b ajas en sangre y orina. E n la actualidad, el térm ino anem ia pern iciosa se apli­ ca m ás a m enudo a la deficiencia de vitam ina B p debida a la ausencia del factor intrín seco. Los an ticuerpos para el factor intrín seco y las células parietales son frecuentes en pacientes con anem ia perniciosa, sus parientes sanos y pacientes co n otros trastornos autoinm unitarios. E n o ca­ siones aparece d eficiencia de B p en vegetarianos estrictos com o resultado de la deficiencia dietética. Además, ocurre pérdida de B p en individuos infectados co n tenia de pes­ cado o a causa de enferm edades de absorción d eficiente, com o esprue o enferm edad celiaca. Se observan co n cen ­ traciones b ajas de vitam ina B p en presencia de deficiencia de folato, y es posible enm ascarar dicha d eficiencia a tra­ vés de dosis grandes de folato. No hay inform es de to x ici­ dad de la vitam ina B p . E l RDR de vitam ina B p en adultos es de 2 ug/día. Los m étodos de análisis de la B p con sisten en exam en m icrobiológico con el uso de rad ioin m unoanálisis de u n ió n con proteína com petitiva con Lactobacillus leichm anii o un inm un oanálisis enzim ático. La deficiencia de la vitam ina B p causa dos trastornos principales: anem ia m egaloblástica (anem ia perniciosa)

CAPÍTULO 31 ■ VITAMINAS, GRASAS ESENCIALES Y MACRONUTRIENTES

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ES T U D IO D E C A S O 31-2 Una m u jer de 6 5 años de edad ingresa al hospital con leve insuficiencia cardiaca congestiva. En la clínica familiar, inform ó entum ecim iento, horm igueo en las pantorrillas y los pies y pérdida de peso. En el exam en físico se detecta que se trata de una m u jer con desorien­ tación ligera, depresión y palidez. Su presión sanguínea es de 110/70 mmHg. Se observa ictericia esclerótica leve. E xiste picadura de 1+ y edema del tobillo. La eva­ luación neurológica dem uestra pérdida de la sensación vibratoria en ambas piernas con reflejos exagerados en el tobillo y la rodilla. E n el cuadro 3 1 -2 .1 de estudio de caso se m uestran los resultados de laboratorio iniciales.

CUADRO 31-2.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO PRUEBA

RESULTADO

R A N G O DE REFERENCIA

Hemoglobina

9.3 g/dl

12 a 16 g/dl

Hematócrito

28%

38 a 47%

MCH

35 pg

27 a 31 pg

MCV

108 fl

80 a 96 fl

MCHC

32.4 g/dl

32 a 36 g/dl

Na

141 meq/L

136 a 145 meq/L

Preguntas

K

4.2 meq/L

3.5 a 5.3 meq/L

1. ¿Cuál de las siguientes es una form a con actividad biológica de cobalam ina en plasma? a) Cianocobalam ina. b ) H idrocobalam ina. c) D esoxiadenosilcobalam ina. á) A cuocobalam ina. e) Transcobalam ina.

Cl

102 meq/L

96 a 106 meq/L

co2

26 mg/dl

22 a 33 mg/dl

Ca

9.7 mg/dl

8.4 a 10.3 mg/dl

Glucosa

100 mg/dl

70 a 110 mg/dl

ÑUS

14 mg/dl

10 a 20 mg/dl

Creatina

1.0 mg/dl

0.4 a 1.4 mg/dl

B12 sérica

130 pg/ml

180 a 900 pg/ml

Folato sérico

6 ng/ml

5 a 12 ng/ml

Folato RBC

105 ng/ml

200 a 700 ng/ml

2. ¿Dónde se produce el factor intrínsico en el cuerpo? a) Estóm ago. b) Esófago. c) Intestin o delgado. d) In testin o grueso. 3. ¿Cuál es la proteína de u n ión para la vitam ina B ,,? a) P roteína de u n ión con retinol. b) F acto r extrínseco. c) C orticotropina. d ) Transcobalam ina II. 4. Enum ere sustancias alim enticias que con tien en vita­ m ina B i r 5. Enum ere sustancias alimenticias que contienen folato.

y una afección neurológica denom inada trastorno de sis­ temas com binados.24 Las m anifestaciones neurológicas son variables y quizá sutiles. Por esta razón, se debe conside­ rar la deficiencia de vitam ina B 12 com o causa de cualquier anem ia m acrocítica o afección neurológica inexplicada, en especial en personas de edad avanzada. Es posible utilizar la vitam ina B p sérica en la valoración in icial.24 Los valores de ácido m etilm alónico tal vez sean más definitivos debido a que el lím ite inferior de referencia es incierto. Por lo gene­ ral, los pacientes con anem ia perniciosa padecen gastritis atrófica y m uestran aum ento en la incidencia de carcinom a gástrico. E l rango de referencia para la vitam ina B 12 es de 1 10 a 8 0 0 pg/ml.24,25 Los m étodos más frecuentes para la d eterm inación de la vitam ina B 12 son los radioinm unoanálisis de u n ió n con proteína com petitiva, que se basan en el principio de que la vitam ina B 12 liberada de las proteínas de unión endógena se pueden m edir por su com petencia con B 12 com arcada para una cantidad lim itada de proteína de u n ión específica. Las proteínas de u n ión que suelen uti­ lizarse son factores intrínsecos de anim ales. Se deben obte-

n er m ediciones especiales para elim inar la interferencia causada por otros ligadores proteínicos no específicos de la vitam ina B 12. E xisten varios análisis no radioisotópicos de vitam ina B 12 para uso rutinario en el laboratorio.

Biotina La biotina es una coenzim a para varias enzim as que trans­ portan unidades de carboxilo en tejido, y desempeña una función integral en la gluconeogénesis, lipogénesis y sín­ tesis de ácidos grasos. La biotina dietética se absorbe en el intestino delgado, pero tam bién se sintetiza en el intestino por bacterias. Varios alim entos contienen biotina, aunque ninguno es demasiado abundante en ella (hasta 2 0 ug/100 g). La ingesta dietética, baja en el período neonatal, aum en­ ta a medida que los recién nacidos pasan del calostro a la leche madura de pecho. La deficiencia de biotina se produ­ ce por ingestión de cantidades grandes de avidina, encon­ trada en las claras de huevo crudo, que se unen a la biotina. Se observa deficiencia de biotina en pacientes que reciben nu trición parenteral a largo plazo, y en lactantes con defec­

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

tos genéticos de las enzim as carboxilasa y biotinidasa. E l RD R de la biotina no está establecido; sin embargo, se reco­ m ienda un rango provisional de 3 0 a 1 0 0 pg/día.26 E n el entorno clínico, rara vez se m iden los valores de biotina.26

togulónico, y está sujeto a interferencia de am inoácidos y tiosulfatos. La H PLC proporciona m ayor sensibilidad y especificidad. E l rango de referencia para el ácido ascórb i­ co es de 0 .4 a 0 .6 mg/dl.28

Á cido pantoténico

C a rnitina

Al factor de crecim iento que está presente en todos los tipos de tejid o vegetal y anim al se le d enom inó prim ero vitam ina B3 y después ácido pantoténico (térm ino proce­ dente del griego, que significa de todas partes). Entre las fuentes dietéticas se encuentran hígado y otras carnes orgánicas, leche, huevos, cacahuates, legum bres, hongos, salm ón y granos enteros. Alrededor de 50% del pantotenato alim enticio está disponible para la absorción. E l pantotenato se convierte por m edios m etabólicos a 4 '-fo sfopanteteína, que se un e de m anera covalente a la proteí­ na transportadora de acilo sérico o a la coenzim a A. Esta últim a es una coenzim a de transferencia m uy im portante del grupo acilo im plicada en m u chas reacciones de varios tipos de éstas. Al pantotenato de sangre com pleta m enor de 1 0 0 0 mg/L y la excreción urinaria inferior a 10 mg/día se les considera indicativos de deficiencia.

La carnitina, que incluye L-carnitina y sus ésteres de ácido graso (acilcarnitina), se describe com o un nutriente condi­ cionalm ente esencial.29 La carne, el pollo, el pescado y los productos lácteos constituyen las principales fuentes dieté­ ticas. Por lo general, los alim entos de origen vegetal contie­ nen poca carnitina, excepto la m antequilla de cacahuate y los espárragos.29 Las dietas norm ales proporcionan más de la m itad del requerim iento en seres hum anos, pero las die­ tas vegetarianas estrictas abastecen sólo 10% de la carnitina total necesaria.29 La síntesis ocurre en el hígado, cerebro y riñón. La L-carnitina facilita la entrada de ácidos grasos de cadena larga en la m itocondria por oxidación y producción de energía.29 Los principales signos de deficiencia de carni­ tina son debilidad m uscular y fatiga. La carnitina total se mide después de que la hidrólisis del éster produce carnitina libre. La deficiencia hum ana es hereditaria o adquirida: por ingesta inadecuada, aum ento del requerim iento (em bara­ zo y lactancia) o increm ento de la pérdida urinaria (terapia con ácido valproico). Los lactantes y pacientes que siguen un período de nutrición parenteral a largo plazo y aquellos con hem odiálisis son más vulnerables a la d eficien cia.29

Á cido ascórbico Es la vitam ina a la que se le suele analizar de m anera más amplia. E l ácido ascórbico (vitam ina C ) es un potente com ­ puesto reductor que se adquiere por ingestión dietética. Las fuentes dietéticas principales constan de frutas (en especial cítricas) y vegetales (p. ej., tom ates, pim ientos verdes, col, vegetales frondosos y papas). E l ácido ascórbico es im por­ tante en la form ación y estabilización del colágeno por hidroxilación de prolina y lisina por enlace cruzado, y en la conversión de tirosina a catecolam inas (por dopam ina (3-hidrolasa). Aum enta la absorción de ciertos m inerales, com o el hierro, se absorbe en la parte superior del intestino delgado y se distribuye a lo largo de los com partim entos solubles en agua del cuerpo.27 E l estado de deficiencia, al que se le conoce com o escorbuto, se caracteriza por tras­ tornos hem orrágicos, que incluye inflam ación, sangrado de encías, alteración en la curación de heridas y anem ia.27,28 Aunque la orina es la ruta principal de excreción , no se recom ienda la m edición del ascorbato urinario para la valo­ ración del estado. Entre los fárm acos conocidos para incre­ m entar la excreción urinaria del ascorbato se encuentran la aspirina, la am inopirina, los barbituratos, la hidantoína y el paraldehído. Los requerim ientos de ácido ascórbico aum entan aún m ás en situaciones de lesión de estrés agu­ do y estados de inflam ación crónica, pero tam bién lo hacen con el em barazo y el uso de anticonceptivos orales. La ingesta excesiva llega a interferir con el m etabolism o de la vitam ina B 12y las acciones de fárm acos (p. e j., ácido am inosalicílico, antidepresivos tricíclicos y anticoagulantes).27,28 E l análisis em pleado con m ayor frecu encia para el áci­ do ascórbico es el m étodo 2,4-d initrofen ilhid razina. En este proced im iento, el ácido ascórbico prim ero se oxida en ácido d ehid roascórbico y ácido 2,3-d iceto g u ló n ico con la form ación de u n producto coloreado que se absorbe a 5 2 0 nm . Este m étodo m ide el contenid o total de vitam ina C de la m uestra debido a que tam bién se cu antifican el ácido ascórbico, el ácido dehidroascórbico y el ácido d ice-

Requerim iento dietético recom endado (RDR) E l RD R se creó para su uso en Estados U nidos, y representa el nivel de ingesta de nu trientes esenciales suficientes para satisfacer las necesidades nutricion ales de prácticam ente todos los individuos saludables de la población en general, con base en el con o cim ien to cien tífico disponible.6 Al RD R no se le considera adecuado en lactantes prem aturos; para cu brir las necesidades terapéuticas especiales de personas con infeccio nes, trastornos m etabólicos o enferm edades crónicas; o para quienes em plean ciertas preparaciones farm acéuticas, com o anticonceptivos orales.6 Al RDR no se le interpreta com o requerim ientos de nutrientes para los individuos. Sin embargo, es posible uti­ lizarlo en la evaluación de la ingesta dietética individual. Puesto que tiene com o objetivo cum plir con las necesida­ des nutritivas de casi cualquier persona, se entenderá que el RD R tal vez exceda las necesidades de algunas personas. Por tanto, aunque la dieta de un individuo no cubra los requeri­ m ientos recomendados, no se asum irá que la persona pade­ ce desnutrición o que tiene una dieta deficiente a m enos que exista evidencia de anormalidades bioquím icas o clínicas.

M etabolism o vitam ínico Aunque todas las personas son un poco sem ejantes con respecto a los requerim ientos de nutrientes, existen varios factores que afectan los requerim ientos nutricionales y vita­ m ínicos, entre los que se incluyen diferencias genéticas, factores adquiridos (p. ej., embarazo, enfermedad, estados hiperm etabólicos) y otros (p. ej., cirugía, fármacos, alcohol). La causa prim aria de desnu trición latente es la ingesta alim enticia inadecuada. Se tom arán en cu enta, tam bién,

627

CAPÍTULO 31 ■ VITAMINAS, GRASAS ESENCIALES Y MACRONUTRIENTES

CUADRO 31-2. ACCIONES DE FÁRMACOS Y ANTICONCEPTIVOS ORALES EN LAS VITAMINAS Fármaco o nutriente Piridoxina: antagonizada por isoniazida, esteroides, penicilamina Riboflavina: antagonizada por fenotiazinas, algunos antibióticos Folato: antogonizado por fenitoína, alcohol, metotrexato, trimetoprim Ascorbato: antagonizado por (incremento en la excreción) aspirina, barbituratos, hidantoínas Exceso de ascorbato: interfiere con las acciones de ácido aminosalicílico, antidepresivos tricíclicos, anticoagulantes; tal vez cause "escorbuto de rebote" y síndrome de abstinencia Los agentes anticonceptivos orales causan Aum ento de vitamina A sérica, PUR Disminución de los requerimientos de las vitaminas K y C Disminución de los índices del estado de vitamina B6 Reducción del uso de riboflavina Incremento en la ruta del triptófano de niacina Disminución de la inducción de la deficiencia de tiamina Reducción del folato sérico (dependiente del ciclo-día) Disminución de la inducción de la deficiencia de folato cervical las causas secundarias, com o los problem as relacionados con las necesidades nutritivas, que inclu yen absorción d eficiente, uso ineficiente, daño en el transporte, aum ento de los requerim ientos y excreció n excesiva de nutrientes. Además, los fárm acos y anticonceptivos orales tienen im pacto en el m etabolism o de las vitam inas. E n el cuadro 3 1 -2 se resum en las acciones de los anticonceptivos orales y de los fárm acos en el m etabolism o de las vitam inas.

D ietas especiales La calidad de proteína en los alim entos de origen vegetal, sobre todo los granos de cereal, suele ser m en or que en aquellas proteínas de origen anim al. Cuando la m ezcla de proteínas de origen vegetal se realiza de m anera ju ic io ­ sa, las com binaciones de alim entos proteín icos de inferior calidad quizá proporcionen m ezclas de casi el m ism o valor n u tricion al que los alim entos de proteín a anim al de alta calidad.7-8 Por lo general, la ingesta de vitam ina B |2es baja en la m ayor parte de las dietas vegetarianas.

Á CID O S GRASO S ESENCIALES Los ácidos grasos (AG) se clasifican de acuerdo con dos características: • Longitud de cadena (p. ej., cadena corta, media o larga). • N úm ero de enlaces dobles (p. ej., saturados, m onoinsaturados o p o liinsatu rad os).

Los ácidos grasos esenciales que se d escriben a co n ti­ n u ació n son los ácidos grasos poliinsaturados y sus deri­ vados. Los AG poliinsaturados p ertenecen a las fam ilias om ega-6 (toó) y om ega-3 (co3).30,31 Los AG om ega-3 son antiinflam atorios y está dem ostrado que son benéficos en fórm ulas entérales especiales para regular el síndrom e de respuesta inflamatoria sistémica (SRIS). Los AG omega-6 son proinflam atorios. A ctúan a través de las rutas del eicosan oide; los AG co3 afectan la adhesividad de las plaquetas.32,33 Los AG om ega-3 form an prostaglandinas y leu cotrienos (en particular, PG 3 y LT5), que son conocid os por redu­ cir la inflam ación e inm unosupresión, en tanto los ácidos grasos cd6 producen P G 2y LT4, que indu cen inflam ación e inm unosupresión. Es posible que los AG poliinsaturados sean atacados por radicales libres y oxidados en peróxidos lipidíeos. E n la actualidad, se encuentra b ajo investigación la fu n ció n de los AG en la progresión de la aterosclerosis y la e stea to sis n o a lco h ó lica , c o n u n v ín cu lo p o te n cia l c o n la diabetes tipo 2 a través de la F N T -a . E l com plem en­ to de co3/ co6 en todo el cu erp o se refleja en la fluidez m em branosa.33 La m edición de ácidos grasos esenciales se realiza a tra­ vés de crom atografía de gases-espectrom etría de masa (C G EM ). Debido a las enorm es m ejoras en la tecnología, la proporción trieno:tetreno norm al se redujo de 0 .4 a 0.02. E n el cuadro 3 1 -3 se m uestra la com p osición de los áci­ dos grasos esenciales de las células plasm áticas y rojas. La proporción trieno:tetraeno b aja m ide una deficiencia rela­ tiva de AGco3. E n la enferm edad de C rohn, ocurre deficien­ cia absoluta de AG, pero se observa insuficiencia relativa con una ingesta desequilibrada de carbohidratos y de áci­ dos grasos poliinsaturados (A G PI), ct»3 en particular.

CUADRO 31-3. VALORES DE REFERENCIA M EDIOS PARA LOS PORCENTAJES DE ÁCIDOS GRASOS CLAVE EN PLASM A Y GLÓBULOS ROJOS (GR)3_________________ ________________ __________ ÁCIDO G R A S O

PLASMA

GR

16:1 o>7

<2.1

<0.4

18:2co6

30 a 40

8 a 12

18:3o)3

0.3 a 1.5

0.5

d fa 6

8 a 14

7 a 25

d fa3

>3

>5

20:3w9/20:4u)6

<0.02

<0.01

SFA

<30

<35 a 40

MUFA

<28

<14 a 20

o)6

40 a 55

30 a 35

o)3

2 a 4

5a 8

AGPI

45 a 55

45 a 55

Reimpreso con autorización de Siguel E, Deficiencies and abnormalities of essential fats in gastrointestinal and coronary artery disease, J Clin Ligand Assay, 2000;23[12]: 104-111. aLos valores de referencia no están bien establecidos; dependen de los métodos usados y de la población de referencia. Los valores son aproximados para ilustrar las diferencias entre el plasma y los GR.

628

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

ES T U D IO D E C A S O 31-3 A u n hom bre de 2 7 años de edad se le diagnosticó un tum or carcinoide en la parte inferior del intestino del­ gado. E l tum or fue elim inado, co n la extirp ación de una porción de la secció n inferior del in testin o delgado. Su período de recup eración resultó un po co com plicado por la pérdida de peso. Varios m eses después de la ciru ­ gía, se le p racticó una laparotom ía, en la que se d em os­ tró que el tum or carcinoide no se elim inó por com pleto; se extirp ó otra parte del in testin o delgado debido a las adhesiones obstructivas. E l hom bre se recuperó de la segunda cirugía y se interrum pió la alim entación con sonda. Regresó a la clín ica 18 m eses después de la p ri­ m era cirugía un poco pálido y m anifestando problem as para m antener el peso. En la evaluación de laboratorio se reveló anem ia m acrocítica hipocróm ica leve y fu n­ ciones renal y hepática norm ales. La m uestra de heces fue negativa para ova, parásitos y patógenos en téricos. Se le reingresó para som eterlo a reem plazo electro lítico y de líquido intravenoso.

Preguntas 1. ¿Cuál es la evidencia bioqu ím ica existen te para la m alabsorción de grasas? 2. ¿Q ué parám etros nutricion ales se verían afectados p or la m alabsorción de grasas? 3 . Identifique las vitam inas solubles en grasa. 4. ¿Q ué trastorno se origina por la deficiencia de la vitam ina B ?

La insuficiencia de AG om ega-3 se relaciona con un increm en to en la adhesividad plaquetaria y estado hipercoagulable.33 E stos pacientes están en riesgo particular de derram e cerebral y enferm edad coronaria. Los AG om ega 3 se com plem entan con pescado (p. e j., atún, salm ón, bacalao) y aceite de pescado, aceite de sem illa de lino y sem illa de lino, cacahuates y tofú.

RIESGO DE DESNUTRICIÓN La d esnu trición es un estado de uso o ingesta inadecuado involuntario de calorías, proteínas o grasa esenciales, o m icron u trientes (vitam inas y olig o elem en tos), que o ca­ siona riesgo de alteración la fu n ció n fisiológica relacio ­ nada co n aum ento de la m orbilidad y m ortalidad.34'40 Los pacien tes co n desnu trición cró n ica de calorías padecen pérdida de tejid o adiposo y m uscular com o resultado de aum ento de la actividad lipolítica y glucon eogénica, res­ pectivam ente.41 Sin em bargo, estos pacien tes no dem ues­ tran deficiencia proteica, lo que se com prueba por las con cen tracio n es norm ales de proteínas séricas de tran s­ porte. A este estado de desnu trición se le co n o ce com o m arasm o. Adem ás, la desnu trición aguda de proteínascalorías aguda está relacionada de m anera estrecha con

CUADRO 31-3.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO PRUEBA

RESULTADO

R A N G O DE REFERENCIA

Albúm ina

3.4 g/dl

3.5 a 5 g/dl

Prealbúmina

15 mg/dl

18 a 40 mg/dl

Sodio

139 mmol/L

136 a 145 mmol/L

Potasio

3.7 mmol/L

3.5 a 5 mmol/L

Cloruro

101 mmol/L

99 a 109 nimol/L

Bicarbonato

23 mmol/L

22 a 28 mmol/L

Calcio

8.6 mg/dl

8.5 a 10.5 mg/dl

Magnesio

1.7 mg/dl

1.5 a 2.5 mg/dl

3 mg/dl

2.8 a 4 mg/dl

Tiempo de protrombina

17 seg

Ferritina

22 ng/ml

20 a 250 ng/ml

Vitamina A

207 |xg/L

300 a 800 mg/L

Vitamina D

6 ng/ml

30 a 53 ng/ml

Vitamina E

2 mg/L

5 a 18 mg/L

Vitamina C

0.4 mg/dl

0.4 a 0.6 mg/dl

Vitamina B12

100 pg/ml

110 a 800 pg/ml

Grasa fecal (72 h)

30 g/día

<6 g/dia

pérdida m u scular grave (p roteólisis)42 debido a una res­ puesta obligatoria controlada por la citocin a a la que se le denom ina dicotom ía adaptativa nutricional dependiente (DAND) , 42,42 co n pérdida im portante de nitrógeno a cau ­ sa de la proteólisis. Los pacien tes que son obesos y catab ó lico s y a los que no se les consid eraría desnutridos se en cuentran en riesgo elevado de com p licaciones relacio­ nadas con d esnu trición: en particular, cu ració n de heridas dañadas. Este estado tam bién es m arásm ico. E l kw ashiorkor, un estado relacionado con la d esnu trición cró n ica y enferm edad hepática o con estrés fisiológico, ocasiona alteración de la síntesis proteica y red u cción de las p ro teí­ nas séricas de transporte.

Personas en riesgo de desnutrición La desn u trición afecta a más de 1 3 0 0 m illones de personas en el m undo, co n una cifra de entre 10 y 2 0 m illones de individuos en Estados Unidos. E n este país, la prevalencia de desnu trición im portante entre pacientes alim entados en casa, personas de edad avanzada y pacientes hospitali­ zados por causas m édicas o quirúrgicas ya no es desafian­ te. E n el cuadro 3 1 -4 se m uestran los grupos que están en riesgo de desnutrición.

CAPÍTULO 31 ■ VITAMINAS, GRASAS ESENCIALES Y MACRONUTRIENTES

Se ha docum entado en varias ocasiones durante 3 0 años que 3 0 a 50% de los pacien tes hospitalizados llega a pade­ cer d esnu trición.3337'38 E sto ocurre en el ám bito hospita­ lario cuando la ingesta n u tricion al oral es inadecuada o im posible debido a los procedim ientos del tratam iento o a com plicaciones después de la cirugía. Es posible que ocu ­ rra desnu trición crón ica antes de la hospitalización com o resultado de u n proceso de enferm edad crón ica o trastorno m édico que cond u ce a eleccio n es deficientes de alim enta­ ción , agotam iento de proteína o b aja ingesta de proteína. Entre las enferm edades crón icas que producen desnu­ trición crónica se encuentran m alignidad; enferm edad gastrointestinal, que incluye síndrom e de m alabsorción; enferm edades infecciosas, com o síndrom e de inm un od e­ ficiencia adquirida (SIDA) y tuberculosis; alcoh olism o; y enferm edad renal en fase term inal y enferm edad hepática. Además, es posible que el pacien te hospitalizado padezca d ism inu ción reciente de la ingesta de alim entos secundaria a enferm edad, quim ioterapia, o depresión, o ingesta redu­ cida debido a náusea. E l estado hiperm etabólico relacio­ nado con traum atism o im portante, quem aduras, cirugía, in su ficien cia orgánica m ú ltiple, insu ficiencia renal aguda, septicem ia y síndrom e de respuesta inflam atoria sistém i­ ca constituye la causa más im portante de la desnutrición aguda a partir de increm ento en el gasto energético.46 U n pacien te enferm o de m anera grave con hiperm etab olism o (co m o el kw ashiorkor) e in suficiencia m ultiorgánica es diferente desde el punto de vista m etabólico al pacien te hipom etabólico fam élico (com o en el m arasm o), aunque a m enudo no se observa una d istinción clara en la presen tación clínica. El paciente hipom etabólico co n des-

CUADRO 31-4. GRU POS EN RIESGO DE D ESN UTRICIÓ N_________________________ Personas deprimidas o con enfermedad mental que no comen Personas de edad avanzada, en especial aquellas que se encuentran en centros de asistencia Personas de estado socioeconómico bajo Población con pérdida de líquidos y nutrientes debido a diarrea prolongada, fístula drenante o heridas Personas que sufrieron derram e cerebral Pacientes en estado posoperatorio y aquellos con íleo con períodos prolongados sin ingesta oral Pacientes con trastornos hipermetabólicos: traumatismo en la cabeza, traumatismo múltiple, quemaduras mayores, insuficiencia orgánica y sepsis Pacientes con cáncer del tracto gastrointestinal o caquexia Pacientes con pérdida de peso no intencional que sobrepasa el 10% en seis meses Pacientes con enfermedad crónica; diálisis de largo plazo

Pacientes con pancreatitis

629

n u trició n a largo plazo y pérdida prim aria de grasa corp o­ ral usa ácidos grasos cetogénicos, no carbohid ratos, com o com bu stible principal. Estos individuos tien den a ser del­ gados, co n aspecto decaído, y cu entan con pocas reservas de tejid o adiposo. E n el pacien te fam élico hipom etabóli­ co, tal vez no sea recom endable la alim en tación agresiva, en especial con carbohidratos. E n estos pacientes, con la capacidad del cuerpo para adaptarse a la in an ició n crónica m ediante la red u cción del índice m etabólico basaI (IMB), el rendim iento cardíaco, la tem peratura y la actividad física, la provisión intensiva del sustrato energético quizá induzca síndrom e de realim entación.43 E n el síndrom e de realim entación, la alteración de líquidos y electró litos que p onen en peligro la vida ocu rre después del com ienzo de las terapias de apoyo nutricion al agresivas. E l síndrom e de realim entación llega a indu cir hipofosfatem ia e hipopota­ sem ia a medida que estos electró litos se m ueven con la glu­ cosa hacia fuera de la circu lación en el tejid o. Sin em bargo, el pacien te hiperm etabólico necesita energía y proteína, lo que requiere apoyo nutricion al agresivo para reducir al m áxim o el catabolism o y las pérdidas de proteína, y apoyar la respuesta inm unitaria.47 Cuando la d esnu trición no se detecta ni se trata en los pacientes durante su estancia en el hospital, existe increm ento de la m orbilidad y m orta­ lidad.36 É ste es el caso sobre todo en pacientes con daño grave y enferm edad hepática e in an ició n cró n ica previas; en estos pacien tes se observa cu ració n deficiente de h eri­ das e increm en to en los índ ices de in fe cció n ,36 con perío­ dos extensos de estancia hospitalaria y tasas de m ortalidad más elevadas. De estos pacientes identificados com o des­ nutridos, m uy pocos reciben apoyo n u tricion al oportuno. La id entificación tem prana de los pacientes desnutridos y el establecim iento de la in tervención n u tricion al se ha vuelto una cualidad del problem a de la aten ción .48

Respuesta inflam atoria sistém ica y la dicoto­ mía adaptativa nutricional d ep end iente42-43 E l daño de cualquier causa mediada por citocinas, princi­ palm ente las interleuciñas 1 y 6 (IL -1, IL -6) y el factor a de la necrosis tum oral (F N T -a ), desencadena un efecto en cas­ cada que conlleva tres pasos sucesivos:42 a) la fase de des­ censo o hem odinám ica, caracterizada por fiebre, anorexia, taquicardia y cam bios circulatorios en las prim eras 12 h; b) la fase de flujo, que ocurre durante varios días y se relaciona con procesos catabólicos con pérdida masiva de nitrógeno urinario; y c) la fase anabólica, que sucede com o punto de partida de las actividades de reparación, y que coincide con dism inución de la pérdida y retención de nitrógeno.44

H iperm etabolism o por estrés Al increm en to en el m etabolism o relacionado co n daño por estrés se le denom ina estado hiperm etabólico A442-43 E l estado catabólico relacionado con traum atism o y sepsis es un fenóm eno m etabólico controlad o por la citocina al que debe diferenciarse de la pérdida que ocurre con la inan ición. E stá controlado por la interleu cina 1 (IL -1 ), la interleucina 6 (IL -6 ) y el factor a de necrosis tum oral (F N T -a ). La lib eración de estos m ediadores es proporcio-

630

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUIMICA CLINICA

nal a la dim ensión del daño. La lib eración de citocinas está vinculada a la sobrerregulación horm onal y a fenóm enos hum orales. Entre los fenóm enos horm onales se in clu ­ yen la lib eración de glucagon y catecolam inas, horm ona tiroides, horm ona del crecim iento y cortisol y sus efectos: hiperglucem ia, índ ice m etabólico, lib eración de ácidos grasos libres y cetosis relacionada, factor 1 de crecim iento sem ejante a la insulina (F C I-1 ) y equilibrio negativo de nitrógeno a partir de la gluconeogénesis. E l aum ento de la tasa m etabólica, proporcional a la gravedad del trastorno, ocasiona proteólisis masiva, con conversión de proteína corporal m agra a am inoácidos para los precursores gluconeogénicos. E sto se relaciona con hiperglucem ia, resisten­ cia a la insulina, m ovilización de triglicéridos y cetosis. E l m arasm o es la pérdida gradual de tejid o adiposo (grasa) ún icam ente relacionada con inanición. La pérdida aguda de tejid o m uscular en daño por estrés es m arásm ica. El kw ashiorkor, identificado por pérdida visceral de proteí­ nas, tam bién se observa en presencia de daño por estrés. Esta fase dura de tres a 10 días, pero tal vez se extienda. La fase de flujo anabólico surge a m edida que el m etabolism o cam bia a actividades sintéticas y procesos reparadores. E l prim er fenóm eno horm onal en las prim eras 2 4 h es la acción de las catecolam inas y el glucagon en la conver­ sión de glucógeno hepático a glucosa, lo que eleva el valor de glucosa en plasm a. La horm ona tiroidea (T 4) tiene un efecto en los órganos “b la n co ” a través de la tiroxina libre (T 4L ). E l efecto catabólico de la horm ona del crecim iento en el m etabolism o de los lípidos es recíproco a un efec­ to anabólico y se disocia de éste a través de F C I-1 . Una respuesta secretoria de cortisol suprarrenal se opone a la a cció n de la insulina y prom ueve una respuesta diabetogénica. La hipercortisolem ia da com o resultado proteólisis m uscular. Los am inoácidos, en especial am inoácid os de cadena ram ificada del m úsculo esqu elético, proporcionan precursores gluconeogénicos a través de la alanina. Estas horm onas, liberadas m ediante la respuesta por estrés, controlan los procesos m etabólicos necesarios para el uso de com bu stibles de carbohidratos y ácidos grasos, y son necesarias para apoyar la reparación de tejid o daña­ do. Entre los fenóm enos hum orales se inclu yen cam bios e interaccio nes entre las proteínas séricas en la respuesta inflam atoria. Los efectos sistém icos de fiebre, taquicardia, aum ento del gasto energético y debilidad y pérdida m u s­ cular se relacionan con elevaciones de los reactivos de fase aguda (RFA ) (p. e j., proteína C-reactiva, F N T -a y cq-ácido glucop roteína) y cam bios horm onales.

Dicotomía adaptativa natricional dependiente La respuesta por estrés suprim e de inm ediato la actividad sintética del hígado, que tiene una sola fu nción sin tética con las rutas dom inadas por NADE E l colesterol sérico dism inuye, al igual que lo hace la produ cción de proteí­ nas de transporte esenciales, com o albúm ina, transferrina, globu lina de u n ió n co n co rtiso l (G U C ), g lo b u lin a de u n ió n co n tiroxina (G U T ), transtiretina o prealbúm ina de un ión con tiroxina (T T R ), factor 1 de crecim iento insulln ico (F C I-1 ). Aunque las proteínas de transporte declinan de m anera abrupta hasta en un 40 % , la síntesis de RFA no se altera. La fu nción en esencia adaptadora y de control la

ejercen a través de la u n ió n a ligandos activos y los efectos sobre éstos. Ingenbleek hace referencia a la relación entre las proteínas de unión y sus ligandos respectivos, bajo la influencia de citocinas, com o la dicotom ía adaptativa n u tricion al dependiente (D A N D ).42 E n el cuadro 3 1 -5 se ilustra la DAND. Se debe tom ar en cuenta, tam bién, que esta relación de adaptación en presencia de daño por estrés se ve afectada por la desnutrición proteica anterior al esta­ do dañado. ¿Por qué? Porque el nivel basal de las proteínas de u n ión es b a jo y la respuesta de adaptación dism inuye. E l efecto m etabólico del daño por estrés en la fase catab ólica aum enta el flujo de sustratos com bu stibles para procesos que em plean energía por su efecto sobre el híga­ do. La d ism inu ción de G U C , GUT, T T R y PU R increm enta el efecto hiperm etabólico. En la hipótesis de la horm ona libre se establece que el efecto horm onal sobre el tejido “b la n co ” es resultado de la horm ona libre. La glándula suprarrenal libera el cortisol elevado, lo que tiene un efecto am plificado con su u n ió n a una con cen tració n plasm ática m ás baja de G U C. E l hígado representa el depósito para la T 4 extratiroidea. Ésta se libera co n d ism in u ción de la G U T y T T R circulantes,42 lo que ocasiona aum ento de la activi­ dad tiroidea medida por increm ento de la T 4 libre (T +L ) . A esto se le co n o ce com o síndrom e del enferm o eutiroideo. La TSH no se ve afectada o dism inuye de m anera leve, pero no en el rango hipertiroideo. La vitam ina A se alm acena en el hígado, y se transporta en la circu lación en un com p lejo co n T T R y PUR. La vitam ina A y PU R son dependientes del valor de T TR . La captación energética al nacim iento es de alrededor de 1 2 0 kcal/kg por día tanto para hom bres com o para m ujeres. D urante los dos prim eros años de vida, existe un descenso gradual a 9 0 -1 0 0 kcal/kg por día. De los 2 a 14 años de edad, los requerim ientos energéticos dism inuyen de m ane­ ra gradual a alrededor de 4 0 kcal/kg por día, donde los hom bres requieren 5 kcal/kg por día más que las m ujeres.

Subregulación del tejido sano E stos fenóm enos m etabólicos, que son proporcionales a la d im ensión del daño, se caracterizan por la lib eración , inducida por citocin a, de glucagon, catecolam inas y cor­ tisol, lo que da com o resultado hiperglucem ia plasm ática, aum ento de la tasa catabólica, liberación de ácidos grasos

CUADRO 31-5. ALTERACIONES RECÍPROCAS DE LAS CONCENTRACIONES EN PLA SM A DE LAS PROTEÍNAS VISCERALES Y SUS LIG A N D O S TRANSPORTADOS EN EL D A N D 3 CAMBIO HORMONAL

p r o t e ín a d e u n ió n

Albúmina

V

GUT

V

T4 libre

A

GUC

V

Cortisol libre

A

Transtiretina

V

T4 libre

A

RBF

V

Retinol libre

A

FCI-1 -BP3

V

FCI-1 libre

A

aEste patrón de adaptación dism inuye en caso de desnutrición preexistente.

CAPÍTULO 31 ■ VITAMINAS, GRASAS ESENCIALES Y MACRONUTRIENTES

y cetonas, y equilibrio de nitrógeno negativo. Los efec­ tos sistém icos de fiebre, taquicardia, increm en to del gasto energético y debilidad y pérdida m usculares se relacionan con la elevación de los RFA. La F N T -a e hipercortisolem ia controlan la pérdida de masa m uscular, lo que explica la debilidad y gasto m uscular que se relacionan con estrés grave. Las horm onas contrarreguladoras anulan la acción de la insulina, reforzadas por resistencia a la insulina tisu­ lar. La fu n ció n tiroidea se altera de m anera concom itante cuando dism inuye la conversión de T + a T 3 y la produc­ ción de T 3 declina a valores m ínim os com patibles con eutiroidism o. La resistencia a la insulina se com bina con el sínd rom e de T 3 b a ja para crear el en to rn o de pérdida

631

m u scular con aum ento del gasto de energía relacionada co n esta respuesta sistém ica.

Sobrerregulación de los territorios inflamados E l hígado es central a esos cam bios de adaptación, una característica relevante que im plica la repriorización m ediada por IL -6 de la síntesis. A unque la produ cción de RFA m ejora en gran m edida por la provisión de am i­ noácid os derivados de la degradación m uscular, la m ayor parte de las proteínas viscerales (albúm ina, transferrina, T T R , PUR, GUT, GU C y proteínas de u n ión co n el fac­ to r-1 de crecim iento sem ejante a la insulina [sobre todo, F C I-B P 3 ]) se suprim en. E l declive en la con cen tració n

ES T U D IO D E C A S O 31-4 c) C ontinuarse durante tres a seis m eses después de que el hem atócrito regrese a la norm alidad para rem plazar los depósitos de hierro corporales. d) C ontinuarse sólo hasta que exista una respuesta rápida en el índice del reticu locito y en el hem a­ tócrito.

Una m u jer posm enopáusica de 6 6 años de edad infor­ ma debilidad grave y disnea durante los últim os seis m eses en que ha practicado ejercicio. N otó que su ape­ tito se redujo, co n pérdida de peso resultante. Su h is­ toria m édica revela la existen cia de úlceras. Al ingresar al hospital, presentaba presión sanguínea y pulso nor­ m ales. La piel, la conjuntiva y las m em branas m ucosas estaban em palidecidas. E n la auscu ltación , se observa­ ron pulm ones lim pios. Se encontró un soplo cardíaco sistólico grado 3/6, que se escu ch ó m ejo r en el borde esternal izquierdo inferior, y se extend ía hacia las ca ró ­ tidas y axila. E l exam en co n guayaco de heces fue 2+. Las bases de las uñas estaban pálidas, sin edem a del pie. En el cuadro 31-4.1 de estudio de caso se m uestran los datos de laboratorio al ingreso.

CUADRO 31-4.1 DE ESTUDIO DEL CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO

Preguntas

RESULTADOS

RANGO DE REFERENCIA

Hct

15%

36 a 48%

Hb

3.8 g/d l

12 a 16 g /d l

RBC

2.79 x 10®/ml

3.6 a 5.0 x 106/ml

MCV

53.8 fl

82 a 98 fl

MCHC

25.3 d/dl

31 a 37 g/d l

WBC

8.2 X 103/ml

4.0 a 11.0 x 103/ml

Neutrófilos

80%

40 a 80%

Linfa

20%

15 a 40%

Cuenta de reticulocitos

5.5%

0.5 a 1.5%

índice de reticulocito

0.8%

>3

ÑUS

15 mg/dl

7 a 18 mg/dl

3. Los depósitos de hierro de la m édula ósea son: a) Reducidos. b ) N orm ales. c) A usentes. d) A um entados pero presentes sólo en las células reticuloendoteliales.

Glucosa

150 mg/dl

En ayunas, 70 a 100 mg/dl

Electrólitos

Normal

4. Si el tratam iento correcto de esta anem ia es co n sul­ fato ferroso oral, el tratam iento debe: a) D etenerse en cu anto el h em atócrito retorne a la norm alidad. b) C ontinuarse de m anera indefinida, inclu so si se ha corregido la causa de la deficiencia.

Bilirrubina

1.0 mg/dl

0.2 a 1 mg/dl

Directa

0.4 mg/dl

0 a 0.2 mg/dl

T3 y T 4

Normal

Fe sérico

15 pg%

30 a 150 jxg/dl

TIBC

439 gg%

241 a 421 |xg%

1. Es probable que la anem ia de esta pacien te se expli­ que de m ejo r m anera por: á) H ábitos dietéticos. b) Pérdida sanguínea crónica. c) H em olisis intravascular crónica. d) Enferm edad inflam atoria crónica. 2. Las m anifestaciones clín ica s de su anem ia pudieran in clu ir todas las siguientes, E X C E P T O : a) G lositis. b ) Pica. c) Uña de cuchara (co ilon iqu ia). d) N europatía periférica.

PRUEBA

CBC

Química

Sin ayunar. 70 a 150 mg/dl

632

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUIMICA CLINICA

de estas proteínas transportadoras, con la d isociación del com p lejo ligando-pro teína, increm en ta la disponibilidad de ligandos libres al sitio objetivo, de m odo que todos los procesos dependientes de tiroxin a, cortisol y retinol se am plifican durante una fase del flujo h iperm etabólico transitorio. Además, la G U T y GU C se degradan en el sitio de inflam ación, lo que perm ite la lib eración de su ligando. O tros m ediadores im plicados en la respuesta inm unitaria y reparación tisular y líneas celulares que con tribuyen a la reco n stru cció n del tejid o son estim ulados en este estado reactivo,46 y la división de BP3 libera fraccion es bastante aum entadas de FC I-1 en form a libre. Por tanto, Los pro­ cesos anabólicos son estim ulados de m anera im portante en el tejid o inflam ado. Los requerim ientos energéticos del tejid o afectado se cubren por glucólisis anaeróbica (R Q ~ 1). E l sitio de la lesión es apoyado por la degradación de la proteína de cuerpo com pleto para apoyar la respuesta inm unitaria.

EVALUACIÓN NUTRICIONAL La valoración n u tricion al, la evaluación de las necesidades m etabólicas y nutricion ales del paciente, se realiza a través de m edios clín ico s, de laboratorio y otros. La evaluación clín ica constitu ye la base de la valoración global subjetiva (V G S), en la que se tom a en cuenta la ingesta nutricion al anterior, el proceso de la enferm edad, la m agnitud de la enferm edad catabólica y el estado fu n cio n al.49 Sin em bar­ go, la V GS depende de la pericia, y no está dem ostrado que sea confiable para su uso am plio en la identificación del paciente desnutrido hospitalizado. D ebido a que se com probó que la pérdida de peso preoperatoria de m ás de 20% está relacionada con 33% de m ortalidad, en tanto se observó una tasa de m ortalidad de 4% en personas con pérdida de peso m enor de 20% , la estim ación de la pérdida de peso es un indicad or clave en la valoración n u tricion al de los pacientes quirúrgicos.50 E l cam bio de peso reciente representa un índice de desnu­ trición que se utiliza con frecuencia. La pérdida de más de 10% en cu alquier período se tom a com o evidencia de d esnu trición, adem ás de que se propuso una correlación ú til entre la m agnitud de la pérdida de peso y el tiem po en que se desarrolla,51 com o se ilustra en el cuadro 3 1 -6 . La pérdida de peso de más de 4 .5 kg diez días antes de una cirugía constituye un im portante factor de pred icción de m ortalidad quirúrgica.52

CUADRO 31-6. EVALUACIÓN DEL CAMBIO DE PESO3 PÉRDIDA DE PESO

PÉRDIDA DE

TIEMPO

SIGNIFICATIVA (%)

PESO GRAVE (%)

1 semana

1a 2

>2

1 mes

5

>5

3 meses

7.5

>7.5

6 meses

10

>10

aLos valores usados son porcentaje de cam bio de peso (% P): % P = (peso habitual = peso real)/(peso habitual) x 100.

Programa de prevención del riesgo de desnutrición E s posible identificar de m anera sistem ática la desnutri­ ció n hospitalaria. D ich a iden tificación debe vincularse con la im plantación de un plan estructurado y oportuno de cuidado nu tricional. Esta im plantación rinde beneficios de costo definitivos. Brugler53y M ears54 d em ostraron siste­ m as hospitalarios viables para la valoración de la n u trición que pudieran tom arse en cuenta com o m odelos para otros hospitales. E l resultado final para un proyecto integrado es un sistem a rentable para el hospital y la adaptabilidad a otros hospitales. C on estos sistem as, se dem uestra que: 1. E l exam en y la valoración tem pranos de los pacientes en riesgo de desarrollar com plicaciones relacionadas con la nu trición identifican de m anera eficaz a pacientes que padecen d esnu trición de energía proteica (D E P ). 2. La id entificación de estos pacien tes, com binada con la in tervención tem prana, reduce las com plicaciones rela­ cionadas con la n u trició n y la prolongación de estancia (P D E ) cuando m enos por u n día. 3. La n otificación tiene u n efecto positivo en la realización de la provisión oportuna de apoyo nu tricion al. 4. Los costos de asignación de los recursos necesarios son, en el peor de los casos, pequeños en com paración con los costos de no im plantar dicho sistem a. 5. Es posible establecer u n sistem a que m ejorará la com u ­ nicació n entre m édicos y otros proveedores de cuidado de la salud.

índice creatinina/altura La creatina, presente casi por com pleto dentro del m úsculo (com o fosfato creatina), se convierte en creatinina a una velocidad relativam ente constante. La cantidad de creati­ nina urinaria excretada tal vez indique la masa m uscular total.55 A esta medida inexacta de masa corporal magra se le reem plazó por diseños de estudio a través de la m edición de la excreción urinaria de 3-m etilh istidina, un am inoáci­ do específico para la proteólisis del m úsculo esquelético.

Pruebas inm unológicas Las pruebas inm un ológicas representan un m étodo in sen ­ sible para identificar los efectos de la desnu trición en esta­ dos de enferm edad. Una recuento lin focítico absoluto por debajo de 300/mm3 refleja d eficiencia inm unitaria que pone en peligro la vida52 y está relacionado con respuesta negativa a u n antigeno inyectado. E n pacientes quirúrgicos estudiados, aquellos que fueron anérgicos y no m ostraron ninguna respuesta cutánea a antígenos inyectados antes de la cirugía tuvieron una incid en cia de sepsis de 29% y una tasa de m ortalidad de 2 9 .9 % , en com paración con 7.5% y 4 .6 % , respectivam ente, para aquellos clasificados com o norm ales desde el punto de vista in m u n oló g ico .56-60

Com posición corporal E n la figura 3 1 -1 se m uestra la com p osición de un hom bre adulto con n u trició n adecuada (7 5 kg) en térm inos b io ­ quím icos y celu lares.61

CAPÍTULO 31 ■ VITAMINAS, GRASAS ESENCIALES Y MACRONUTRIENTES

Términos bioquímicos 100

-

633

Términos celulares 100

Carbohidratos 0.5% Minerales 6%

-

80

Masa extracelular

Proteína 18%

60 ~ Plasma 5%

45% 40 _

Masa celular 43%

Agua 60%

20 _

Masa corporal magra

Agua intersticial 21%

Agua intracelular 34%

oí FIGURA 31-1. Términos bioquímicos y celulares usados para describir masa corporal y la contribución porcentual a la masa total en un hombre de 75 kg con buena nutrición.

La masa corporal descrita en térm inos celulares se divide en dos com ponentes: masa corporal magra (tejid o despro­ visto de toda la grasa) y grasa corporal. La masa corporal magra com prende el tejido m etabólicam ente activo, al que se le conoce com o m asa celular corporal, y la m asa extracelular sin actividad m etabólica. La masa celular corporal representa todo el consum o de oxígeno y la producción de dióxido de carbono.61 La fu nción prim aria de la masa extracelular es el transporte intracelular y apoyo estructural. Los pacientes hospitalizados desnutridos tienen una masa cor­ poral 4 0 .5 % m enor que los no hospitalizados sanos del m is­ m o grupo de edad. La obesidad, grasa corporal expandida en gran m edida, debe relacionarse con d ism inución de la masa corporal magra. Ésta declina con la edad, y es m ayor en hom bres que en m ujeres, además de que se encuentra bastante reducida en pacientes obesos con sarcopenia.

Pruebas funcionales La fu nción m uscular es susceptible a los efectos del retiro de nu trientes y realim entación. U no de los m étodos de la evaluación de la fu nción m uscular es la dinam om etría de presión m anu al.62 E n este m étodo, la fuerza de la presión tiene una sensibilidad de 90 % en la p red icción de com pli­ caciones posoperatorias. E n la dinam om etría de presión m anual se usa la técnica de estim u lación eléctrica del ner­ vio cubital de la m uñeca. El índice de relajación del m úscu­ lo abductor largo del pulgar estim ulado por vía eléctrica m ide el estado de nu trientes en estados cró n ico s y en la

anorexia, asi com o durante el retiro de nu trientes y reali­ m en tación en el periodo posoperatorio.

M arcadores proteínicos en la evaluación nutricional E l objetivo principal de la evaluación nu tricion al es iden­ tificar al paciente que está desnutrido y luego, m ediante terapia nu tricional, conservar o reabastecer los com ponen­ tes proteínicos del cuerpo. La evaluación nutricion al de laboratorio se realiza de m ejo r m anera por el m onitoreo de proteínas séricas seleccionadas. Las proteínas ideales tienen una vida m edia biológica breve y reflejan los cam ­ b ios en los estados proteicos a través de la m ed ición de los cam bios de con centración en el suero. La con cen tració n de los marcadores proteicos de desnutrición se ve afectada por la desnutrición proteica relacionada con enferm edad renal y hepática en fase term inal e in fecció n grave y, sobre todo, por daño por estrés. Debido a que el efecto de la respuesta inflam atoria se relaciona de m anera estrecha con el declive de las proteínas de transporte esenciales, tal vez una sepa­ ración del estado inflam atorio por desnutrición proteínica resulte problem ática, excepto por el uso de RFA, com o la proteína C-reactiva. Se pretende que el índ ice nu tricional inflam atorio de pronóstico (IN IP ), en el que se utiliza la proporción del producto C R P-orosom ucoide (cq -ácid o glucoproteína) con el producto albúm ina-transtiretina, resuelva este problem a.63 E n el cuadro 3 1 -7 se ofrece infor­ m ación detallada sobre estos m arcadores proteínicos.

CUADRO 31-7. CARACTERÍSTICAS DE LAS PROTEÍNAS PLASMÁTICAS DE INTERÉS N UTRICIONAL PROTEÍNA

PESO MOLECULAR (KD)

VIDA MEDIA

RANGO DE REFERENCIA

20 días

33 a 48 g/L

250,000

15 h

220 a 400 mg/L

Prealbúmina (transtiretina)

54,980

48 h

160 a 350 mg/L

Proteína de unión con retinol

21,000

12 h

30 a 60 mg/L

7,650

2 h

0.10 a 0.40 mg/L

9 días

1.6 a 3.6 g/L

Albúm ina Fibronectina

Factor-1 de crecimiento insulínico

Transferrina

65,000

76,000

634

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUIMICA CLÍNICA

A lb úm in a La albúm ina se ha usado m u cho tiem po en la evaluación de pacientes hospitalizados. La con cen tració n de albúm i­ na en el cuerpo está influida por su síntesis, su degradación y su d istribución. Las con cen tracio n es b ajas de albúm ina sérica tal vez reflejen produ cción hepática b aja o pérdida de la transferencia de albúm ina entre el com partim iento extravascular y el vascular. La exten sa vida m edia b io ló ­ gica de la albúm ina (2 0 días) perm ite cam bios en la co n ­ cen tración sérica sólo después de períodos prolongados de desnu trición. A los niveles de albúm ina b ajos se les iden­ tifica com o factor de pred icción de m ortalidad en pacien ­ tes atendidos en instalaciones de cuidado a largo plazo. Los pacientes hospitalizados con valores séricos b a jo s de albúm ina experim entan un aum ento de cuatro veces en la m orbilidad y de seis veces en la m ortalidad.64,65 La albúm ina sérica no es buen indicador de proteínas de corto plazo y privación energética; sin em bargo, los valores de albúm ina son buenos indicadores de deficiencia crónica. De m anera tradicional, a la albúm ina se le ha utilizado para ayudar a determ inar dos im portantes estados nu tricion a­ les. En prim er lugar, ayuda a identificar deficiencia crónica de proteína b ajo condiciones adecuadas de ingesta calórica no proteica, lo que conduce a hipoalbum inem ia marcada. Es posible que ésta se deba a la pérdida neta de albúm ina de depósitos intravasculares y extravasculares, lo que cau­ sa kw ashiorkor. E n segundo lugar, las concentraciones de albúm ina quizá ayuden a definir el m arasm o. D ebido a que éste se origina por insuficiencia calórica sin insuficiencia proteica, el valor de albúm ina sérica perm anece norm al pero existe im portante pérdida de peso corporal. En estudios se clasifican varios niveles de desnutrición a través del uso de concentraciones de albúm ina. A las con ­ centraciones ^ 3 5 g/L se les considera norm ales. Las de 2 83 0 a 35 g/L indican desnutrición leve; las de 2 3 -2 5 a 2 8 -3 0 g/L, desnutrición moderada; y las m enores de 2 3 -2 5 g/L, reducción grave de la concentración de albúm ina. La albú­ m ina sérica es un m arcador preciso del estrés catabólico de infección. U n nivel ^ 3 2 g/L indica que si u n paciente está en el hospital hasta por 10 días, existe un 75% de probabili­ dad de que desarrolle úlceras en decúbito. Es posible u tili­ zar los valores de albúm ina sérica de m enos de 25 g/L com o medida precisa de la predicción de pronóstico de supervi­ vencia en el 90% de los pacientes con enferm edad crítica.

T ra n sferrin a La transferrina es una glucoproteína con vida m edia b io ló ­ gica de nueve días (m enor que la de la albú m in a). Se sin te­ tiza en el hígado y se un e al hierro férrico y lo transporta. La síntesis de transferrina está regulada por las reservas de hierro. Cuando el hierro en el hepatocito está ausen­ te o es b ajo , las concentracio nes de transferrina se elevan en proporción con la deficiencia. Se trata de un indicador tem prano de d eficiencia de h ierro, y la transferrina eleva­ da es el últim o analito que regresa a la norm alidad cuando se corrige la d eficiencia de hierro. La vida media de la transferrina es la mitad que la de la albúmina, además de que su depósito corporal es m enor; por tanto, es más probable que la transferrina indique dismi­ nu ción de hierro antes de los cam bios en la concentración

de albúmina sérica. Sin embargo, la utilidad de la transferri­ na en el diagnóstico de desnutrición subclínica, moderada o marginal es cuestionable, debido a que se inform a un amplio rango de valores en varios estudios. Es posible que las con ­ centraciones de transferrina desciendan por factores diferen­ tes a la deficiencia de proteínas o energética, com o síndrome nefrótico, trastornos hepáticos y enfermedad neoplásica. E n entornos hospitalarios y de enferm ería, se han u tili­ zado los valores de transferrina com o índ ices de m orbili­ dad y m ortalidad.66 Por tanto, la inform ación m uestra que las con cen tracio n es de transferrina sérica no son lo bas­ tante sensibles para detectar un cam bio en el estado nu tricion al que ocurre después de dos sem anas de nu trición parenteral to tal.67 Adem ás de responder a las co n cen tra­ ciones de hierro en suero, la transferrina sólo es sen sible a algunos an tibióticos y funguicidas.

Transtiretina E n ocasiones, a la transtiretina se le d enom ina prealbúm ina debido a que em igra adelante de la albúm ina en la elec­ troforesis habitual de las proteínas plasm áticas y séricas. E n situaciones norm ales, cada subunidad de transtiretina contien e un sitio de u n ió n para PUR. A la tran stiretina y PU R se les consid era las m ejores proteínas de transporte para la tiroxin a y vitam ina A, respectivam ente. D ebido a su vida m edia breve y reserva corporal pequ e­ ña, las transtiretina constituye u n indicad or más apropia­ do del estado proteico visceral y del equilibrio positivo de nitrógeno que la albúm ina y la tran sferrina.67 La tran sti­ retina es un indicador superior para el m onitoreo de los efectos a largo plazo de la terapia nu tricion al. E n el cuadro 3 1 -8 se m uestran las características de un m arcador pro­ teico ideal de riesgo de d esnutrición. La co n cen tració n del com p lejo de transtiretina y PUR, que dism inuye en gran m edida en caso de desnu trición de p roteín as-energía,68 regresa a valores norm ales después del reem plazo n u tri­ cional. La transtiretina tiene una baja con cen tració n de reserva en suero, una vida m edia de dos días y respuesta rápida a la b aja ingesta de energía, aun cuando el co n su ­ m o de proteína es inadecuado durante sólo cuatro días.69 Las con cen tracio n es de transtiretina sérica dism inuyen en el período posoperatorio entre 5 0 y 9 0 mg/L durante la prim era sem ana, con capacidad para duplicarse en una sem ana o cuando m enos aum entar de 4 0 a 5 0 mg/L en respuesta al apoyo n u tricion al adecuado. Si la respuesta de transtiretina se increm enta m enos de 2 0 mg/L en una sem ana com o medida del resultado, esto indica apoyo nu tritivo inadecuado o respuesta inadecuada.67,70

CUADRO 31-8. CARACTERÍSTICAS DE UN M ARCADOR IDEAL______________________________ Identifica disminución importante desde el punto de vista clínico Refleja la gravedad del déficit Indica el estado actual y el cambio en el estado Es sensible al descenso Es sensible a la mejoría

Tiene interferencia mínima

635

CAPÍTULO 31 «V ITA M IN A S, GRASAS ESENCIALES Y MACRONUTRIENTES

Cuando la transtiretina dism inuye a concentraciones m enores de 8 0 mg/L, se desarrolla desnutrición de proteí­ nas-calorías grave; sin em bargo, el apoyo n u tricion al tal vez cause u n increm ento diario en la tran stiretina de hasta 10 mg/L.67 Al parecer estas con cen tracio n es no están influenciadas de m anera significativa por las fluctuaciones en el estado de hidratación. A unque pareciera que la enfer­ m edad hepática en fase term inal afecta todos los valores proteicos en el cuerpo, la enferm edad h epática no altera la transtiretina tan pronto o en la m ism a m agnitud que otros m arcadores proteínicos séricos, en particular PUR. Sin b ien los valores de transtiretina pudieran estar elevados en pacientes con enferm edad renal, si se observa tendencia en d irección de cam bio, es probable que los cam bios refle­ je n alteración en el estado n u tricion al y el equilibrio de nitrógeno. Los esteroides llegan a causar u n ligero aum ento de la transtiretina, pero aún es posible seguir la tendencia nu tricion al debido a que la transtiretina responde tanto a la sobrealim entación com o a la subalim entación. La transtiretina se utiliza, tam bién, com o indicador de la pertinencia de un plan de alim entación nu tricional,67 ya que los cam bios en la proteína plasm ática se correlacionan con el equilibrio de nitrógeno. Las concentraciones de transti­ retina aum entan en pacientes con equilibrio de nitrógeno positivo y dism inuyen en aquellos con equilibrio negativo. Cuando el valor de transtiretina es s i 8 0 mg/L, esto se vin­ cula con un equilibrio de nitrógeno positivo e indica un retorno al estado nutricional adecuado. Está dem ostrado tanto en la población pediátrica com o en la neonatal que se trata de un marcador bastante preciso y relativam ente eco­ nóm ico del estado nu tricional.71’72 Además, se encontró que constituye el indicador más sensible y útil cuando se obser­ va el estado nutricional de pacientes m uy en ferm os.73 E n resum en, la transtiretina dem uestra de m anera efec­ tiva una respuesta anabólica a la alim en tación, y es un bu en m arcador para la síntesis proteica visceral en p acien­ tes que recib en apoyo m etabólico o n u tricio n a l.73'75

Proteína d e unión con retinol A la PU R se le ha utilizado en el m onitoreo de cam bios a corto plazo en el estado n u tricion al.76'78 Su utilidad com o m arcador m etabólico se basa en su vida m edia biológica de 12 horas y pequeño tam año de reserva corporal. Com o cadena de polipéptido sen cilla, la PU R interactúa de m ane­ ra im portante con la transtiretina plasm ática y circula en plasm a com o com plejo transtiretina-P U R 1:1 mol/L.79 Sin em bargo, existe un problem a p otencial en el uso de la PUR com o m arcador nu tricion al. A unque tiene una vida m edia m ás breve que la transtiretina (1 2 h, en com paración con 2 d ías), se excreta por la orina, y su co n cen tració n se ele­ va en m ayor m edida que la transtiretina en pacien tes con insu ficiencia renal. En contraste con la PUR, la co n cen tra­ ción de transtiretina sólo aum enta en form a m oderada en la insuficiencia renal crón ica avanzada.

F a cto r 1 d e crecim iento insulínico E l fa ctor 1 de crecimiento insulínico (FCI-1) (al que antes se le denom inaba som atom edina C) es im portante para la estim u­ lación del crecim iento. E l tamaño y la estructura moleculares del FC1-1 es sim ilar a la proinsulina.80 Las concentraciones séricas de FC I-1 están reguladas por la horm ona del creci­

m iento y la ingesta nutricional. La horm ona del crecim iento estimula al hígado para que produzca F C I, que circula unido al FC I-BP 3. E l F C I-BP 3 modula el efecto biológico del FC I-1 en la respuesta por estrés, lo que ocasiona aum entos y des­ censo en la actividad biológica. Al FC I-1 se le ha utilizado com o marcador nutricional en adultos y niños.81'83

F ib ron ectin a La fibronectina es una glucoproteína op sónica con vida m edia en seres hum anos de alrededor de 15 h. E sta proteí­ na tiene bloques repetidos de una secu encia hom ogénea de am inoácidos y es una a 2 glucoproteína que desem pe­ ña fu nciones im portantes en la adherencia célu la a célula y d iferenciación celular, cu ración de heridas, integridad m icrovascular y op sonización de m ateria particulada. Se le considera la principal proteína que regula la fagocitosis. Entre los sitios de síntesis se inclu y en las células endoteliales, los m acrófagos peritoneales, los fibroblastos y el hígado. Las concentraciones de fibronectin a tal vez dis­ m inuyan después de daño fisiológico causado por choque grave, quem aduras o in fección. Los valores regresan a la norm alidad en la recuperación. La fibronectina resulta de interés porque no se sintetizada sólo en el hígado.84 Ade­ m ás, se trata de u n indicador de sepsis en pacientes con quem aduras. Está dem ostrado que las con cen tracio n es de fibronectina dism inuyen durante in fecció n o estrés grave, en particu lar debido a su propiedad opsónica. Sin em bar­ go, la in fecció n o el traum atism o no dism inuye de m anera im portante la con cen tració n de fibronectin a.85 É sta sólo aum enta en caso de in fecció n grave, en la que perm anece estable y no aum enta tan pronto com o el F C I-1 . No se u ti­ liza de m anera rutinaria com o m arcador nu tricional.

E quilibrio d e nitrógeno O tra herram ienta de la evaluación n u tricion al, el equili­ brio de nitrógeno, constituye la diferencia entre captación y excreció n de nitrógeno. Se trata de un o de los indicadores de cam bio proteico más utilizados. E n la po blació n sana, los índ ices anabólico y catabólico están en equ ilibrio, en tanto el equilibrio de nitrógeno se aproxim a a cero. E n casos de estrés, traum atism o o quem aduras, la captación n u tricion al dism inuye y la pérdida de nitrógeno llega a exced er la captación, lo que cond u ce a equilibrio de n itró ­ geno negativo. D urante la recu p eración de la enferm edad, el equilibrio de nitrógeno debe volverse positivo con el apoyo nu tricion al. E n seres hu m anos, 9 0 a 95 % de la pér­ dida de nitrógeno se explica por elim inación a través de los riñones. Alrededor de 90 % de esta pérdida es en form a de urea. Por tanto, la d eterm inación de nitrógeno ureico urinario (U U N ) de 2 4 h constituye un m étodo para calcu ­ lar la cantidad de excreción de nitrógeno. E l equilibrio de nitrógeno se calcula de la siguiente m anera86: _ ..... . . . Captación proteica en 2 4 horas (g) Equilibrio de nitrógeno = — : — 6.25 UUN 2 4 h + 4 Volum en total (L) (Ec. 31-1) La captación proteica inclu ye gram os de p roteína que son proporcionados por am inoácid os intravenosos o por

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

alim entación entera!. La ingesta proteica se convierte en gram os de nitrógeno al dividir entre 6 .2 5 . E l factor 4 de la ecu ación representa un estim ado de pérdida de n itróg e­ no no urinaria (p. e j., de piel, heces, cabello y u ñ a s).86 El equ ilibrio de nitrógeno, de acuerdo a com o se calcula por esta ecu ación, no es válido en pacien tes co n estrés grave o sepsis, lo que se observa en áreas de cuidado crítico o en pacien tes con enferm edad renal. La d eterm inación de la validez de esta ecu ación en otras cond iciones clínicas que por lo general im plican pérdidas elevadas de nitrógeno tal vez sea difícil o in clu so incorrecta. Proteína C-reactiva La proteína C-reactiva es una proteín a de fase aguda que se increm enta de m anera im portante b a jo con d iciones de sepsis, inflam ación e in fección. La proteína C-reactiva lle ­ ga a aum entar en form a drástica hasta 1 0 0 0 veces después de daño al tejid o, lo que es m ás de dos o tres órdenes de m agnitud m ayor que cualquier otro reactivo de fase aguda. La con cen tració n de proteína C-reactiva aum enta cuatro a seis horas antes que otros reactivos de la fase aguda.87,88 La fase de flujo de catabolism o m arcado se presenta con m anifestaciones clínicas de taquicardia, fiebre, aum ento de la tasa respiratoria e in crem en to del ritm o cardíaco. D urante este tiem po, las tasas de síntesis de la proteína C reactiva y otras proteínas de fase aguda se increm en tan y la albúm ina y la prealbúm ina dism inuyen89 (ñg. 3 1 -2 ). Inclu so con este aum ento en las proteínas de fase aguda, por lo general ocurre equilibrio de nitrógeno negativo im portante secundario al m ayor catabolism o p roteico.90 Se d esconoce si este estado catabólico produce d esnu tri­ ció n definida desde el punto de vista clín ico o una entidad

separada, pero sin duda origina pérdida de peso co n dis­ m in u ción de los valores de albúm ina y prealbúm ina.

h iterleu cin a s La investigación n u tricion al se ha centrado en las interleucinas, un grupo com p lejo de proteínas y glucoproteínas que llega a ejercer efectos pleiotrópicos sobre varias célu ­ las objetivo diferentes. La m ayor parte de las interleucinas se producen por m acrófagos y lin focitos T, en respuesta a la estim u lación antigénica o m itogénica, y afectan la fu n­ ció n prim aria del lin focito T. La m ayor parte de las inves­ tigaciones n u tricion ales se realizaron sobre la interleucina 1 (IL -1 ), IL -6 y F N T -a.

Nutrición parenteral total La nutrición parenteral total (NPT) es un m edio de apo­ yo nu tricional intenso muy utilizado en pacientes que se encuentran desnutridos, o en peligro de estarlo, porque son incapaces de consum ir los nutrientes requeridos o recibirlos por vía enteral. La terapia con n u trición paren­ teral im plica la adm inistración de cantidades apropiadas de carbohidratos, am inoácidos y soluciones lipídicas, así com o electrólitos, vitam inas, m inerales y oligoelem entos, para satisfacer los requerim ientos de nutrientes, proteínas y calorías en tanto se m antiene el equilibrio electrolítico y del agua.91 Por lo general, las preparaciones nutricion ales parenterales se adm inistran a través de un catéter subclavicular. Por vía enteral, un tubo nasogástrico libera nutrientes directo en el estóm ago o duodeno, o los pacientes som e­ tidos a cirugía gastrointestinal pudieran tener un catéter de alim entación gastrostóm ica o yeyunostóm ica instaura­

Días

FIGURA 31-2.

S e o b tu v ie ro n ios v a lo re s s e c u e n c ia le s d e p ro te ín a C - re a c tiv a y tra n s tire tin a e n un h o m b re d e 2 6 a ñ o s d e e d a d q u e s u frió a c c i­

d e n te a u to m o v ilís tic o . E s te p a tró n m u e s tra u n a e le v a c ió n in icia l d e p ro te ín a C - r e a c tiv a , q u e se e le v a d e b id o a la re s p u e s ta in fla m a to ria s u rg id a p o r el a c c id e n te a u to m o v ilís tic o . A m e d id a q u e c o m ie n z a a d is m in u ir, la t ra n s tir e tin a , u n re a c tiv o d e fa s e a g u d a in v e rs o , d e s c ie n d e . A lo s c in c o d ía s , la re s p u e s ta d e fa s e a g u d a e s tá e n la p a rte su p e rio r, y la t ra n s tire tin a se v u e lv e un m a rc a d o r n u tr ic io n a l. En e s te m o m e n to , c o m ie n z a la a lim e n ta c ió n p o r s o n d a p o rq u e e l p a c ie n te m u e s tra s ig n o s b io q u ím ic o s y fís ic o s d e d e s n u tric ió n . La a lim e n ta c ió n p o r s o n d a se s u s p e n d e c u a n d o la t ra n s tire tin a a lc a n z a un v a lo r d e 1 8 0 m g /l. E s to ilu s tra el u so d e la t ra n s tir e tin a e n u n a s itu a c ió n d e re s p u e s ta d e fa s e a g u d a .

CAPÍTULO 31 ■ VITAMINAS, GRASAS ESENCIALES Y MACRONUTRIENTES

do durante el procedim iento quirúrgico. D ebido a que la adm inistración para NPT evita las rutas de absorción y cir­ cu lación norm ales, el m onitoreo cuidadoso de laboratorio de estos pacientes es crítico. E l objetivo es proporcionar un estado nutricion al óptim o por cualquier m edio que asegu­ re la adm inistración de los nutrientes. Una pérdida de peso n o intencional de más del 10 a 12% conduce a sospecha de enferm edad o desnutrición. Además, se tom an en cuenta la estatura, la edad y el nivel de actividad del paciente.92 Es im portante m onitorear al pacien te con N PT para evitar posibles com plicacion es. D ich o m onitoreo de labo­ ratorio proporciona la inform ación necesaria requerida para la ad m inistración apropiada de la terapia de NPT.

P ru eba s urin aria s E n lactantes prem aturos pequ eños, la glucosuria durante la prim era fase de la N PT constitu ye una señal de que la infu sión de glucosa es dem asiado rápida. Sin em bargo, si la glucosa aparece en la orina de lactante pequeños después de que se establece la tolerancia a la glucosa, el m edico debe cu estionar la presencia de enferm edad respiratoria, sepsis o cam bios cardiovasculares.

P ru eba s p a ra m on ito rear trastornos electrolíticos La regulación del sodio es u n problem a en niños duran­ te la NPT. Los requerim ientos diarios de sodio llegan a variar, lo que depende de la m adurez renal y la capacidad del cuerpo del niño para regular sodio. Los factores que in crem en tan la cantidad de sodio necesario para m ante­ ner las concentraciones norm ales de sodio sérico tanto en n iños com o en adultos son la glucosuria, el uso de diuréti­ cos, la diarrea u otra pérdida gastrointestinal excesiva, y el increm en to de pérdidas posoperatorias de líquido. La hiperpotasem ia es un problem a frecuente en niños cuando la sangre se obtiene por p u n ción del talón. E l apre­ tado del talón tal vez cause hem olisis de células rojas, lo que ocasiona concen tracio nes de potasio falsam ente ele­ vadas. Aunque quizá se proporcione un a n u trició n ade­ cuada para prom over el anabolism o, pudiera desarrollarse hipopotasem ia cuando se utiliza un sum inistro extracelu ­ lar para la síntesis celular. La fu nción prim aria del cloru ro es la regulación osm ó­ tica. La acidosis m etabólica por hiperclorem ia constituye u n problem a cuando se em plean solu cion es cristalinas de am inoácidos, pero es posible prevenir o tratar dicha acidosis al alterar la cantidad de sal de cloruro contenid a en la solu ción de n u trició n parenteral. Al cu brir algunos de los requ erim ientos de sodio y potasio com o sales de acetato o fosfato, quizá se reduzca la cantidad requerida de cloruro. La reform ulación de soluciones sin téticas de am inoáci­ dos por fabricantes com erciales contribuyó a evitar esta im portante com plicación. Si ocurre acidosis m etabólica por hiperclorem ia, se utiliza el tratam iento con soluciones de acetato de sodio o p otasio porque el acetato se m eta­ boliza con rapidez a bicarbonato. Las sales de acetato son com patibles con todos los dem ás com ponentes com unes de n u trició n parenteral y son ideales para em plearse cu an­ do la acidosis está presente. No es posible utilizar b icarb o­ nato de sodio en soluciones de n u trició n parenteral que con tien en calcio porque el carbonato de calcio se precipi­

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ta con facilidad. E l uso de acetato no sólo increm en ta el b icarb onato sérico, sino que tam bién dism inuye la canti­ dad de cloruro liberado al paciente.

P ru eba s con m in era les p a ra m on ito rear U no de los aspectos más im portantes del m onitoreo de N PT es la determ inación de las d eficiencias y los excesos de calcio, fosfato y m agnesio. Cuando se regulan de m ane­ ra inadecuada, estos m inerales no sólo afectan la masa ósea, sino que tam bién precipitan situaciones que ponen en peligro la vida. E l calcio y el fosfato se relacionan de m anera estrecha en la im portante fu n ción de la m ineralizació n ósea. E l calcio está presente en el suero en dos form as: unido con proteínas, o no difundible, y difundible ioniza­ do. E l calcio ionizado es la form a con actividad fisiológica, y constituye sólo 25% del calcio sérico total. Independien­ tem ente del calcio sérico total, es posible que la dism inu­ ció n del calcio ionizado ocasione tétanos. La red ucción del calcio ionizado a m enudo se debe a un aum ento en el pH sanguíneo (alcalosis). Es im portante m onitorear el calcio sérico ionizado y el pEl sanguíneo, en especial en un paciente co n N PT que recibe suplem entos de calcio ju n to con ingredientes en la solu ción de N PT que llegan a alterar el pH sanguíneo. Aunque el d esequilibrio de calcio es fre­ cu ente en recién nacidos som etidos a NPT, resulta m ucho m enos habitual en adolescentes y adultos. Sin em bargo, se ha inform ado hipercalciuria co n nefrolitiasis com o com ­ p licación en pacientes con N PT a largo plazo. E xiste un a relación recíproca entre calcio y fósforo. El fosfato intracelu lar es necesario para prom over la síntesis proteica y otras fu nciones celulares. Se debe m onitorear de m anera cuidadosa el calcio y fosfato para m antener el equilibrio correcto entre estos dos m inerales. Se inform a hipofosfatem ia grave en pacien tes som etidos a N PT pro­ longada.9394 E l m agnesio, com o un aditivo de la solu ción de NPT, se relaciona de m anera estrecha con el calcio y fósforo. E x is te u n a re la ció n re cíp ro ca en tre m agn esio y ca lcio y, en ciertas situaciones, entre m agnesio y fósfo­ ro. Las con cen tracio n es b ajas de m agnesio tal vez causen tétanos, en tanto que los niveles elevados llegan a aumentar el tiempo de conducción cardíaco auriculoventricular. E n el cuadro 3 1 -9 se m uestran ciertas anormalidades electrolíticas y m inerales relacionadas con la n u trició n parenteral.

O ligoelem entos p a ra m onitorear Las dietas de la m ayoría de los pacientes con N PT deben com plem entarse co n suplem entos para m antener niveles óptim os de varios oligoelem entos. Además, estos elem en­ tos deben m onitorearse para prevenir d eficiencia o to x ici­ dad. E l cobre y cin c son los oligoelem entos m ás frecuentes agregados a las soluciones de NPT. La palidez, la d ism inu­ ció n de la pigm entación, el agrandam iento de la vena y el salpullido sem ejante a derm atitis seborreica representan los principales signos clín icos por d eficiencia de cobre, que a veces pasa inadvertida. Algunas otras anorm alida­ des inclu y en leu copenia recurren te (recu ento de glóbulos blan co s, m enor de 5 X 109/L) y neutropenia (neu trófilos, m enores de 1.5 x 1 0 9/L). E l diagnóstico de deficiencia de cobre se confirm a cu an­ do el cobre sérico y la ceruloplasm ina (la glucop roteína de

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

CUADRO 31-9. A N O R M A LID A D ES ELECTR O LÍTICA S Y M IN ER A LES R ELA C IO N A D A S CON NPT ANORMALIDAD

MANIFESTACIONES

CAUSAS HABITUALES

Hipernatremia

Edema, hipertensión, sed, hemorragia intracraneal

Ingesta de sodio inapropiada

Hiponatremia

Debilidad, hipotensión, oliguria, taquicardiaingesta

Ingesta de sodio inadecuada relativa al agua

Hiperpotasemia

Debilidad, parestesia, arritmias cardiacas

Acidosis, insuficiencia renal, ingesta excesiva de potasio

Hipopotasemia

Debilidad, alcalosis, anorm alidades cardíacas

Ingesta insuficiente de potasio relacionada con anabolismo proteico

Hiperdoremia

Acidosis metabólica

Ingesta excesiva de cloruro, soluciones de aminoácidos con contenido elevado de cloruro

Hipocalcemia

Tétanos, ataques, raquitismo, desmineralización ósea

Ingesta inadecuada de calcio, fósforo y/o vitamina D

Hipofosfatemia

Debilidad, dolor óseo, desmineralización ósea

Ingesta insuficiente de fósforo

Hipomagnesemia

Ataques, neuritis

Ingesta inadecuada de magnesio

u n ió n con el cobre) son bajos. Es difícil realizar este diag­ n óstico en lactantes prem aturos. Sin em bargo, debido a sus valores de cobre sérico, perm anecen deprim idos hasta cerca de las nueves sem anas de edad. Las concentraciones b ajas de cobre se han inform ado, tam bién, en síndrom e de m alabsorción, enferm edades intestinales de gasto protei­ co, síndrom e nefrítico, traum atism o grave y quem aduras. Los pacientes con N PT quizá desarrollen deficiencia aguda de cin c.95'96 Al principio sufren pérdida urinaria m asiva de cin c durante la fase de catabolism o. Cuando se com ienza a aum entar de peso, el paciente con deficiencia en cin c quizá experim ente diarrea, derm atitis peritoneal y alopecia. Los recién nacidos prem aturos están en parti­ cular predispuestos a deficiencia de cin c debido a que, en con d icio n es norm ales, el cin c se adquiere a razón de alre­ dedor de 5 0 0 mg/día durante el últim o m es de gestación. Para com pensar esta deficiencia, los suplem entos de cin c para los recién nacidos prem aturos deben ser 50% más elevados que para los recién nacidos de térm ino com p le­ to. Luego esta con cen tració n se reduce de m anera gradual hasta que es igual a la del lactante de térm ino com pleto. Las con cen tracio n es de cin c y cobre sérico s deben m oni torearse de m anera sem anal o, cuando m enos, cada dos m eses. E l estado de cin c se vigilará in clu so con m ayor frecuencia en pacientes con pérdida gastrointestinal co n ­ tinua, inclu so si reciben suplem entos de cin c en sus solu ­ ciones parenterales.97 Se ha descrito deficiencia de crom o en pacien tes con nu trició n parenteral de largo plazo.98 Los signos y sín ­ tom as iniciales inclu yen pérdida de peso, aum ento de la in tolerancia a los carbohidratos y neuropatía. E l diagnós­ tico se apoya por concentracio nes b ajas de crom o sérico, y por la respuesta clínica a la ad m inistración de crom o. La evidencia indica que los valores de crom o en plasma están reducidos, no sólo en la d eficiencia sino tam bién en enferm edades agudas.99 Se elevan al aum entar las cargas de insulina y glucosa. Se describe d eficiencia de selenio en la N PT a largo pla­ z o .100 Se le relaciona co n cardiom iopatía y m alabsorción.

La cardiom iopatía tal vez sea grave, y se ha inform ado m uerte. Sin em bargo, se requiere más trabajo para estable­ cer su im portancia en la NPT.

Uso d e las p ru eb a s con panel Para regular el estado m etabólico de los pacientes con enferm edad crítica som etidos a NPT, es necesario m onitorear su terapia n u tricion al de m anera con sistente. La con s­ tante dem anda por m onitorear a estos pacientes produce un a situ ación ideal para los paneles de laboratorio. Al soli­ citar estos paneles, es posible realizar un grupo de pruebas en form a rentable. Esto perm ite al laboratorio la op ción de trabajar co n lotes y análisis autom atizado, lo que da com o resultado el procesam iento de una cantidad m enor de m uestra, análisis quím ico m ás eficiente y, por tanto, c o n ten ció n del costo. Los paneles sólo deben con sistir en pruebas rutinarias solicitadas de m anera repetida.

RESUMEN E l énfasis actual en la n u trición y salud dio com o resultado la creciente im portancia de la valoración vitam ínica y nu tri­ cional en el laboratorio clínico. Las vitam inas, com puestos de b ajo peso m olecular con un am plio rango de funciones en el tejido biológico, deben obtenerse de form a parcial o com pleta a partir de fuentes alim enticias y, en algunos casos, de la síntesis bacteriana. La valoración nutricion al consiste en la evaluación de las necesidades m etabólicas y n u tricionales del pacien te. Se realiza de m ejo r m anera por m ediciones clínicas y de laboratorio del estado nutricional. La valoración nutricion al se ha vuelto cada vez más im por­ tante en el cuidado m édico, en especial en el tratam iento de pacientes con enferm ad crítica y dem acración cró n i­ ca. Es raro identificar pacientes con riesgo de desarrollar com plicaciones relacionadas con la n u trició n en el curso de una enferm edad. Sin embargo, éste no tiene que ser el caso. E stán disponibles estándares para la id entificación de pacientes con alto riesgo y el m onitoreo de la efectividad de la alim entación para reponer pérdidas nu tricionales.

CAPÍTULO 31 ■ VITAMINAS, GRASAS ESENCIALES Y MACRONUTRIENTES

P R E G U N T A S

DE

639

R E P A S O

1. V incu le la vitam ina con su categoría apropiada: a) Liposoluble; b ) H idrosoluble. V itam ina A ______ V itam ina E ______ F o la to _____ B io tin a ______ V itam ina K ______

6. E l m étodo usado con m ayor frecu encia para la deter­ m in ación de la vitam ina B12 es: a) A nálisis quim ilu m iniscente. b ) Inm u n oan álisis de separación m agnética. c ) R adioinm unoanálisis de u n ió n com petitiva con proteína. d) CLAR.

2. ¿C uál de los siguientes d escribe la fuente correcta, la fu n ció n y el estado deficiente de la vitam ina m en cio ­ nada? a) V itam ina E: tejid o vegetal, antioxid ante, osteo­ m alacia. b ) Tiam ina (B j): granos íntegros, m etabolism o de carbohidratos, beriberi. c) N iacina: carne, reacciones de oxid orredu cción, escorbuto. d ) Ácido fólico: productos lácteos, form ación de m ielina.

7. E l térm ino que describe a los pacientes co n desnu­ trició n calórica crónica que pierden tejid o adiposo y m uscular pero no dem uestran d eficiencia proteica es: a) Kw ashiorkor. b ) M arasm o. c) D ebilitam iento. d) N inguna de las anteriores.

3. ¿Cuál vitam ina sería afectada si el pacien te recibió el diagnóstico de trastorno que im plica la absorción de grasa? a) V itam ina B i r b ) Á cido ascórbico. c) Tiam ina. d ) V itam ina K. 4 . ¿Cuál vitam ina es u n potente antioxid ante, se en cu en ­ tra sobre todo en aceites vegetales, que protege la m em brana eritrocítica del estrés oxidativo? a ) V itam ina K. b) V itam ina C. c) V itam ina E. d) Ácido fólico. 5. U n hom bre de 70 años se presentó co n su m édico con u n brazo roto. E l trabajo de laboratorio indicó tiem po de protrom bina elevado, con todos los demás resultados de laboratorio norm ales. E l hom bre estu­ vo tom ando un antibiótico para in fecció n respiratoria anterior. ¿C uál de las siguientes vitam inas, si es que hay alguna, pudiera estar im plicada? a ) V itam ina K. b) V itam ina D. c) Biotina. d ) N inguna de las anteriores.

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8. E l porcen taje de pacientes hospitalizados con posible desnu trición es de: a ) 5 a 8% . b ) 10 a 15%. c) 20 a 25% . d) 3 0 a 50% . 9. ¿Cuál m arcador n u tricion al se ha encontrado que es el indicad or m ás sensible y útil del estado n u tricion al en pacientes m uy enferm os? a) Transtiretina. b ) Transferrina. c) A lbúm ina. d ) F acto r 1 de crecim iento insulín ico. 10. E l m onitoreo del laboratorio del pacien te con terapia de N PT es im portante para evitar posibles com p lica­ ciones. ¿C uál oligoelem ento debe m onitorearse de m anera sem anal? a) Cobre. b ) Selenio. c) M olibdeno. d) Crom o.

4. Kinney JM . Energy metabolism: heat, fuel and life. In: Kinney JM, Jeejeebhoy KN, Hill GL, Owen OE, eds. Nutrition and Metabolism in Patient Care. Philadelphia: W B Saunders, 1988:3-34. 5. Briggs MH, ed. Vitamins in Human Biology and Medicine. Boca Ratón, FL: CRC Press, 1981. 6. Food and Nutrition Board. Recommended Dietary Allowances, lOth ed. Washington, D.C.: National Academy of Science, 1989. 7. Calabrese EJ. The vitamins. In: Nutrition and Environmental Heal­ th, Vol. 1. New York: Joh n Wiley & Sons, 1980.

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUIMICA CLINICA

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CAPÍTULO 31 ■ VITAMINAS, GRASAS ESENCIALES Y MACRONUTRIENTES

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Química clínica y el paciente geriátrico Larry H. Bernstein

C O N T E N I D O

DE L

EL IMPACTO DE LOS PACIENTES GERIÁTRICOS EN EL LABORATORIO CLÍNICO TEORÍAS DEL ENVEJECIMIENTO CAMBIOS BIOQUÍMICOS Y FISIOLÓGICOS DEL ENVEJECIMIENTO Cambios de la fundón endocrina Diabetes mellitus y resistencia a la insulina Cambios en la función renal Cambios en la fundón hepática Función pulmonar y cambios electrolíticos Cambios lipídicos y cardiovasculares Cambios enzimáticos

C A P Í T U L O RESULTADOS DE QUÍMICA CLÍNICA Y ENVEJECIMIENTO Establecimiento de intervalos de referencia en ancianos Variables preanalíticas, los ancianos y los resultados químicos Monitoreo de la terapéutica con fármacos en el anciano Los efectos del ejercicio y la nutrición en ancianos y resultados químicos

RESUMEN PREGUNTAS DE REPASO REFERENCIAS

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Definir envejecim iento, apoptosis, aterosclerosis, radicales libres, geriatría, gerontología, hom eosta­ sis, menopausia y osteoporosis. • Analizar el impacto de los pacientes geriátricos en el laboratorio clínico. • Describir las teorías actuales del envejecim iento. • Evaluar los cambios fisiológicos que ocurren con el proceso de envejecim iento. • Identificar los cambios relacionados con la edad en los analitos de la química clínica.

T E R M I N O S Apoptosis Aterosclerosis Envejecim iento

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Geriatría Gerontología

Explicar los problemas relacionados con el estable­ cimiento de los intervalos de referencia para los ancianos. Describir los efectos de la medicación en los resul­ tados de la química clínica en los ancianos. A nalizar los efectos del ejercicio y la nutrición en los resultados químicos en los ancianos. Correlacionar los cambios fisiológicos vinculados con la edad y los resultados con condiciones pato­ lógicas.

C L A V E Homeostasis M enopausia

Osteoporosis Radical libre

CAPÍTULO 32 ■ QUÍMICA CLÍNICA Y EL PACIENTE GERIÁTRICO

E l en vejecim iento es un proceso com p lejo que no está com prendido de m anera adecuada. No existe una defini­ ció n universal aceptada del en v ejecim ien to. Una d efinición es “la pérdida progresiva y desfavorable de adaptación, que cond u ce a aum ento de la vulnerabilidad, dism inu ción de la viabilidad y red ucción de la esperanza de vida”.1 El problem a con esta d efinición radica en que los procesos de en vejecim iento son variables co n respecto a la edad y pérdida de la función. E n efecto, es posible que exista pérdida tem prana o pérdida m arginal y tardía a una edad avanzada. Además, la fu n ció n m ental tal vez se m antenga independ iente del índice de pérdida de fu ncionam iento físico. ¿C óm o se refleja esta “pérdida progresiva y desfa­ vorable de adaptación” en los resultados del laboratorio clín ico , de m anera específica en los resultados de la quí­ m ica clínica? Este capítulo se centra en el laboratorio de quím ica clín ica y los procesos b ioq u ím icos y fisiológicos del envejecim iento.

años de edad, o in clu so llegan a los 8 5 años con bu en fun­ cionam iento. Para propósitos de este capítu lo, la inform a­ ció n se vincu la sobre todo con individuos de 6 5 años de edad y m ayores, excepto donde se indique lo contrario. D ebido a los avances en el cuidado m édico, la m ejo r n u trición y el énfasis en el ejercicio, un a cantidad crecien­ te de personas vive hasta los 6 5 de edad y más. P or tanto, en la po blació n de Estados U nidos el po rcen taje global de ancianos con tinú a en aum ento. En tre éstos, las p erso­ nas más grandes (es decir, aquellos de 8 5 de edad o m ás) representan el grupo de edad de m ás rápido crecim ien­ to. De acuerdo con un inform e de la O ficina de C ensos de Estados U nidos, la cantidad de personas de 6 5 años de edad y m ás se increm entó en un factor de 11 entre 1 9 0 0 y 1 9 9 4 , de 3 .1 m illones a 3 3 .2 m illones. E n 1 9 9 4 , 1 de cada 8 estadounidenses era anciano, pero la proyección para el año 2 0 3 0 es de 1 de cada 5 .2 E n la figura 3 2 -1 se m uestra el aum ento en el porcentaje de la po blació n de Estados U nidos con 6 5 años de edad y m ás de 1 9 0 0 a 2 0 4 0 . E l aum ento en el porcen taje de ancianos plantea un reto im portante para los sistem as de cuidado de la salud y sociales, así com o para el laboratorio clínico. E n Estados U nidos, el establecim iento de los b en eficios de M edicare a los 6 5 años de edad se basó en el estim ado de que 1% de la po blació n tendría 65 años cuando los b eneficios fue­ ran requeridos, sin consecuencias para la econom ía. Esta visión cam bió. Los laboratoristas clínico s deben fam iliarizarse con problem as ú n ico s o frecuentes de la población geriátrica. Es necesario que sean conscientes de las consid eraciones especiales con respecto a la reco lecció n de m uestras san­ guíneas, el desarrollo de intervalos de referencia, el efecto de los m edicam entos en los resultados quím icos y el diag­ n óstico de enferm edades en los ancianos. Sin em bargo, lo más im portante es com prender por com pleto los efectos del envejecim ien to en los valores del laboratorio.

EL IMPACTO DE LOS PACIENTES GERIÁTRICOS EN EL LABORATORIO CLÍNICO Además de la d efinición de en vejecim ien to, el lecto r debe fam iliarizarse co n los térm inos g ero n to lo g ía y g eria tría . La g eron tolog ía es el estudio de los procesos de envejecim ien­ to. La g er ia tr ía es la ram a de la m ed icina general que trata con los problem as fisiológicos, psicológicos, económ icos y sociológicos del envejecim iento. A unque no existe una base fisiológica específica, com o pubertad o m enopausia, para la d istinción en nuestra sociedad, por lo general se utilizan los térm inos a n cian os, p erso n a s m ay ores y p a c ien ­ tes g eriá trico s para in clu ir a cu alquier persona de m ás de 65 años de edad. Sin em bargo, debido a que el clín ico se enfrenta co n variación im portante en la pérdida relacio­ nada con la edad, tam bién hay personas m ayores jó v en es y ancianos jó v en es y m ayores, que van de los 6 0 a los 75

HE % de 65 años de edad CM

CO

CM

y más

Año

FIGURA 32-1.

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Porcentaje de la población de Estados Unidos con 65 años de edad y más (1900-2040). Las canti­ dades para 2000, 2020 y 2040 son proyecciones. (Fuente: U.S. Bureau of the Census, Current Populatlon Reports, Speclal Studies, P23-190, 65+ in the United States, Washington, D.C., U.S. Government Printing Office, 1996.)

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

TEO RÍAS DEL ENVEJECIMIENTO E n las teorías del envejecim iento se d escriben factores tanto in trín secos (genéticos) com o extrín secos (am bien­ tales) que están relacionados co n cam bio en la estructura y daño celular, una com binació n atribuible al proceso de en vejecim iento. E n el cuadro 3 2 -1 se inclu yen : a) daño genético aleatorio, b) glucación, c) procesos de desarro­ llo que im plican los sistem as inm unitario y end ocrino, d) program ación genética y e) daño de radicales libres.3,4 La teoría que abarca daño al DNA no es aleatoria, ya que inclu ye daño o alteración de los m ateriales genéticos por m utágenos, com o rad iación de fondo (u ltravioleta), lo que causa daño al crom osom a o DNA.3 E ste daño es acu­ m ulativo, pero la falla relacionada con el envejecim iento constituye una dism inu ción de la capacidad para repa­ rar el DNA dañado.3,5 La teoría del “error catastró fico” requiere la m od ificación postranslacional de proteínas que con d u cen a anorm alidades genéticas y al final a m uerte de la célu la.3 La pérdida de un am inoácido no esencial en una proteína, com o sucede con las isoform as de CK -M M , representa un cam bio no funcional. E n la teoría de glu­ cació n se establece que la in teracció n no enzim ática de glucosa co n num erosas proteínas form a productos fina­ les glucados y m oléculas proteicas de víncu lo cruzado. Al final, estas proteínas m odificadas pudieran acum ularse e interferir con la estructura y fu n ció n celular. Es posible que este p roceso ocasione varios problem as característi­ cos de los ancianos (p. ej., entum ecim iento o pérdida de flexibilid ad).3,6 Las teorías de desarrollo del en vejecim iento im plican a los sistem as inm un ológico y neuroen docrino. N inguna de ellas proporciona una exp licación plausible del en vejeci­ m iento. La capacidad de sistem a inm unitario d eclina con la edad.3 La atrofia de tim o ocurre al com ienzo del proceso de en vejecim iento. La red ucción de la p o blació n de células T con pérdida relacionada de células B cond u ce a dism i­ n u ció n de la respuesta a nuevos antígenos. Sin em bargo, la exp o sición a neoantígenos es m ás elevada a una edad tem prana. Adem ás, las anorm alidades desdobladas, que

CUADRO 32.1. ALGUNAS TEO R ÍA S A C TU A LES DEL ENVEJECIMIENTO _____________________________ Daño genético aleatorio Daño por radiación m utágena o de fondo Errores en la traducción o transcripción cromosómica Glucación de proteínas Desarrollo Declive del sistema inmunitario Neuroendocrino Genéticam ente programado Muerte celular preprogramada (apoptosis) Daño por radicales libres (p. ej., OH-, 0 2■) Adaptado de Knight JA, Laboratory Medicine and the Aging Process. Chicago: American Society of Clinical Pathologists, 1996.

ocu rren en varias form as de am iloidosis, no sólo se rela­ cion an con in fecció n crón ica y trastornos autoinm unitarios. La polineuropatía am iloidea fam iliar relacionada con polim erización de la m olécula tran stiretina (5 5 m utantes) es u n ejem plo de esta afección lim itada a com unidades de Portugal, Brasil, Ja p ó n y Suecia. Esta teoría y el m odelo end ocrino no son suficientes para explicar varias enfer­ m edades y desórdenes de tipo in feccio so (p. e j., trastor­ n os autoinm unitarios, leucem ia lin focítica y cáncer) en el an cian o.3,6,7 La teoría del envejecim iento que abarca el sis­ tem a neuroen docrin o se centra en el sistem a hipotalám ico-hip ofisario y sus glándulas objetivo. Los cam bios más notables que im p lican el declive en la fu nción endocrina ocu rren en m ujeres posm enopáusicas e inclu y en pérdida de estrógeno y calcio óseo. En h om bres, las co n cen tra cio ­ nes de testosterona dism inuyen con la edad.1 E n la teoría del envejecim iento genéticam ente progra­ m ado se sugiere que los genes desem peñan una fu n ció n en el proceso de envejecim iento, y que cada uno de ellos está “program ado” por sus genes para vivir un a cierta cantidad de años.3 E l respaldo de esta teoría se basa en observa­ ciones generales del período de vida en fam ilias y varios síndrom es de en vejecim iento, com o progeria, síndrom e de W erner y síndrom e de D ow n.3 E xisten trabajos más conv in centes en la ciencia básica en los que se ha abierto un gran ám bito de estudio para la señ alización y m uerte celular. Los genes con tien en in stru ccion es no sólo para el crecim iento y desarrollo, sino tam bién para la d estru cción celular, lo que causa d eclinación del cuerpo y al final la m uerte. A la m uerte celu lar preprogram ada se le denom ina apoptosis, del térm ino en griego que significa abandono. La apoptosis se describió por prim era vez en 1 9 7 2 com o un proceso en el desarrollo y envejecim ien to celu lar distinto de la n ecrosis.8 M ientras que las células n ecróticas aum en­ tan de tam año, las células apoptóticas suelen reducirse y separarse de las células parenquim atosas circundantes. Al m ism o tiem po, el volum en celu lar dism inuye y la crom atina se condensa al borde del nú cleo. Las células apoptósicas m ueren por diseño, en tanto las células n ecróticas lo h acen por accidente y lesión letal.8 La investigación sobre la apoptosis fue conducida por la observación del n em atodo Caenorhabditis elegans, seguida por la id entificación de los hom ólogos del gen de la m uerte en otros organism os.9 La regulación aberrante de la apoptosis contribuye a pato­ logías b ien conocid as, com o enferm edades autoinm unitarias, cáncer, e in feccio n es virales.10 D urante la apoptosis, la célula es destruida por una clase de proteasas a las que se les denom ina caspasas. Ciertas caspasas (es decir, la 8 y 1 0) participan en el com ienzo de la apoptosis, en tanto otras (caspasas 3 , 6 y 7) ejecu tan la orden de d estrucción al elim inar proteínas esenciales de la célula. E l proceso apoptótico se resum e com o se m uestra a continu ación : A ctivación de las caspasas de in icio por señales espe­ cíficas. A ctivación de la caspasas ejecu tan tes por las caspasas de in icio , que pueden adherirse a caspasas inactivas en sitios específicos. D egradación de proteínas celulares esenciales por la actividad proteasa de las caspasas ejecutantes.

CAPÍTULO 32 ■ QUÍMICA CLÍNICA Y EL PACIENTE GERIÁTRICO

La m itocond ria ju eg a un papel prim ordial en el m eca­ nism o de la apoptosis. Además, ocu rren cam bios por la a cció n de las espe­ cies oxígenorreactivas generadas y rescatadas de m anera incompleta a lo largo del ciclo celular que afectan las inter­ acciones celulares a través de alteraciones en la m atriz intracelular, el intercam bio intercelular de factores trópi­ cos, la lib eración de m ediadores de citocin a inflam atorios y otros efectos. La base de la teoría de los radicales libres es que los radicales libres de oxígen o causan daño progresivo y aleatorio a los com ponentes celulares. U n radical libre es un átom o o m olécula con uno o m ás electrones im pares; por tanto, los radicales libres tien en una cantidad im par de electrones, lo que produce un enlace abierto, o una enlace medio, de modo que se vuelven bastante reactivos. El radical libre se representa por un punto de exponente que indica el electrón impar, por ejemplo, H20 = HO- + H-. E l ion hidroxilo (H O ) es un radical libre bastante reactivo y quizás uno de los más dañinos para las células. Además, los radicales libres son electrofílicos y atacan sitios de densidad electróni­ ca incrementada (p. ej., DNA, RNA, proteínas, m embranas). Al final, el daño del radical libre a los com ponentes celulares causa la muerte de la célula.3'511 E l superóxido ( 0 2’“) es otros radical libre generado en el cuerpo por varias reacciones, entre las que se encuen­ tran fosforilación oxidativa y reacciones citoplásm icas. Por fortuna, el cuerpo tiene una m anera de m anejar la mayor parte de estos radicales libres. Por ejem plo, la superóxido dismutasa, una enzim a presente en todas las células del cuerpo, convierte el superóxido a peróxido de hidrógeno. Luego otras enzim as (p. ej., glutatión peroxidasa y catalasa) inactivan el peróxido de hidrógeno. Los radicales hidroxilo se neutralizan por com puestos no enzim áticos, com o las vitam ina C y E y la provitamina A y fi-caroteno (los antioxi­ dantes).3,6,11 En fecha reciente, surgió bastante apoyo e investigación en esta particular teoría de envejecim iento.11 Aunque hay m uchas teorías del envejecim iento propues­ tas, no se ha com probado por com pleto ningún m ecanism o a través de investigación. De hech o, en estudios de varias especies, la única intervención conocida para retardar el envejecim iento es la restricción calórica. En roedores, por ejem plo, la restricción calórica aum entó el prom edio de

CUADRO 32-2. ENFERMEDADES Y TRASTORNOS QUE SUELEN RELACIONARSE CON EL ENVEJECIMIENTO311____________________ Aterosclerosis (p. ej., infarto al miocardio, enfermedad renal, derram e cerebral) Cáncer Diabetes mellitus Hiperparatiroidismo

645

esperanza de vida y el lapso de vida m áxim o, y retardó el inicio de algunas enfermedades típicas relacionadas con la edad, así com o el deterioro de los procesos fisiológicos (p. ej., capacidad de respuesta del sistem a inm unitario y m eta­ bolism o de glucosa).4 Las razones de estos efectos al pare­ cer sólo se relacionan con la restricción calórica y no con la reducción de algún factor dietético, com o la ingesta de gra­ sa, o suplem ento dietético, com o vitam inas o antioxidantes. Por desgracia, aún se desconoce el im pacto de la restricción calórica en el envejecim iento en seres hum anos.4

CAM BIOS BIOQUÍM ICOS Y FISIOLÓGICOS DEL ENVEJECIM IENTO Las teorías del envejecim iento tien en puntos de inter­ sección y no son excluyentes entre sí. E xisten m uchos cam bios b ioq u ím icos y fisiológicos relacionados con el envejecim iento. E n térm inos generales, el en vejecim ien­ to está relacionado con d ism in u ción de la eficiencia en la adaptación al estrés. Los sistem as de envejecim iento con tin ú an funcionando de m anera adecuada siem pre y cuando no estén som etidos a estrés fisiológico excesivo. La capacidad del cuerpo para afrontar co n éxito el estrés dism inuye con el avance de la edad y varía entre los indi­ viduos. La m agnitud y el índ ice en que declina la capa­ cidad de adaptación depende de m u chos factores, com o la heren cia, el estilo de vida y la n u trició n ; por tanto, se vuelve difícil generalizar en cu anto al com p lejo proceso de en vejecim ien to. Existe u n en vejecim ien to relacionado con la d ism inu ción del agua corporal total, la masa m u s­ cular, el aum ento de densidad ósea co n rem od elación (y dism inu ción de la masa co n la osteop orosis); increm ento de lípidos (p. e j., colesterol, colesterol de lipoproteína de alta densidad [HDL] y triglicérid os); y un declive gradual en las fu nciones respiratorias, cardiovasculares, renales, hepáticas, gastrointestinales, inm unitarias, neurológicas y del sistem a en d ocrin o.1'4,6'1213 Además, el en vejecim iento suele vincu larse con el desa­ rrollo de varias enferm edades y trastornos.414 E n el cuadro 3 2 -2 se m uestran algunas enferm edades frecuentes y tras­ tornos relacionados con el proceso de envejecim iento. Las causas principales de m uerte en personas de 6 5 años de edad y m ás se enum eran en el cuadro 3 2 -3 . Los cam bios bioqu ím icos y fisiológicos específicos del proceso de envejecim ien to, puestos que se relacionan con las pruebas de quím ica clín ica, se analizan en las sigu ien­ tes seccion es. E n el cuadro 3 2 -4 se resum en los cam bios en los analitos quím icos relacionados co n el proceso de envejecim iento. Los cam bios de los analitos son aquellos que suelen m encionarse en la literatu ra.413 Siem pre que sea posible, los laboratoristas deben exam inar la posi­ bilidad del establecim iento de intervalos de referencia ajustados con la edad basados en los valores de analitos determ inados para adultos m ayores sanos.

Hipertiroidismo Hipotiroidismo

Cam bios de la función endocrina

Gamm opatías monoclonales (p. ej., mieloma múltiple)

D urante m u cho tiem po se ha sabido que las anorm alida­ des relacionadas con la fu nción endocrina son habituales en el anciano, y su frecuencia tiende a aum entar durante

Osteoporosis

646

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUIMICA CLINICA

CUADRO 32-3. LA S 10 PRIN CIPA LES C A U SA S D E M UERTE (65 A Ñ O S DE ED A D Y M Á S) 1. Enfermedad del corazón 2. Neoplasma maligno 3. Enfermedad cerebrovascular 4. Enfermedad pulmonar obstructiva crónica y trastornos relacionados 5. Neumonía e influenza 6. Diabetes mellitus 7. Accidentes y efectos adversos 8. Nefritis, síndrome nefrótico y nefrosis 9. Enfermedad de Alzheim er 10. Septicemia Tomado de Birth and Deaths: United States, 1996. Mon Vital Stat Rep 1997;46(1 Supl 2): 1-40.

CUADRO 32-4. CAMBIOS EN ANALITOS D E QUÍMICA CLÍNICA SELECCIONADOS CON LA EDAD 1,3'4'6'18'20-25'28 AUMENTO

DISMINUCIÓN

SIN CAMBIO

GGT

Albúmina

Cloruro

Fosfatasa alcalina. mujeres

Aldosterona

Cortisol

cq-Antitripsina

Bilirrubina

T, libre

Amilasa

Eliminación de creatinina

Haptoglobina

AST

DHEA

Insulina, en ayunas

ÑUS

Hormona del crecimiento

P C 0 2, o aumento ligero

Creatina cinasa ligero

P02

pH, o disminución ligera

y-Globulina, ligero

t

Glucosa, en ayunas

Proteína total

T4, o decremento ligero

HDL

Transferrina

Globulina unida a la tiroides (GUT)

3

Sodio

Fosfato inorgánico Lactato deshidrogenasa (LD) PC02 Potasio, ligero Colesterol total Triglicéridos TSH, ligero Ácido úrico Nota: Los cambios de los analitos son aquellos que suelen citarse en la literatura. Tal vez exista un poco de variación en los resultados de estudios sobre envejecimiento y en los resultados de laboratorio (es decir, tal vez un autor informe que no hay cambio importante para un analito; en tanto otro pudiera informar un decremento o incremento ligero para el mismo analito).

el proceso de envejecim iento. No sólo hay cam bios obvios en la produ cción de horm onas por los órganos sexuales, sino que tam bién existen variaciones en la fu n ció n tiroi­ dea, hipoñsaria y suprarrenal. Loas cam bios m ás notables se relacionan con las horm onas gonadales y tiroides. Varios cam bios horm onales com p lejos e im portantes que se relacionan con la fu n ción gonadal ocurren tanto en hom bres com o en m ujeres, entre los que se en cu en ­ tran d ism in u ción de la produ cción gonadal de estróge­ no en m u jeres (m enopausia) y testosterona en hom bres (andropausia); p rod u cción suprarrenal de dehidroepiandrosterona (DH EA) y sulfato de DHEA (D H EAS) (adrenopau sia); y decrem ento en la actividad de la horm ona del crecim iento (GH)/eje del factor de crecim iento sem ejante a la insulina (F C I) (som atop au sia).15,16 Com o resultado, se desarrollan regím enes de reem plazo horm onal com o estrategia para retrasar o prevenir algunas consecuencias del envejecim iento. E ntre los 6 0 y 8 0 años de edad, la pro­ p orción entre testosterona y estradiol cae de 12:1 a 2 :1 .1,4 La d ism inu ción de testosterona se vincu la de m anera p ri­ m ordial a la d ism in u ción de la fu nción testicu lar.1,17 En m u jeres, los cam bios en el sistem a end ocrino se relacio­ n an sobre todo con la m enopausia, m om en to en que hay cese de la p rod u cción de estrógeno ovárico. La m enopausia es la suspensión perm anente de la m enstru ación causada por declive de la actividad folicular ovárica; por lo gene­ ral, ocurre entre los 3 8 y 5 8 años de edad. E l proceso de apoptosis, m uerte celu lar desinflam atoria y no traum ática, equilibra la proliferación celular y m antiene la hom eostasis. E l en vejecim iento interrum pe la regulación ordenada de la retroalim entación neuroendocrin a de la secreción de GH, horm on a luteinizante (L H ), horm ona folícu lo estim u lan­ te (FSH ) y horm ona ad renocorticotrop ina (A C T H ).17 Los productos específicos del gen prom ueven (B ax) la m uerte celular regulada a través de efectos m itocond riales o se oponen a la m ism a (B c l-2 ). A la desregulación de la apop­ tosis se le ha im plicado en el desarrollo de enferm edades que son más frecuentes en individuos de edad avanzada, com o cáncer y trastornos neurodegenerativos (en ferm e­ dades de A lzheim er y P arkin son). Las principales con se­ cu encias de la deficiencia de estrógeno son la osteoporosis y la enferm edad cardíaca coronaria (E C C ).18,19 La osteoporosis es un problem a tanto de hom bres com o de m ujeres de edad avanzada, pero en particular en m u je­ res después de la menopausia (alrededor de los 5 0 años de edad). E n esta población, se calcula que alrededor de 30% de las m ujeres y 20% de los hom bres padecen osteoporo­ sis.18,19 La osteoporosis im plica una pérdida gradual de la m asa ósea. E l esqueleto se debilita y se vuelve m enos denso com o resultado del aum ento del desequilibrio de la resor­ ción ósea debido a la rem odelación ósea. Las células osteoblásticas m antienen la hom eostasis del hueso. La resorción y form ación óseas se llevan a cabo en una secuencia orde­ nada a lo largo de la vida por los osteoclastos y los osteo­ blastos. Los osteoclastos elim inan la matriz ósea a una tasa de 15 0 um/día; el recam bio se realiza por los osteoblastos a una tasa de 1 um/día. E l recam bio del hueso aum enta la fuerza del m ism o por la estructura del osteón. E l recam bio, controlado en parte por la tensión muscular, se ve afectado por el estrógeno. Es posible que la pérdida descom pensa­ da de masa esquelética conduzca a m icrofracturas y dolor.

CAPÍTULO 32 ■ QUÍMICA CLÍNICA Y EL PACIENTE GERIÁTRICO

Por lo general, los valores de quím ica clínica presentes en la osteoporosis son norm ales, entre los que se encuentran calcio, fósforo, magnesio y fosfatasa alcalina séricos, y las horm onas paratiroides y tiroides,1819 debido a que la pér­ dida ósea no se relaciona con elim inación masiva rápida de m inerales, com o por hiperparatiroidism o (hipercalce­ m ia paratiroidea) o enfermedad de Paget (renovación ósea incontrolada). Después de que se establece el diagnóstico de osteoporosis, las pruebas de laboratorio para evaluar el m etabolism o óseo (renovación) son útiles al seguir su pro­ greso en respuesta para la terapia. Los factores principales de riesgo son la dieta, el estilo de vida inactivo, la predispo­ sición genética, el tabaquism o, los trastornos endocrinos y los m edicam entos.20 El problem a secundario más im portan­ te de la osteoporosis es la fractura de cadera, que es discapacitante y se relaciona con la falta de curación en la población de m ayor edad. Por tanto, la osteoporosis, es un problem a im portante entre los ancianos, que ocasiona increm ento de la m orbilidad y de los costos para el cuidado de la salud. Además, existe una relación im portante entre la hipovitam inosis D y el hiperparatiroidism o secundario (fosfatasa alcalina elevada y cam bios osteoporóticos) en ancianos.21,22 Es posible que esto se relacione con ingesta dietética, falta de exposición a luz del sol y reducción de la conversión de 25-hidroxivitam ina D3a la form a 1,25 por el riñón. La glándula tiroides es fundam ental para la regulación del proceso m etabólico (p. ej., regulación de la tasa m eta­ b ólica). Aunque existe poca evidencia de cam bios en la fu nción tiroidea en ancianos, la incid encia del hipotiroidis­ m o y del hipertiroidism o se eleva.1,3,4 Se inform a que la prevalencia de hipotiroidism o en ancianos está entre 0.5 % y 4 .4% , en tanto que la del hiperparatiroidism o se encuentra entre 0.5% y 3% .23 E l hipotiroidism o, aunque más frecuente en ancianos, a m enudo resulta más difícil de diagnosticar.24 Por lo general, los signos y síntom as del hipotiroidism o se interpretan de m anera inadecuada tan sólo com o “vejez”.3 E n el hipotiroidism o subclínico, por ejem plo, los pacientes tienen pocos o nulos síntom as clínicos, pero presentan un valor norm al de tiroxina (T 4) con con centración elevada de la horm ona estim ulante de la tiroides (T S H ).24 La deter­ m inación de si se tratará a estos pacientes con horm ona tiroides o se les dará seguim iento con pruebas periódicas de la tiroides es controversial. La interpretación de la fun­ ción tiroidea en pacientes m uy enferm os y hospitalizados tam bién es difícil debido al efecto de la enferm edad no rela­ cionada con la tiroides sobre las pruebas habituales de la

ES T U D IO

función tiroidea.24 La enfermedad llega a deprim ir las con ­ centraciones en suero de la triyodotironina (T ) y T + m ien­ tras que la TSH perm anece norm al o incluso disminuye. Las alteraciones en la un ión proteica, el m etabolism o horm onal de la tiroides y supresión de la liberación pituitaria de TSH quizá expliquen estos hallazgos en la enferm edad no rela­ cionada con la tiroides. Por lo general, a estos pacientes se les considera eutiroideos (es decir, tienen fu nción tiroidea norm al) y no se prescriben suplem entos horm onales.23 En m uchos de los prim eros estudios se atribuyeron los cam ­ bios en la fu nción de la tiroides al proceso de en vejecim ien­ to natural. Sin em bargo, en estudios más recientes se indica que la fu nción tiroidea anorm al tal vez sea secundaria a algún trastorno subyacente o relacionado, y no sólo a la vejez.3 Debido a que los trastornos de la tiroides quizá se presenten de m anera sutil y a m enudo son difíciles de diag­ nosticar, la evaluación del laboratorio se vuelve im portante. E n personas sanas de edad avanzada, en esencia no existe ningún cam bio en T , T 4 libre, globulina de unión a la tiroi­ des y concentraciones de T 3 inversas.6,23,24 Sin em bargo, en algunos estudios se dem ostró una d ism inución im portante en los valores de T 3 después de los 5 0 años de edad, con un ligero aum ento en la TSH, quizá com o respuesta norm al a la baja concentración de T y Aún no está claro si estos cam ­ bios están relacionados con la edad o son resultado de una enferm edad subyacente.6,23 E xisten pocos cam bios m orfológicos del páncreas en ancianos, más allá de cierto grado de atrofia y aum ento de la incid encia de tum ores.23 A unque otros aspectos de la fu nción end ocrina, com o el sistem a hipotálam o-hipófisis anterior y las glándulas suprarrenales, no m uestran alte­ ración en la produ cción de cortisol, tanto la aldosterona com o la DHEA declinan con la edad.26,27 La prevalencia de la hip ertensión tam bién se increm enta co n la edad: alrede­ dor de 60 % de las personas m ayores de 6 0 años padecen esta a fecció n .27 Entre las causas se inclu yen increm en­ to de la resistencia periférica debido a la aterosclerosis, trastornos end ocrinos y renales cró n ico s y m ed icaciones m últiples. E n térm inos generales, existe un declive en la d eficiencia de la regulación h om eo stática.4,27

Diabetes m ellitus y resistencia a la insulina La tolerancia a la glucosa dism inuye con la edad. Las perso­ nas de edad avanzada presentan un valor de glucosa sérica en ayunas un poco m ayor que los adultos m ás jó ven es. La

C A S O 32-1

Una m u jer de 6 5 años de edad hospitalizada debido a neum onía y diabetes incontrolad a tuvo los resultados de prueba de la tiroides que se m uestran en el cuadro 3 2 -1 .1 de estudio de caso.

CUADRO 32-1.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO

Pregunta

TSH sérica

1.5 pU/ml

0.5 a 5 pU/ml

T4 total

3.8 pg/dl

4.5 a 12 pg/dl

T3 total

55 ng/dl

50 a 220 ng/dl

PRUEBA

RESULTADO

RANGO DE REFERENCIA

1. C on base en el estado del pacien te y los resultados de la prueba de laboratorio, ¿cóm o se explican los datos de la tiroides? 2. ¿Habrá que realizar alguna prueba adicional?

647

648

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

glucosa en ayunas se eleva alrededor de 1 a 2 mg/dl (0 .1 1 mmol/L) por década a lo largo de la vida.6’28 E l um bral renal (el lím ite en que la glucosa desem boca en la orina) tam bién se increm enta con la edad. Además, existe altera­ ción de la respuesta de la insulina a la glucosa.1,13 La diabe­ tes m ellitus es un problem a frecuente en ancianos, con una prevalencia de alrededor de L8.4% en personas de 6 5 años de edad y más. Las observaciones anteriores sobre los valo­ res esperados en ancianos sanos tal vez resulten engañosas. La d efinición de diabetes y prediabetes se revisó para valo­ res de glucosa por arriba de 1 2 6 mg/dl y 1 0 0 -1 2 6 mg/dl, respectivam ente. Se observa un aum ento alarm ante de la obesidad con increm ento de la diabetes tipo 2 y aum ento relacionado de hipertensión y riesgo cardiovascular. Este síndrom e se caracteriza por grados variables de intoleran­ cia a la glucosa, valores de colesterol y/o triglicéridos anor­ m ales, presión sanguínea elevada, obesidad corporal alta, todos factores de riesgo independientes para la enfermedad cardíaca. En el estudio PROCAM (Prospective Cardiovascu­ lar Munster), donde se exam inó la relación entre varios fac­ tores de riesgo cardíaco y la incid encia de ataque cardíaco en 2 7 5 4 hom bres de 4 0 a 65 años en un periodo de cuatro años, se dem ostró que tan sólo la presencia de diabetes o presión arterial elevada aum entó 2 .5 veces el riesgo de ata­ que cardíaco. Cuando estuvieron presentes tanto diabetes com o presión sanguínea elevada, el riesgo se increm entó ocho veces. U n perfil lipídico aum entó el riesgo 16 veces; cuando se observaron valores lipídicos anorm ales con pre­ sión sanguínea elevada o diabetes, o am bas, el riesgo fue 20 veces mayor. Estas anorm alidades constituyen el síndrom e de resistencia a la insulina. A éste se le describió por pri­ m era vez en 1 9 8 8 , cuando se sugirió que el defecto estaba relacionado con la insulina.29 Se calcula que este síndrom e afecta entre 70 y 8 0 m illones de estadounidenses.30 Debido a que por lo general la resistencia se desarrolla m u ch o antes de que aparezcan estas enferm edades, la identificación y el tratam iento de los pacientes con resistencia a la insulina tiene un valor potencialm ente preventivo enorm e. La afec­ ció n es frecu ente entre personas co n obesidad (definida com o índice de masa corporal [IM C] de 3 0 kg por m 2 o m ás). E l patrón de obesidad tam bién es muy im portante. E xiste fuerte relación entre la obesidad abdom inal y el gra­ do de resistencia a la insulina, lo que es independiente del peso corporal total.31 Es posible calcular el grado de obesi­

dad abdom inal por el uso de la circunferencia de la cintura o la proporción cintura-cadera. La cintura suele m edirse en su punto más estrecho, y la cadera en su punto más am plio alrededor de las nalgas. Una proporción cintura-cadera m ayor de 1.0 en hom bres o de 0 .8 en m ujeres se correlacio­ na en gran medida co n obesidad abdom inal y resistencia a la insulina, y confiere un m ayor riesgo de enferm edades relacionadas. Se da por hecho que los productos finales de g lucación avanzada (FG A ) desem peñan un papel clave en la nefropatía diabética (N D ) y otras com plicaciones diabéti­ cas. Éstos ejercen efectos m arcados en células endoteliales, m onocitos, m acrófagos y unión a receptores FGA (R FG A ). Los FGA se form an por la unión de aldosas en grupos NEl2 libres en las proteínas. La unión de FG A a RFG A activa las células endoteliales, los m onocitos y los m acrófagos, que, al activarse, producen citocinas y expresan m olécu ­ las de adhesión y factores tisulares. Éstos participan en el increm ento del estrés oxidante y las lesiones m icrovasculares en la diabetes.32 Además, existe tam bién una relación com pleja entre la masa adiposa, el factor a de necrosis tum oral (F N T -a ) y la resistencia a la insulina. Sin em bar­ go, aún se desconocen los m ecanism os por los que F N T -a induce resistencia a la insulina. Los genes inductores de F N T -a inclu yen factores de transcripción im plicados en la expresión del gen preadipocito o activación del fa cto r-a B nuclear, citocin as y proteínas inducidas por citocina, facto­ res de crecim iento, enzim as y m oléculas de señalización.33 C on base en esto, la diabetes tipo 2 es m ás sospechosa com o enferm edad inflam atoria crónica que com o trastorno de la d isfunción endocrina pancreática.

Cam bios en la función renal Todos los aspectos de la fu nción renal se ven afectados por el proceso de envejecim iento. La edad de com ienzo, los cam bios específicos y las con secu encias son lo que varía en esta p o blació n .34 La fu nción renal com ienza a declinar después de los 3 0 años de edad y, para los 6 0 años, se reduce a la mitad.34 Este declive se atribuye a la pérdida gra­ dual de nefronas, d ism inu ción de la actividad enzim ática y m etabólica de las células tubulares y aum en to de la in ci­ dencia de procesos patológicos (p. e j., a terosclerosis).34 La fu n ció n renal se evalúa a cualquier edad a través de pruebas clín icas, com o volum en urinario, análisis de

ES T U D IO D E C A S O 32-2 U n hom bre de 70 años de edad por lo dem ás sano ingre­ só al hospital para som eterse a cirugía abdom inal. Los resultados de prueba quím ica preoperatoria se m u es­ tran en el cuadro 3 2 -2 .1 del estudio de caso.

CUADRO 32-2.1 DE ESTUDIO DE CASO. RESULTADOS DE LABORATORIO PRUEBA

RESULTADO

RANGO DE REFERENCIA

Albúm ina

53 g/L

35 a 50 g/L

Pregunta

ÑUS

40 mg/dl

8 a 26 mg/dl

1. ¿C uál es la proporción NUS/creatinina en este paciente?

Creatinina

1.6 mg/dl

0.9 a 1.5 mg/dl

Osmolalidad sérica

330 mosm/kg

275 a 295 mosm/kg

2. ¿Q ué sugieren estos datos? 3. ¿Qué resultados de prueba apoyan esta conclusión?

Sodio

150 mmol/L

135 a 145 mmol/L

4. ¿Q ué tan frecuente es este trastorno en ancianos?

CAPÍTULO 32 ■ QUÍMICA CLÍNICA Y EL PACIENTE GERIÁTRICO

constitu yentes y con cen tració n , nitrógeno ureico sanguí­ neo (Ñ U S), ácido úrico y varias pruebas de elim in ació n .34 La elim inación de creatinina, la tasa de filtración glom eru­ lar (T F G ) y el flujo del plasma renal dism inuyen con la edad.6,34 Los analitos, el Ñ US, el ácido ú rico y el fosfato inorgánico que refleja la T F G se elevan.6 E n térm inos generales, los ancianos padecen d ism inu­ ció n de la capacidad para conservar agua a través de los riñones y una sen sación m u ch o m ás b aja de sed .35 Esto, p or supuesto, llega a con d u cir a deshidratación, un pro­ blem a habitual y subestim ado en ancianos. La deshidrata­ ció n no sólo es un hallazgo frecuente en personas de edad avanzada, sino que tam bién pudiera ser grave, lo que co n ­ d uciría a una m ayor tasa de m ortalidad.3 E ntre las prue­ bas de laboratorio clínico indicativas de d eshidratación se inclu yen hipernatrem ia, aum ento de la proporción ÑUS/ creatinina, increm en to de osm olalidad sérica y elevación de gravedad específica de la orin a.3 Además de los cam bios renales característicos del enve­ je cim ie n to ya m encionad os, existe m ayor in cid encia de enferm edad renal y red ucción de la capacidad para con ­ trolar la excreción de fárm acos. Los problem as que afectan la fu nción renal se relacionan con daño por infeccio nes o fárm acos (m ed icacion es), hipertensión o trastornos com o diabetes m ellitus, tuberculosis y n efritis.34

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jó v e n e s.28 A sim ism o, las inm unoglobu linas se red ucen en una parte de la población. Ciertas enzim as tam bién cam bian. La fosfatasa alcali­ na (A LP) y la lactato deshidrogenasa (L D ), por ejem plo, aum entan tanto en hom bres com o en m u jeres, pero es poco probable que estos cam bios se relacionen con la edad. La síntesis de la urea, un p roceso que ocurre en los hepatocitos, y el m etabolism o de la bilirrubin a declinan con la edad.3 36 La fu nción de destoxificación o m etabolism o del fárm aco por parte del hígado es im portante al tom ar en cuenta el aum ento de las cantidades de m ed icaciones que por lo general se prescriben para pacientes ancianos. A un­ que la población de 6 5 años de edad y m ás es alrededor del 12% de la po blació n de Estados U nidos, recibe cerca de la tercera parte de todas las m ed icaciones prescritas.3 Además de las posibles interaccio nes farm acológicas, la toxicidad del fárm aco representa un problem a potencial. Com o ya se m en cion ó, con el proceso de envejecim iento existe cierta atrofia del hígado, así com o red u cción en el flujo sanguíneo hepático. E sto, a su vez, tal vez conduzca a la acu m ulación de algunos fárm acos (p. ej., lidocaína y m orfina) y la posibilidad de toxicid ad .3 E l tem a de las m ed icaciones en el envejecim iento se analiza m ás adelante con m ayor detalle.

Función pulm onar y cam bios electrolíticos Cam bios en la función hepática E n térm inos generales, la atrofia y la red u cción del peso hepático, así com o el declive de la fu n ció n del hígado, son frecuentes en ancianos.3,36 A unque el hígado reali­ za m uchas fu nciones (capítulo 2 2 , Función hepática ), en esta secció n se tratan tres de sus papeles m ás im portantes (sín tesis, excreción y secreción y d estoxificación y m eta­ bolism o de fárm acos) con relación a los procesos de enve­ je cim ie n to . La fu n ció n sintética del hígado se m onitorea por m edio de las concentraciones de proteínas en plasm a. Tietz y colegas inform aron una ligera d ism in u ción de la proteína total en personas ancianas “adaptadas”.28 Se observa una declinación, tam bién, de la albúm ina y transferrina. Hay que tom ar esta observación con cierta reserva. La hom ogenización de la m uestra de población de edad avanzada adaptada se tom ará con reserva. E l descenso en la albúm i­ na y transferrina pudiera atribuirse a un grado im portante de desnu trición y enferm edad h epática en la población estudiada. No se descuenta la existen cia de d esnutrición, enferm edad hepática alcohólica, depresión e ingesta defi­ ciente de nu trientes en la población am bulatoria de edad avanzada. E n la población de asilo, las tasas de desnutri­ ció n energética proteica alcanzan hasta 4 0 a 50% . Si la tasa de desnu trición fuera de 10% y las personas am bu­ latorias de edad avanzada tuvieran albúm ina de 2 .8 g/dl, la con cen tració n de albúm ina sérica para una m uestra de 10000 personas a un nivel de 3.5 g/dl disminuiría a 3 .4 g/dl. Además, la diabetes tipo 2 quizá esté relacionada con esteatosis no alcohólica y esteatohepatitis, lo que con d u ci­ ría a red ucción de la albúm ina y transferrina e in crem en­ to de la fosfatasa alcalina. Sin em bargo, la y-globulina y la oq-antitripsina se elevan un poco con la edad, en tanto la haptoglobulina perm anece en esencia igual que en adultos

D urante el proceso de en vejecim ien to, ocu rren varios cam bios anatóm icos y fisiológicos con ocid os en la fun­ ción cardiopulm onar. En realidad la fu n ció n pulm onar com ienza a declinar después de los 2 5 años de edad com o resultado de cam bios en el pulm ón, la caja torácica, los m úsculos respiratorios y los centros respiratorios del sis­ tema nervioso cen tral.37 Desde luego, la fu nción pulm onar es, quizá, más afectada por hábitos personales, com o el tabaquism o, y por con tam in ación am biental.37 E ntre los cam bios descritos más a m enudo relaciona­ dos con la fu nción pulm onar en ancianos se inclu yen los valores de P 0 2 y P C O ,. Estos cam bios reflejan la dism i­ nu ció n de la capacidad vital (pu lm ón) encontrada en la m ayoría de la gente de edad avanzada.37 E l P 0 2 arterial, por ejem plo, dism inuye durante el proceso de en v ejeci­ m ien to, en tanto se inform a que el P C 0 2 aum enta un poco o perm anece in ta cto .4-37 Está docum entado que el valor del pH sanguíneo perm anece bastante constan te o dism inuye sólo de m anera ligera.6'37 E n los electrólitos de sodio, potasio y cloruro se obser­ va poco cam bio en ancianos sanos en com paración con los encontrados en adultos m ás jó v e n e s.27 E l sodio per­ m anece m uy constan te en el com ienzo de la edad adulta a la m adurez. Los valores de cloruro son, tam bién, muy con stan tes, pero se ha encontrado que son u n poco más elevados en personas m ayores de 9 0 años de edad. Sin em bargo, el potasio se increm en ta ligeram ente a partir de los 6 0 a 9 0 años.27 Las enferm edades relacionadas con el sistem a respira­ torio son frecuentes en ancianos, y exp lican 25% de todas las m uertes en individuos m ayores de 8 5 años.37 Entre las enferm edades respiratorias de ancianos se encuentran bronquitis crónica, enfisem a, neoplasia e in feccio n es pu l­ m onares, en particular tuberculosis y neum onía.37

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

Cam bios lipidíeos y cardiovasculares La enferm edad cardiovascular aún constitu ye una causa im portante de m uerte tanto en hom bres com o en m ujeres de edad avanzada. E n Estados U nidos, la aterosclerosis, un tipo de arteriosclerosis, es la causa princip al de m uerte por enferm edad cardiovascular.3 La aterosclerosis , un proceso p atológico progresivo que com ienza en etapas tem pranas de la vida, com prende alteraciones vasculares caracteriza­ das por acu m ulaciones de grasa en las paredes vascula­ res.3 La aterosclerosis se desarrolla co n lentitu d a través de los años. E ntre las consecuencias de la aterosclerosis se inclu y en hipertensión , hem orragia, trom bosis, derram e cerebral y enferm edad cardíaca coronaria (E C C ). La E C C , a la que tam bién se le denom ina enferm edad cardíaca isqué­ m ica , todavía es causa principal de discapacidad y m uerte en Estados U nidos. Su prevalencia se increm enta con el aum ento de edad.38 Los factores de riesgo para E C C abar­ can la edad, el sexo, la predisposición genética, la obesi­ dad, la hipertensión, el estado físico d eficien te, la diabetes m ellitus, el consu m o de tabaco y la hiperlipidem ia.3 Está dem ostrado que los lípidos desem peñan un papel im portante en el proceso aterosclerótico y el riesgo de E C C son colesterol de HDL y lipoproteína de baja den­ sidad (L D L ), colesterol total y triglicéridos. En un estu­ dio de Tietz y colegas con ancianos en buen estado de adaptación, se encontró elevación del colesterol total, el colesterol HDL y los triglicéridos com o parte del proceso de en v ejecim ien to .28 Sin em bargo, se consid eró al coleste­ rol HDL, o colesterol “b u en o”, com o un factor de riesgo opuesto im portante para E C C , con valores de m enos de alrededor de 3 5 mg/dl que indican riesgo elevado y valores de m ás de 3 5 mg/dl que indican riesgo b a jo .3

Cam bios enzim áticos Los cam bios en los valores enzim áticos durante el proceso de envejecim iento están estudiados de m anera exhaustiva. Son variados y com plejos. La concen tración y síntesis enzi­ m ática están b ajo control genético y son afectadas por hor­ m onas, sustratos y otros factores. Al parecer las enzim as no siguen ningún patrón en particular relacionado con la edad; aum entan, dism inuyen o perm anecen constantes durante el proceso de envejecim iento. Sin em bargo, se encontró que la capacidad para com enzar los cam bios de adaptación en la actividad de las enzim as se altera con la edad.3 Entre las enzim as que se inform a que cam bian en las personas ancianas sanas se encuentran la aspartato am i­ notransferasa (A ST ), alanino am inotransferasa (A LT), ALP, y-glutam iltransferasa (G G T ), creatina cinasa (C K ), lactato deshidrogenasa y am ilasa.28 Se observa que la AST, GGT, LD y am ilasa aum entan tanto en hom bres com o en m ujeres. Las concentracion es de ALT sólo se increm entan de m anera m arginal en hom bres, en tanto que en m ujeres no se observa cam bio. Sin em bargo, la ALP aum enta de m anera im portante en m ujeres, m ientras que en los h om ­ bres no se eleva hasta los 9 0 años de edad. Los valores de CK en hom bres aum entan un poco entre los 6 0 y 6 9 años de edad; sin em bargo, entre los 7 0 y 9 0 años, dism inuyen. E n m u jeres, los valores de CK tam bién se increm entan ligeram ente de los 6 0 a 70 años de edad, pero dism inuyen en m ayores de 7 0 años. La lipasa sólo aum enta un poco,

si es que lo hace, entre los 6 0 y 9 0 años de edad, pero se eleva en form a definitiva en m ayores de 9 0 años.28

RESULTADOS DE QUÍM ICA CLÍNICA Y ENVEJECIM IENTO Además del conocim iento de los cam bios bioqu ím icos y fisiológicos del en vejecim iento, es necesario que los laboratoristas clínico s com prendan otros factores que tal vez afecten los resultados quím icos clín icos en ancianos. Por ejem plo: ¿el proceso de envejecim iento afecta lo bastan­ te los resultados de pruebas de laboratorio para garantizar intervalos de la referencia separados en esta población? ¿Cuáles variables preanalíticas (p. ej., dieta, postura, m edi­ caciones) relacionadas con los ancianos afectan los resul­ tados de quím ica clínica? ¿De qué m anera el proceso de envejecim iento afecta la interpretación de los valores del fárm aco en el anciano? ¿Cuáles son los efectos del ejercicio y la nu trición en personas de edad avanzada y los resultados quím icos? E n el cuadro 3 2 -5 se m uestran algunos factores que los laboratoristas deben tom ar en cuenta al m om ento de interpretar los valores de laboratorio en ancianos.

Establecim iento de intervalos de referencia en ancianos La interpretación de los resultados de las pruebas y de los inter­ valos de referencia para ancianos tal vez sea confusa y comple­ ja. Además, al parecer existe cierta confusión respecto al tema de los intervalos de referencia para los ancianos entre expertos en el campo de la química clínica y el envejecimiento.

CUADRO 32-5. FACTORES PARA TO M AR EN CUENTA EN LA INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS DE LABORATORIO CLÍNICO EN ANC IANO S322 33__________________________________ Ejercicio Duración Tipo Medicaciones Polifarmacia Movilidad Inmovilidad Postura Estado nutricional Hábitos personales Uso del alcohol Tabaquismo Presencia de varios trastornos crónicos o subclínicos Validez del intervalo de referencia Variables para la recolección de la muestra Lugar Traumatismo Volumen

CAPÍTULO 32 ■ QUÍMICA CLÍNICA Y EL PACIENTE GERIÁTRICO

Com o ya se m encionó, m u chos intervalos de referencia para analitos varían en com paración con los intervalos de referencia de adultos más jó ven es. Ciertos analitos, com o las concentraciones de horm onas m asculinas y fem eninas, son resultado indiscutible de los órganos en envejecim ien­ to. Sin em bargo, con otros analitos, el caso quizá no sea tan claro.3 La variación en los niveles de los analitos pudiera ser resultado de varios trastornos secundarios (p. ej., enferm e­ dades subclínicas, fárm acos, inactividad, n u trición ) y no sólo del proceso de en vejecim iento; por ejem plo, la rela­ ción entre diabetes m ellitus no dependiente de la insulina y aum ento de las concen traciones de glucosa sérica. Con frecuencia, los resultados de pruebas anorm ales en ancianos se interpretan com o “norm ales” para la edad del individuo y no como un signo de un trastorno o enfermedad.11 Sin embargo, en la investigación actual se dem uestra que, en m uchos casos, los resultados de laboratorio anorm ales en individuos considerados sanos tal vez estén relaciona­ dos, de hecho, con trastornos subclínicos no reconocidos o con otras afecciones secundarias.311 E l hecho de que no se determ inen con facilidad intervalos de referencia, incluso en poblaciones de adultos sanos más jó ven es, aum enta el problema. A m enudo, los intervalos de referencia se defi­ nen de m anera inadecuada y no siempre se determ inan a través de un proceso uniform e.39 E l establecim iento de los intervalos de referencia im plica un protocolo bien defini­ do, que incluye selección cuidadosa de los individuos de referencia, control de factores preanalíticos, una lista com ­ pleta de interferencias analíticas, recolección consistente y cuidadosa de m uestras para un analito dado, análisis de las m uestras bajo condiciones b ien definidas e identificación de errores en los datos.39 Está claro que la determ inación de los intervalos de referencia en personas de edad avanza­ da llega a ser problem ática debido a un gran porcentaje de ancianos que padecen alguna anorm alidad patológica obvia o subclínica. E l National Committee fo r Clinical Laboratory Standards (N C C LS) de Estados Unidos publicó una direc­ triz im portante (C 28-A ), respecto a la determ inación de los intervalos de referencia válidos para pruebas de laboratorio clínicas cuantitativas;40 sin embargo, la directriz es inade­ cuada para la validación o determ inación de los intervalos de referencia debido al potencial inadecuado, el sesgo de la m uestra y la falta de control de condiciones que producen confusión en la población de la muestra. Aunque el proceso de envejecim iento afecta ciertos ana­ litos seleccionados, la relación entre el envejecim iento y los cam bios en otros analitos está m enos com prendido. Por lo general, m édicos y laboratoristas están de acuer­ do en la necesidad de separar intervalos de referencia en ancianos para prevenir resultados anorm ales falsos. Knight recom ienda que hasta que se logre una m ejo r com pren­ sión de las relaciones entre el envejecim iento verdadero, los trastornos relacionados con la edad y varios resultados de laboratorio, los m édicos y laboratoristas deben m ante­ ner los intervalos de referencia norm ales establecidos para adultos sanos más jó v en es.3 Resulta útil, tam bién, com parar los valores actuales de una persona con aquellos obtenidos a lo largo de su vida adulta. En cualquier caso, los m édicos y científicos del laboratorio clínico tendrán que tom ar en cuenta todos los factores que afectan la interpretación de los resultados de la prueba de laboratorio en ancianos.

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Variables preanalíticas, los ancianos y los resultados químicos M uchas variables preanalíticas pudieran afectar la inter­ pretación de los resultados quím icos. Sin em bargo, las variables preanalíticas quizá tengan m u cho m ayor efecto en ancianos. E ntre las variables analíticas que se relacionan co n el pacien te se inclu yen dieta, género, postura (p. ej., sentado o acostad o), hábitos personales (p. e j., consum o de tabaco y de a lco h o l), com p osición corporal, actividad física, y m ed icaciones prescritas.41 Cualquiera de éstas lle­ ga a afectar la con cen tració n de varios analitos; por e jem ­ plo, los cam bios de la com p osición corporal con la edad. E n personas sanas, la grasa corporal se eleva y la masa corporal magra dism inuye con la edad. Dado el aum ento de la diabetes tipo 2, la grasa corporal y los riesgos de salud inherentes, la referencia a personas “sanas” tal vez sea injustificada. Además, la m asa corporal y la altura dis­ m inuyen alrededor de los 6 0 años de edad en adelante.41 A su vez, es probable que estos cam bios afecten los valores de varios analitos (p. ej., creatinina). O tras variables preanalíticas que afectan los resultados de laboratorio en ancianos com prenden la recolección de las m uestras para su análisis.42 Varios cam bios físicos y fisiológicos del envejecim iento afectan la reco lecció n y calidad de una m uestra, y h acen que la flebotom ía sea un desafío para el flebotom ista. D ebido a que los pacientes de edad avanzada pueden presentar enferm edades com o artritis, d esnu trición o deshidratación, adem ás del proce­ so de en vejecim ien to en sí, tal vez haya d ism inu ción del tono m u scular y la elasticidad de la piel (es decir, piel flo­ ja ) . Las venas llegan a ser d ifíciles de en con trar o inapro­ piadas para su uso, lo que h ace que la flebotom ía sea difícil y causa hem olisis y aum ento de la probabilidad de eleva­ ció n de hem oglobina plasm ática y lactato deshidrogena­ sa.42 Además, es posible que las venas de los pacientes de edad avanzada proporcionen flujo sanguíneo d eficiente, lo que da com o resultado una m uestra m enos que adecuada para algunas pruebas de laboratorio.42

M onitoreo de la terapéutica con fárm acos en el anciano Los ancianos, en Estados Unidos 12% de su población, u ti­ lizan 30% de las m edicaciones de prescripción y a m enudo se encuentran bajo regím enes de m edicaciones m últiples.43 Por desgracia, la sobredosis y las reacciones adversas a fár­ m acos (debido a m edicaciones m últiples) son problem áti­ cas en ancianos. C on el proceso de envejecim iento norm al, existen m uchos cam bios en la m anera en que el cuerpo uti­ liza los fárm acos.43 La absorción, la distribución, el m etabo­ lism o y la excreción de un fárm aco se ven afectados por el proceso de envejecim iento. (V éase el capítulo 2 8 , Monito­ reo de fá rm a cos terapéuticos, para con o cer más inform ación sobre la farm acocinética de los fárm acos). Por ejem plo, el tiem po de vaciado gástrico llega a prolongarse en los ancia­ nos, lo que causa retraso en la absorción del fárm aco.43 45 Además, la absorción por inyecciones intram usculares se altera debido a la d ism inución del flujo sanguíneo.44 El m etabolism o o la biotransform ación de fárm acos, que es controlado sobre todo por el hígado, quizá se dañe com o

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUIMICA CLÍNICA

resultado de la d ism inución relacionada con la edad, de la masa hepática y el flujo sanguíneo.44 E l cam bio farm acocinético m ás im portante está rela­ cionad o con la elim inación de fárm acos a través de los riñones. La masa renal y el flujo sanguíneo descienden con la edad.44 La albúm ina sérica tal vez tam bién dism inuya debido a la desnu trición por energía proteica, lo que afec­ ta los fárm acos que se transportan ligados a la albúm ina. A sim ism o, la tasa de filtración glom erular (al m edirla por elim inación de la creatinina) declina de m anera lineal con la edad.4,44 E n fárm acos excretados sobre todo por la ori­ na, se debe tener precau ción en el tratam iento para evitar cu alquier sobredosificación o efectos tó x ico s.44 La dosis del fárm aco se ajusta a la elim inación de la creatinina a través de la fórm ula de C o ck roft-G au lt:43 C1

_ (1 4 0 - edad) (peso en kg) cr

3

(7 2 ) (creatinina sérica)

E n m u jeres, hay que m u ltiplicar por 0 .8 5 . E l peso ideal, m ás que el peso habitual, corrige el peso en individuos obesos. D ebido a que la creatinina sérica m enor a 0 .9 pro­ p orciona elim inación de creatinina falsam ente elevada, se debe redondear la creatinina. Los factores psicosociales frecuentes entre ancianos, com o la depresión, dem encia, pobreza y soledad, tam bién son factores que contribuyen a los problem as de m edica­ ción. Los pacientes ancianos, por ejem plo, tal vez sean m enos dóciles (p. e j., debido a la pobreza) o incapaces de seguir las instru cciones de m ed icación , lo que aum enta el problem a.44 D ebido a que es más probable que los efectos de los fárm acos sean exagerados en ancianos, los labora­ toristas deben dom inar los principios del m onitoreo tera­ p éutico del fárm aco y los efectos del envejecim iento en la vigilancia terapéutica del fárm aco. Para proporcionar la m ejo r calidad de atención a los ancianos, tal vez sean n ece­ sarios el m onitoreo frecuente del fárm aco y el desarrollo de rangos terapéuticos para personas de edades avanzadas.

Los efectos del ejercicio y la nutrición en ancianos y resultados quím icos E n m uchos estudios se indica que el ejercicio constituye una estupenda m anera para que el anciano m antenga la salud y aum ente la longevidad. Rowe, en u n estudio co n m ás de 4 0 0 0 0 muj eres posmenopáusicas durante un periodo de siete años, inform ó que aquellas que practicaban ejercicio regu­ lar tenían 20% m enos probabilidad de m orir que aquellas que eran sedentarias.35 Shephard concluye que él ejercicio pudiera beneficiar a la población sedentaria de edad avan­ zada (7 5 a 8 0 años) al m ejorar su salud general, aum entar los contactos sociales y elevar la fu nción cerebral.46 La obe­ sidad, com o resultado de cam bios m etabólicos, actividad reducida y alteraciones relacionadas con la edad en músculos, constituye un problem a frecuente en ancianos, que tam bién resulta beneficiado por el ejercicio.47,48 En otros estudios se indica que: a) cuanto más frecuente sea el ejercicio, mayor será el beneficio, b ) el ejercicio m oderado (p. ej., cam inar) es casi tan benéfico com o el ejercicio vigoroso y c) el ejer­ cicio llega a anular los efectos adversos de otros factores de riesgo, com o presión sanguínea elevada e hiperglucem ia.27 Entre los beneficios a la salud debido al ejercicio se encuen­

tran la dism inución del riesgo cardiovascular, el control del peso, el increm ento de la capacidad funcional, la m ayor captación de nutrientes y m ejor sueño.3,47,48 A medida que una m ayor cantidad de personas de edad avanzada busque la participación en program as del e jerci­ cio, los laboratoristas necesitarán una m ejo r com prensión de la m anera en que el ejercicio afecta los resultados de las pruebas de estos individuos; por ejem plo, el ejercicio afecta los lípidos al reducir los triglicéridos y aum entar el colesterol HDL, la insulina dism inuye y la horm ona del crecim iento se increm en ta.47 Se tom arán en cu enta el tipo de ejercicio, la sin cro n i­ zación de la re co lecció n de la m uestra y las m ed icaciones prescritas. La glucosa e insulina, por ejem plo, no respon­ den de la m ism a m anera a diferentes tipos de ejercicio. Am bas perm anecen estables en esencia durante ejercicio isom étrico con grupos de m úsculos grandes, en tanto la insulina dism inuye durante ejercicio dinám ico de in ten ­ sidad m oderada a elevada.47 La sin cron izació n de la reco ­ lecció n de la m uestra es im portante porque la secreción de glucagon se estim ula después de ejercicio intenso en p acientes con diabetes tipo 2, lo que ocasiona aum ento transitorio de las concentracio nes de glucosa durante alre­ dedor de una hora después del e jercicio .47 Los problem as nutricionales son frecuentes en pacien­ tes de edad avanzada. Existe un volum en creciente de inform ación sobre las necesidades nutritivas de esta pobla­ ción. Los ancianos están en m ayor riesgo de estado n utri­ cional deficiente (p. e j., desnutrición calórica-proteica) en com paración con adultos más jó ven es, com o resultado de factores fisiológicos y psicológicos, entre los que se encu en­ tran cam bios en el sabor y olor relacionados con la edad; m alabsorción causada por m edicam entos o cam bios en la acidez estom acal; y movilidad, discapacidad, depresión y pobreza.46,49,50 Se inform a que la incid encia de desnutrición entre residentes de edad avanzada de centros de cuidado de la salud a largo plazo oscila entre 5 0 y 85% ; en hospitales de cuidado intensivo, el porcen taje va de 17 a 6 5 % .51 Las relaciones entre nutrición, salud general, envejeci­ m iento y enfermedad son importantes y requieren de investi­ gación adicional. Un déficit calórico-proteico quizá conduzca a dism inución de la resistencia a la infección y linfopenia. El exceso de calorías da com o resultado obesidad y la probabi­ lidad de diabetes tipo 2. Las deficiencias en las vitaminas A, C y E (los antioxidantes) quizá conduzcan a aterosclerosis y aum ento del riesgo de cáncer.8 Las dietas bajas en fibra tal vez produzcan diverticulitis y cáncer de colon.3 A través de la valoración n u tricion al, habría la p osibi­ lidad de prevenir e identificar deficiencias nu tricion ales en ancianos, para evitar m uchas enferm edades crónicas de en vejecim iento y prom over una m ejo r salud.38,52,53 En el laboratorio clín ico , la valoración n u tricion al inclu ye la m ed ición de varias proteínas (p. e j., albúm ina, prealbúm i­ na, transferrina y proteína unida con retinol) y las c o n cen ­ traciones vitam ínicas. E n el capítulo 3 1 , Vitaminas, grasas esenciales y m acronutrientes , se m uestra un análisis detalla­ do sobre la valoración n u tricion al y las vitam inas.

RESUM EN E n Estados Unidos, la proporción de personas de edad avanzada va en aum ento entre la población, lo que cons­

CAPÍTULO 32 ■ QUÍMICA CLÍNICA Y EL PACIENTE GERIÁTRICO

tituye un desafío primordial para el sistem a de cuidado de la salud.38 C on este increm ento, se volverá cada vez más im portante que los laboratoristas clínicos conozcan el pro­ ceso de envejecim iento y sus efectos en los resultados de la quím ica clínica.3 Se ha descrito al proceso de envejecim ien­ to com o una pérdida de adaptación con dism inución en la viabilidad y esperanza de vida. E l conocim iento del proceso de envejecim iento y las enfermedades crónicas relacionadas con dicho proceso constituyen la base para com prender los cam bios en los valores del laboratorio. Aunque se han des­ crito teorías del envejecim iento, ninguna es adecuada. El en vejecim iento está relacionado con varios cam bios fisiológicos: d ism inución de la eficiencia en el m anteni­ m ien to de la hom eostasis; red u cción de la masa m uscular y descenso de las funciones respiratoria, cardiovascular, renal, hepática, inm unitaria, n eurológica y del sistem a endocrino. E l m etabolism o de carbohidratos, proteínas, lípidos y calcio cam bia co n la edad. E n el cuadro 3 2 -4 se m uestran los cam bios específicos en analitos quím icos

P R E G U N T A S 1. ¿Cuál de los siguientes analitos del suero perm anece esencialm ente intacto en adultos ancianos sanos? a) Triglicéridos. b) G lucosa. c) Cloruro. d) Bilirrubina. 2. ¿Cuál de los siguientes constituye un trastorno habi­ tual y subvalorado en ancianos? a) Hiponatrem ia. b ) D eshidratación. c) Am iloidosis. d ) M ielom a m últiple. 3. ¿Cuál de las siguientes NO es una de las diez cau­ sas principales de m uerte en personas m ayores de 65 años de edad? a) Enferm edad de Alzheim er. b) N eum onía. c) D iabetes m ellitus. d) D iverticulitis.

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seleccionados. Adem ás del con o cim ien to de los cam bios b ioq u ím icos y fisiológicos básicos del en vejecim iento, es necesario que los laboratoristas clín ico s com prendan otros factores que pudieran afectar los resultados de la prueba de quím ica clín ica, que inclu y en el establecim ien to y la interp retación de los intervalos de referencia, ciertas varia­ b les preanalíticas, m ed icaciones prescritas y los efectos del ejercicio y la nutrición . Sin em bargo, el laboratorista clín ico tiene que recordar que el en vejecim ien to no está determ inado por la b io lo ­ gía de un individuo o por un m arco de tiem po específico. E xiste extensa individualidad entre las personas con res­ pecto al ritm o en que ocurre el envejecim ien to. Los facto­ res del m edio am biente y sociales tam bién son im portantes y desem peñan una fu nción en el proceso de en vejecim ien­ to. C on el increm en to de la proporción de ancianos en la población, se vuelve aún m ás im portante investigar los aspectos fisiológicos y psicosociales del envejecim iento.

DE

R E P A S O

4. Al interpretar resultados de pruebas de laboratorio en ancianos, los laboratoristas clínico s deben tom ar en cuenta todo lo siguiente, E X C E P T O : a ) M ed icación m últiple (polifarm acia). b ) N utrición deficiente o desnutrición. c) Trastornos su bclínicos. d) C o ciente de inteligencia (IQ ). 5. ¿C uál de las siguientes teorías de envejecim iento im plica la acu m ulación de productos de d esecho que im piden a la célula llevar a cabo sus fu nciones norm a­ les? a) Teoría de la program ación genética. b ) Teoría proteica de la glucación. c) Teoría del daño genético aleatorio. d) Teoría del radical libre.

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUIMICA CLÍNICA

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Química clínica pediátrica Michael J. Bennett

C O N T E N I D O ■ CAM BIO S EN EL D ESARRO LLO D EL NEONATO A L AD U LTO Respiración y circulación Crecimiento Desarrollo orgánico Problemas de prem adurez e inmadurez ■ FLEB ETO M ÍA Y ELECCIÓN DE LA IN STRU M EN TA­ CIÓN PARA M U ESTRAS PEDIÁTRICAS Flebotomía Aspectos preanalíticos Elección del analizador ■ AN ÁLISIS EN LOS PUNTOS DE ATENCIÓN EN PEDIATRÍA ■ REGULACIÓN DE LOS GASES SANGUÍNEOS Y DEL pH EN NEONATOS E INFANTES Medición del gas sanguíneo y acidobase ■ REGULACIÓN DE LOS ELECTRÓLITOS Y DEL AGUA: FUNCIÓN RENAL Trastornos que afectan el equilibrio electrolítico y del agua ■ DESARROLLO DE LA FUNCIÓN HEPÁTICA Ictericia fisiológica Metabolismo energético Diabetes Metabolismo del nitrógeno Productos nitrogenados finales como marcadores de la función renal Pruebas de la función hepática

D E L

C A P Í T U L O

■ CALCIO Y M ETABO LISM O ÓSEO EN PED IA TRÍA Hipocalcemia e hipercalcemia ■ FUNCIÓN ENDOCRINA EN PED IA TRÍA Secreción hormonal Sistema hipotalámico-hipofisario-tiroideo Sistema hipotalámico-hipofisario-corteza suprarrenal Factores del crecimiento Control endocrino de la maduración sexual ■ D ESARRO LLO D EL SISTEM A INM UN ITARIO Conceptos básicos de inmunidad Componentes del sistema inmunitario Producción de anticuerpos en neonatos y lactantes Trastornos de la inmunidad ■ ENFERMEDADES GENÉTICAS Fibrosis cística Valoración del recién nacido en poblaciones completas Diagnóstico de enfermedad metabólica en clínica ■ METABOLISMO DE FÁRMACOS Y FARMACOCINÉTICA Monitoreo terapéutico del fármaco Problemas toxicológicos en química clínica pediátrica ■ RESUMEN ■ PREGUNTAS DE REPASO ■ REFERENCIAS

O B J E T I V O S Al completar este capítulo, el laboratorista clínico podrá: • Definir los cambios de adaptación que ocurren en el recién nacido. • Describir los cambios del desarrollo que ocurren durante la niñez. • A nalizar los problemas relacionados con la recolec­ ción de sangre en niños pequeños. • Comprender el papel de las pruebas en el punto de atención en el entorno pediátrico. • Resumir los cambios que ocurren en niños con respecto al equilibrio electrolítico y del agua, la

función endocrina, la función hepática y el m eta­ bolismo óseo. Explicar de qué manera el tratam iento de fárm a­ cos y la farmacocinética diferencian entre niños y adultos. A nalizar los procedimientos usados para diagnos­ ticar enferm edades metabólicas hereditarias. Describir el desarrollo y los trastornos del sistem a inmunitario.

655

656

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

________________________________________ T É R M I N O S Crecimiento Desarrollo fisiológico Enfermedad genética

Espectrometría de masas en tándem Inmunidad

CAM BIO S EN EL DESARROLLO DEL NEONATO A L ADULTO La m edicina del laboratorio pediátrico proporciona m uchas oportunidades únicas para estudiar la m anera en que evo­ lu cionan los m ecanism os fisiológicos y hom eostáticos que controlan el desarrollo hum ano norm al. C on estas opciones para estudiar el desarrollo, surge u n conju n to por com ple­ to nuevo de desafíos, m uchos basados en la insuficiencia de algún com ponente del proceso del desarrollo norm al y la enferm edad resultante. C on esto en m ente, se hace evi­ dente que el am biente para el laboratorista pediátrico es diferente al encontrado en la práctica con adultos, en la que el desarrollo fisiológico no constituye un aspecto pri­ mordial. Por tanto, las enfermedades observadas en la prác­ tica pediátrica difieren en gran medida de aquellas que se detectan en adultos. Más aún, la naturaleza del tam año cor­ poral y, de igual m anera, el volum en sanguíneo disponible crean problem as adicionales para el análisis con respecto a la elección de la instrum entación y el m enú de pruebas. E l reto pediátrico más im portante se relaciona con el nacim iento de un infante. E n ese m om ento existe el reque­ rim iento de una rápida adaptación de la vida intrauterina, en la que la hom eostasis se conserva por m edios placentarios y m aternos, al autom antenim iento necesario para la adaptación a la vida extrauterina. Los problem as relacio­ nados con esta adaptación se com plican aún más por el estado prem aturo o el retraso en el crecim iento intrauteri­ no (R C I), cuando m uchos sistem as orgánicos no alcanzan la madurez suficiente para habilitar al recién nacido para adaptarse a los cam bios necesarios al m om ento del parto.1

Respiración y circulación Al nacer, el lactante norm al se adapta con rapidez al in iciar la respiración activa. Entre los estím ulos para com enzar este proceso se encuentran el pinzam iento del om bligo, el cortado del sum inistro m aterno de oxígeno y la prim era respiración del bebé. E l inicio de la respiración requiere la expresión norm al de surfactante en los pulm ones. El surfactante es necesario para la expan sión y con tracció n norm ales de los alveolos, y perm ite que tenga lugar el intercam bio gaseoso. E l com ienzo de la respiración y expan sión del volum en pulm onar causa aum ento del flujo sanguíneo pulm onar y reduce la presión sanguínea. E sto, a su vez, ocasiona el cierre de los cond u ctos arteriosos y cam bio en el flujo sanguíneo a través del corazón que perm ite que la san­ gre recién oxigenada de los pulm ones se dirija a través del lado izquierdo del corazón hacia el cuerpo. E l flujo sanguíneo ahora va del lado derecho del corazón hacia los pulm ones para la oxigenación. E l cierre de los cond u ctos arteriosos es esencial para que ocurra este proceso.

C L A V E

M adurez sexual M etabolismo del fármaco

Pruebas en el punto de atención Sistema endocrino

Crecim iento U n bebé norm al que nace a térm ino pesa cerca de 3 .2 kg. U n bebé que pesa m enos de 2.5 kg a térm ino se le considera pequeño para la edad gestacional (P E G ), lo que por lo gene­ ral es resultado de RCI. A los bebés de b ajo peso que nacen antes de térm ino se les considera prematuros. E n los prim e­ ros días de vida, la pérdida de peso se origina por pérdida de agua insensible a través de la piel. Por lo general, esto es com pensado por ganancia de peso de 6 g/kg por día cuan­ do se inicia la alim entación. E l peso corporal del lactante se duplicará en cuatro a seis meses. Los bebés prematuros tienden a desarrollarse a un ritm o lento, y a m enudo pesan aún m enos que un bebé a térm ino al equivalente de éste.

Desarrollo orgánico La m ayor parte de los órganos no están desarrollados por com pleto al nacer. La tasa de filtración glom erular del riñ ó n y la fu n ció n tubular renal m aduran durante el pri­ m er año de vida, en el cual los m arcadores de laboratorio indican valores de adulto aproxim ados de la fu n ció n renal. La m ad uración com pleta de la fu n ció n hepática llega a tar­ dar de dos a tres m eses. La fu n ció n m otora y la agudeza visual se desarrollan durante el prim er año de vida. Este desarrollo se acom paña por cam bios en el electroen cefalo­ gram a hasta que se observa el cuadro del “adulto” norm al. E xisten cam bios im portantes en la hem atopoyesis a m edi­ da que tiene lugar el cam bio de la hem oglobina fetal a la adulta. E sto coincid e con h iperbilirrubinem ia im portante cuando la hem oglobina fetal que se degrada es coincid ente con vías hepáticas inm aduras del m etabolism o de la b ili­ rrubina. E l crecim iento óseo de las fases de crecim iento rápido en los prim eros años de vida y en la pubertad oca­ siona cam bios cíclico s en los m arcadores del crecim ien ­ to óseo. La m adurez sexual produce cam bios endocrinos im portantes, en particular en la ruta h orm onal hipotalám ica-hipofisaria-gonadal, lo que cond u ce al desarrollo con stitu tivo de las características sexuales secundarias del adulto y finalm ente a las del adulto.

Problem as de prem adurez e inm adurez1 E l desarrollo intrau terino está program ado para una ges­ tación norm al de 3 8 a 4 0 sem anas. M u chos órganos no están por com pleto preparados para tratar con la vida extrauterina antes de ese tiem po. Esta inm adurez orgáni­ ca ocasiona m u chos de los problem as clín ico s que están relacionados co n el nacim iento prem aturo, que inclu yen dolor respiratorio (inm adurez p u lm onar), desequilibrio electro lítico y de agua (inm adurez renal) e ictericia ex ce ­ siva (inm adurez hepática). Los lactantes que n acen antes de la fecha adecuada con stitu yen u n problem a im portante

CAPITULO 33 ■ QUÍMICA CLÍNICA PEDIÁTRICA

en el laboratorio. No sólo presentan parám etros bioqu ím i­ cos anorm ales que requieren extraccio n es sanguíneas fre­ cu entes, sino que tam bién tienen volúm enes sanguíneos pequeños disponibles para dicho efecto.

FLEBETO M ÍA Y ELECCIÓN DE LA INSTRUMENTACIÓN PARA M UESTRAS PEDIÁTRICAS Flebotom ía La recolección de sangre de lactantes y niños pequeños es com plicada debido al tam año del paciente, y a m enudo por la aptitud del m ism o para com unicarse con el flebotom ista. E l volum en sanguíneo pequeño de pacien tes peque­ ños establece tanto la cantidad de pruebas que es posible realizar en form a segura en el paciente com o el núm ero de veces que se extraerá la sangre de m anera segura para repetir análisis.2 E n el cuadro 3 3 -1 se m uestra el porcentaje de sangre corporal total que se obtiene de un individuo con una extracció n de 10 ml. Este volum en es estándar en m edicina de laboratorio para adultos, pero en el cuadro se observa con claridad que esta cantidad de sangre represen­ ta cerca de 5% del volum en total en un neonato prem aturo. Desde luego, las tomas sanguíneas frecuentes de esta natu­ raleza cond u cirán de inm ediato a anem ia y la necesidad de una transfusión sanguínea. E n el cuadro 3 3 -2 se m ues­ tran las pautas para la recolección del volum en sanguíneo desarrolladas por el Centro M édico Infantil de Dallas. En ocasiones, es necesario advertir al m édico que un con ju n to particular de pedidos quizá ocasionará agotam iento san­ guíneo excesivo y requerim iento de transfusión. Los lactantes y niños tienen venas m ás pequeñas que los adultos; para asegurar que las venas pequeñas no se colapsen, por lo general se utilizan agujas de calibre pequeño para la p u nción. Agujas de m en or calibre increm en tan el riesgo de hem olisis e hiperpotasem ia. C on frecu encia, resulta im posible obtener un acceso adecuado a las venas en un paciente pediátrico con líneas intravenosas y centrales instauradas. Cuando no se dis-

CUADRO 33-1. IM PLICA CIO N ES DE LA EX TR A CCIÓ N SA N G U ÍN EA DE 10 m l EN UNA PO BLA CIÓ N INFANTIL VOLUMEN EDAD

PESO (kg)

SANGUÍNEO T O T A L (%)

26 semanas de gestación

0.9

9.0

32 semanas de gestación

1.6

5.5

34 semanas de gestación

2.1

4.0

Término

3.4

2.5

3 meses

5.7

2.0

6 meses

7.6

1.6

12 meses

10.1

1.4

24 meses

12.6

1.0

657

CUADRO 33.2. V O LÚ M EN ES R EC O M EN D A D O S PARA LA EXTRACCIÓ N SA N G U ÍN EA EN PACIEN TES PED IÁ TR ICO S3 PESO (Ib)

V O L U M E N POR

V O L U M E N POR

C A S O (ml)

HOSPITALIZACIÓN (ml)

<2

1.0

8

2a4

1.5

12

4 a 6

2.0

17

6 a8

2.5

23

8 a 10

3.5

30

10 a 15

5.0

40

15 a 20

10

60

20 a 25

10

70

25 a 30

10

80

30 a 35

10

100

35 a 40

10

130

40 a 45

20

140

“Centro Médico Infantil de Dallas, Dallas, Tx.

pone de venas convenientes, suelen recolectarse m uestras capilares. Éstas, sea por punzado del talón o del dedo pul­ gar, se obtendrán por flebotom istas co n experien cia pediá­ trica. Habrá que calentar y p u n cionar de m anera adecuada el talón para “arterializar” los capilares. Es posible lograr esto por frotación ligera del área o por inm ersión en agua caliente. La perforación con b istu rí será en un área del talón alejada del hueso. La p u n ció n del hueso da com o resultado osteom ielitis. La presión o extracció n excesiva en el sitio del b istu rí tal vez ocasion e hem olisis e hiperpo­ tasem ia facticia debido a la filtración del líquido tisular.

A spectos preanalíticos E xiste una tendencia creciente hacia la autom atización frontal com pleta en los laboratorios de quím ica clínica. La ventaja clara de la autom atización del m anejo de la m ues­ tra es que se elim inan los cuellos de b otella trad iciona­ les en los sitios de ingreso de datos y centrifu gación , y se reducen los tiem pos de respuesta. Varios problem as retra­ saron la in trod u cció n de la autom atización pediátrica. U n laboratorio quím ico pediátrico típico recibe m uestras en tubos de m u chos tam años diferentes, que varían de tubos estándar para adultos a “ped itu bos” pequeños. Hasta el m om en to, no se han desarrollado sistem as autom atizados que controlen este rango de tubos. U n segundo problem a im portante se relaciona con la evaporación de la m uestra de tubos abiertos. La m ayor par­ te de los sistem as autom atizados de m anejo de m uestras requieren tubos co n la parte superior abierta para su pro­ cesam iento. C on volúm enes grandes de m uestras, el efec­ to de la evaporación es m ínim o. Con volúm enes pequeños que tien en áreas de superficie relativam ente grandes para el volum en total, es posible que la evaporación sea im por­ tante y afecte los resultados hasta en un 10%.

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

Elección del analizador

CUADRO 33-3. PRU EBA S P ED IÁ TR ICA S EN EL

La in sp ecció n y selección cuidadosa de los sistem as ana­ lítico s sigue siendo cru cial para el m anejo de las m uestras pediátricas. Hasta fecha reciente, sólo unos cu antos ana­ lizadores eran capaces de realizar varios procedim ientos analíticos en volúm enes pequeños de m uestra (5 a 5 0 p l). H oy en día, la m ayor parte de los analizadores desem ­ peñan esta función. La elecció n del analizador se volvió dependiente de cu estiones com o:

PUNTO D E ATENCIÓN IM PORTANTES Y SITIOS _______________ DE A N Á LISIS

1. ¿C uánto volum en m uerto existe en el sistem a? C uan­ to m enor volum en m uerto, m ayor cantidad de pruebas será posible realizar. 2. ¿La d etección de u n coágulo o bu rb u ja perm ite la recu ­ p eración de la m uestra? Todos los analizadores d etec­ tan coágulos, pero no todos perm iten la recup eración de la m uestra. 3. ¿R ealm ente el sistem a es de acceso aleatorio? E sto per­ m ite selectividad de opciones para una m uestra dada. Por lo general, el tiem po de procesam iento de la m ues­ tra no es tanto u n problem a, en la m edida en que en las instalaciones pediátricas se tienda a obtener m enos m ues­ tras que en los ocupados servicios para adultos.

Pruebas Gas sanguíneo Electrólitos Glucosa Tiempo de coagulación activado Hemoglobina Hemoglobina glucada Embarazo Urianálisis Tiempo de protrombina Estreptococos rápidos Sitios de análisis Unidad de cuidado coronario/unidad de cuidado intensivo Unidad de traumatismo/urgencias Clínica de diabetes

ANÁLISIS EN LOS PUNTOS DE ATENCIÓN EN PEDIATRÍA3

Transporte

Las pruebas en el punto de atención (PPDA ), o pruebas cerca del paciente, desem peñan un papel im portante y en expan­ sión en la práctica pediátrica. Los dispositivos de las pruebas que son portátiles y fáciles de usar, requieren un volum en de m uestra pequeño, no necesitan preparación de ésta y proporcionan resultados rápidos a un costado de la cam a, y se sum inistran al m om ento para increm entar las PPDA. Para proporcionar rentabilidad y aseguram iento de la calidad para las PPDA, es necesario abordar varios factores.

Sitios de oxigenación de membrana extracorporal

1. ¿El analito realm ente requiere tiem po de respuesta inm e­ diato para el control óptim o del paciente? Se empieza a disponer de analizadores que m iden cantidades crecien­ tes de diferentes analitos al lado de la cam a del paciente. Por lo general, el costo de la m edición de PPDA es m ayor que la m edición del laboratorio tradicional. La idea de resultados instantáneos es tan seductora que los usuarios no laboratoristas a m enudo ignoran los factores econó­ m icos. En la institución del autor de este libro, el labora­ torio clínico ju eg a un papel preponderante al determ inar cuáles análisis de PPDA estarán disponibles y en cuál situación clínica tienen valor real (cuadro 3 3 -3 ). 2. ¿Q uién elije el dispositivo de PPDA? Puesto que el cam ­ po de PPDA se está expandiendo, la cantidad de dispo­ sitivos en el m ercado tam bién aum enta. E l laboratorio clín ico constitu irá el sitio en que se evalúen por prim era vez los dispositivos de PPDA para uso institu cional. El laboratorio realizará selecciones en cuanto a la instru­ m entación. E ntre las características im portantes de un buen dispositivo de PPDA se inclu yen las siguientes: • La capacidad para bloquear a los usuarios sin prepa­ ración. Sólo se perm itirá acceso a individuos acre­ ditados para el uso del dispositivo a través de un código personal.

Cirugía

• No se perm itirá que el dispositivo pase al análisis de la muestra del paciente sin ejecutar y validar los procedi­ m ientos de aseguramiento de la calidad apropiados. • Posibilidad de descargar los datos en el sistem a de inform ación de laboratorio (SIL ) del hospital para su evaluación por parte del responsable del asegura­ m ien to de la calidad del hospital. Además, la descar­ ga de los datos perm itirá el registro y la entrada de datos en las gráficas de evolución del pacien te, fun­ ciones que se pierden con rapidez cuando se utilizan analizadores que no se v in cu lan co n el SIL. Los datos generados por dispositivos de PPDA tienen lim itaciones. La interpretación analítica típica no es tan buena com o el analizador de laboratorio principal. Los datos de PPDA son m enos precisos y no son adecuados para m onitorear la terapia en circunstancias donde los cam ­ bios pequeños son im portantes. E l rango lineal de la m ayor parte de los dispositivos de PPDA n o es tan am plio com o el analizador quím ico principal. Es necesario que los usuarios sean conscientes de estas lim itaciones. U n ejem plo prim or­ dial en la in stitu ción del autor es el uso de analizadores de PPDA de glucosa. E l instrum ento usado para el control diabético agudo pierde linealidad por arriba de los 4 0 0 mg/ di, en particular en pacientes que son hem oconcentrados. E l autor recom ienda que cualquier concen tración de glu­ cosa de PPDA por arriba de los 4 0 0 mg/dl se verifique de inm ediato en el laboratorio central. La hipoglucem ia tam ­ bién es bastante frecuente en pediatría y suele ser difícil de cuantificar con precisión a través de dispositivos de PPDA. Además, las concen traciones bajas de glucosa se verificarán con un analizador del laboratorio central m ás sensible.

CAPÍTULO 33 ■ QUÍMICA CLÍNICA PEDIÁTRICA

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REGULACIÓN DE LOS G A SES SANGUÍNEOS Y DEL pH EN NEONATOS E INFANTES

CUADRO 33-4. C A U SA S DE A C ID O SIS Y A LC A LO S IS EN NEONATOS Y LACTAN TES

E l m antenim iento prim ario de la hom eostasis del gas san­ guíneo y del pH después del nacim iento requiere que los pulm ones y riñones estén lo bastante m aduros para regu­ lar el m etabolism o ácido y base. Alrededor de las 2 4 sem a­ nas de gestación, el pulm ón expresa dos d istintos tipos de células: neum ocitos tipo 1 y tipo 2. Los n eu m ocitos tipo 2 son responsables de la secreción de surfactante, que co n ­ tiene la lecitin a y esfingom ielina de fosfolípidos. E l sur­ factante es necesario para la expansión de los pulm ones y la transferencia de gases sanguíneos después del parto. E l oxígeno atraviesa la circulación y el d ióxido de carbono se elim ina y espira. La inm adurez del sistem a surfactante com o resultado de estado prem aturo o R C I ocasiona sín ­ drom e del dolor respiratorio (SD R ). E n este últim o, hay insuficiencia para excretar d ióxido de carbono y, com o resultado, los valores de C 0 2 aum entan, lo que causa aci­ dosis respiratoria. Las con cen tracio n es de oxígeno son bajas y producen requerim ientos adicionales de oxígeno para el bebé. Las cantidades relativas de lecitina y esfingom ielina son críticas para la fu nción norm al del surfactante. La m ed ición de lecitina/esfingom ielina del líquido am niótico (índ ice L7E) se ha utilizado por m u chos años para predecir la m adurez pulm onar fetal. A un índice m en or de 1.5 se le considera indicativo de d eficien cia de surfactante. La prueba de la fibronectina fetal es una nueva prueba prom isoria diseñada para determ inar la probabilidad de parto prem aturo y riesgo de madurez fetal.4 La fibronec­ tina es una proteína secretada sólo por el feto; hacia el térm ino, se encuentra en el líquido cervical m aterno. Se encuentra disponible u n dispositivo de PPDA, que está diseñado para su uso en el consu ltorio del obstetra. Posee elevado valor de pred icción de parto tem prano inm in ente del bebé y es posible em plearlo para alertar al pediatra del p otencial de SDR. E l traum atism o y la anoxia relativa durante el parto ind u cen, tam bién, acidosis en el recién nacido. Por lo general, se trata de acidosis m etabólica relacionada con increm en to en la produ cción de ácido láctico. E n esta situación, las concentraciones de bicarbon ato sérico son reducidas en com paración con la acidosis respiratoria en presencia de SDR. La acidosis m etabólica persistente en el recién nacido que es difícil de corregir con reem plazo de b icarb onato constituye una in d icación de evaluación adi­ cional intensa para detectar posible error innato del m eta­ bolism o u otras etiologías que requieren diferenciación (cuadro 3 3 -4 ). La aicalosis es inusual en pediatría. Una causa im por­ tante es la hiperam onem ia, la cual puede ser secundaria a algunas etiologías, incluyendo enferm edad hepática y erro­ res del m etabolism o en el recién nacido (cuadro 3 3 -4 ).

ACIDOSIS RESPIRATORIA

HIPOVENTILACIÓN/RETENCIÓN DE C 0 2

Acidosis metabólica

Pérdida de bicarbonato tubular renal

M edición del gas sanguíneo y acidobase Es posible m edir co n facilidad el estado de oxígeno a tra­ vés del m onitoreo transcutáneo no invasor. Está dem os­ trada la buena correlación entre la presión arterial de

Anoxia Perfusión tisular deficiente Enfermedad metabólica Aicalosis respiratoria

Hiperventilación Amoniaco sanguíneo elevado/ enfermedad metabólica

Aicalosis metabólica

Estenosis pilórica/pérdida de ácido gástrico Administración excesiva de bicarbonato Potasio sanguíneo bajo

oxígeno y la m ed ición transcutánea. Los m onitores de C 0 2 tran scu táneos tam bién se utilizan de m anera extensa. La m ed ición del estado acidobase requiere el m uestreo sanguíneo. La m ayor parte de los analizadores de gas sanguíneo/acidobase se adaptan para la o b ten ció n de m u es­ tras capilares pequeñas, que se recolectan de m anera rutinaria en situ aciones pediátricas. Es im portante que la persona que extraiga la sangre capilar lo haga en form a anaeróbica, lo que requiere el calentam iento com pleto del sitio capilar y la reco lecció n de una m uestra sanguínea de flujo libre a partir de una perforación co n bistu rí. Se debe sellar la m uestra para asegurar un m ínim o intercam bio de gas. E l análisis se realizará de inm ediato para no afectar la integridad de la m uestra. E n el laboratorio donde labora el autor de este libro se m antiene un objetivo de tiem po de respuesta de 10 m in a partir de la recep ció n de la m ues­ tra. La m ayoría de los analizadores de gas sanguíneo m iden P O ,, P C 0 2, y el pH por electrodos del ion específico y cal­ cu lan la con cen tració n del bicarbon ato por la ecu ación de H enderson-H asselbalch. É sta es m enos válida cuando el pH está lejan o, fuera del rango fisiológico norm al (acid osis o aicalosis extrem a). E n esas ocasiones, puede volverse im portante m edir la con cen tració n de bicarbonato usando una m ed ición directa. E n años recientes se han m ejorado m u chos analizado­ res de gas sanguíneo para m edir analitos adicionales, entre los que se inclu yen sodio, potasio y cloruro sanguíneos, a través de electrodos específicos del ion y lactato y urea. La principal ventaja de este tipo de analizador en pedia­ tría es que se puede utilizar sangre entera. Por lo general, los volúm enes son más pequeños que los que se requieren para el analizador quím ico central, y la falta de n ecesi­ dad de cen trifu gación acorta el tiem po de respuesta. Una desventaja del uso de sangre entera es que el analista no puede detectar si una m uestra está hem olizada.

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

CUADRO 33-5. DESARROLLO DE LA FILTRACIÓN GLOM ERULAR EN EL RECIÉN NACIDO índice d e filtración g l o m e r u l a r

EDAD

(ml/min por 1.73 m 2 MEDIA)

RANGO

1 día

24

2 a 8 días

38

17 a 60

10 a 22 días

50

32 a 68

37 a 95 días

58

30 a 86

1 a 2 años

115

3 a 38

95 a 135a

“Valores de adultos.

REGULACIÓN DE LOS ELECTRÓLITOS Y DEL A G U A : FUNCIÓN RENAL A partir de la sem ana 35 de gestación, los riñones fetales se desarrollan con rapidez en preparación para la vida extrau­ terina.1 Los riñones, órganos críticos para el m antenim iento de la hom eostasis electrolítica y del agua, controlan la pro­ porción de pérdida y retención de sal y agua. Al térm ino, ni los glom érulos ni los túbulos renales funcionan al ritm o norm al. E l índice de filtración glom erular es de alrededor de 25% del que se observa en niños más grandes y no alcanza potencial com pleto hasta los 2 años de edad (cuadro 3 3 -5 ). La función tubular tam bién se desarrolla a un ritm o similar. La eficacia de concentración m áxim a del riñón sólo es de alrededor de 78% de la del riñón de adultos en este m om en­ to, aunque la respuesta tubular a la horm ona antidiurética al parecer es norm al. Este proceso gradual del desarrollo renal en el recién nacido ocasiona dism inución de la filtración y alteración de la reabsorción de sal y agua; por tanto, en el período de recién nacido e infancia temprana, se observan grandes cam bios en los valores electrolíticos séricos. Estos problem as se exacerban en el lactante pretérm ino con la función renal, que incluso es m enos madura. Además, los riñones mantienen de manera primaria la pér­ dida y retención de agua. Sin embargo, en el período de recién nacido, la pérdida insensible de agua a través de la piel también es causa importante del desequilibrio de agua y electrólitos. La pérdida de agua y la consecuente hem oconcentración a menu­ do se originan por el uso de calentadores radiantes que se emplean para mantener la temperatura corporal. Asimismo, ocurre incremento de la pérdida de agua a través de la respira­ ción en niños con SDR. A través de esta vía llega a presen­ tarse hasta una tercera parte de la pérdida insensible de agua. E l contenid o de agua corporal total de un recién nacido es de alrededor de 80% ; 55 % es líquido intracelu lar y 4 5 % , líquido extracelular. E l agua extracelular es 20% agua de plasm a y 80% intersticial. D urante el prim er mes de vida extrauterina, el contenido de agua corporal total dism inuye cerca de 60% , sobre todo com o resultado de la pérdida del com p onente in tersticial.1

Trastornos que afectan el equilibrio electrolítico y del agua En el cuadro 3 3 -6 se enum eran las causas de hipernatre­ m ia (sod io, > 1 4 5 meq/L) e hiponatrem ia (sod io, < 1 3 0 meq/L). A m bos trastornos llegan a presentar resultados

nefastos, con riesgo elevado de ataques. E sto es resulta­ do del cam bio de agua dentro o fuera de las células cere­ b rales, con red ucción o expansión concu rrente de estas células. La hipernatrem ia se origina por pérdida de líquido hipertónico. La hiponatrem ia se debe, tam bién, a co n ten i­ do excesivo de agua corporal y es necesario distinguirla de la pérdida hipertónica. La evaluación clín ica y la m ed ición de otros com ponentes, com o el h em atócrito, la albúm ina sérica, la creatinina y el nitrógeno de la urea sanguínea, se u tilizan para diferenciar estas etiologías. Todos estos co m ­ ponentes serán elevados con hem oco ncentración. Desde el punto de vista clín ico , en con d iciones norm ales es posible distinguir la d eshidratación de la hidratación excesiva. E l tratam iento de la pérdida de electró litos y agua se dirige al reem plazo de la pérdida para recobrar los valores fisiológicos norm ales. Se debe tener cuidado de evitar un reem plazo dem asiado apresurado, en particular en la des­ hidratación hipertónica. Si el reem plazo de agua se realiza m uy rápido, tal vez ocurra expan sión rápida del volum en celu lar neuronal, lo que ocasiona ataques. Las causas de la hiperpotasemia e hipopotasem ia se m ues­ tran en el cuadro 33 -7 . Los síntom as de la hiperpotasemia (potasio sérico, > 6 .5 meq/L) com prenden debilidad m uscu­ lar y defectos en la conducción cardíaca que quizá produz­ can insuficiencia cardíaca. En pediatría, es m uy im portante reconocer la hiperpotasemia artificial com o resultado de hem olisis y recolección sanguínea capilar deficiente, sin hem olisis pero con filtración elevada de potasio tisular. D ebido a que la situación co n respecto a la hom eosta­ sis electrolítica y del agua puede cam biar con rapidez en infantes pequeños, es im portante m onitorear con frecu en­ cia la interven ción terapéutica.1'2 La disponibilidad de dis­ positivos de PPDA en los que se usan volúm enes pequeños

CUADRO 33-6. CAUSAS DE LA HIPERNATREMIA E HIPONATREMIA_______________ ______________ Hipernatremia Pérdida excesiva de agua a través de calentam iento radial elevado Pérdida de fluido gastrointestinal Suspensión de líquidos Pérdida renal de agua/diabetes Insípida nefrogénica Administración de líquidos hipertónicos que contienen sodio Hiponatremia Secreción inapropiada de ADH debido a traumatismo o infección Administración de líquidos hipotónicos Acidosis tubular renal Hiperplasia suprarrenal congénita con pérdida de sal (deficiencia de 21-hidroxilasa) Fibrosis cística Diuréticos Insuficiencia renal

CAPÍTULO 33 ■ QUÍMICA CLÍNICA PEDIÁTRICA

C U A D R O 3 3 - 7 . CAUSAS DE HIPERPOTASEMIA E

HIPOPOTASEMIA Hiperpotasemia Suspensión de líquidos/deshidratación que causa filtración tisular Hemorragia intravascular que causa liberación de células rojas Traumatismo/daño tisular Insuficiencia renal aguda Hiperplasia suprarrenal con pérdida de sal (véase hiponatremia) Transfusión de intercambio que usa sangre almacenada Hipopotasemia Secreción inapropiada de ADH Diuréticos, en particular frusemida Alcalosis Estenosis pilórica Acidosis tubular renal secundaria a la pérdida de bicarbonato

de sangre entera ayuda al control de estos desequilibrios, con la ú n ica advertencia de que es im posible detectar hem olisis e hiperpotasem ia artificial en una m uestra de sangre entera.

D ESARRO LLO DE LA FUNCIÓN HEPÁTICA Ictericia fisiológica E l hígado es un órgano esencial para m u chos procesos m etabólicos. E l procesam iento de m u chas vías m etabólicas norm ales y el m etabolism o de com puestos exógenos, en particular de agentes farm acológicos, es más lento en neonatos. E l efecto más destacado de u n hígado inm aduro, inclu so en un bebé norm al a térm ino, es la incapacidad para m etabolizar de m anera adecuada bilirrubina. Ésta con sti­ tuye un interm ediario de la degradación de las m oléculas h em o, que se acum ulan a medida que la hem oglobina fetal se destruye y reem plaza con rapidez por la hem oglobina del adulto. E n cond icion es norm ales, el hígado conjuga bilirrubina con ácido g lucu rónico a través de la enzim a bilirrubina U D P-glucuronoiltransferasa. La bilirrubina conjugada se excreta con rapidez en la bilis o a través de los riñones. E n el nacim iento, esta enzim a es dem asiado inm adura para com pletar el proceso y se producen con cen ­ traciones elevadas de bilirrubin a no conjugada e ictericia “fisiológica”. En este m om ento, u n bebé norm al tendrá un valor de bilirrubina sérica por arriba de 15 mg/dl, la m ayor parte sin conjugar. Este valor, que sería alarm ante en la p ráctica con adulto, regresará al lím ite basal alrededor de los 10 días de edad. D ebido a que es posible que la ictericia excesiva conduzca a kernícterus y ocasione daño cerebral grave, la m ed ición de la bilirrubina sanguínea conjugada y sin conjugar tiene un papel im portante en pediatría. Un m edio alternativo para reducir los valores elevados de b ili­ rrubina circulante no conjugada es la fototerapia con luz

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ultravioleta, que hace que la bilirrubina se convierta a un m etabolito potencialm ente m enos to xico y que se excrete con m ayor rapidez. En varios casos se requerirá transfu­ sión de in tercam bio. La ausencia com pleta de la enzim a que conjuga bilirrubina produce ictericia grave persistente y la enferm edad de Crigler-N ajjar, una enferm edad genética rara. Es im portante diferenciar la enferm edad de CriglerN ajjar de la inm adurez fisiológica debido a que las op cio­ nes de tratam iento varían en gran medida.

M etabolism o energético E l hígado desem peña un papel esencial en el m etabolis­ m o energético de todo el cuerpo (cuadro 3 3 -8 ). Los car­ bohidratos provenientes de la dieta, com o disacáridos o polisacáridos, conform an la m ayor parte de las fuentes de energía. Se degradan en m onosacáridos sim ples, que alcanzan el hígado a través del sistem a sanguíneo por­ tal. Los azúcares prim arios de recién nacidos e infantes provienen de la degradación del disacárido lactosa de la leche. La lactosa se descom pone en glucosa y galactosa. Cuando llega a los hepatocitos, la galactosa se convier­ te a glucosa por una serie de reacciones enzim áticas que tiene im portancia pediátrica única. La d eficiencia genéti­ ca de cualquiera de las reaccion es ocasiona insuficiencia para convertir galactosa a glucosa, y reduce en esencia el contenid o energético de la lech e en 50% . La causa más fre­ cu ente de insuficiencia para convertir galactosa a glucosa produce galactosem ia o d eficiencia de galactosa-1-fosfato uridiltransferasa, una enferm edad genética im portante del recién nacido. E n esta enferm edad, se acum ula galactosa1-fosfato en las células hepáticas, lo que causa daño hepa­ tocelular en insuficiencia hepática rápida. O tros órganos tam bién se ven afectados por esta enferm edad, entre los que se inclu y en los túbulos renales y ojos. La acu m ulación de la galactosa-1-fosfato causa insu ficien cia tubular renal

CUADRO 33-8. PRO CESO S BIO Q U ÍM ICO S IM PORTANTES EN EL H ÍGAD O

_________________

Catabóiicos Transaminaclón Oxidación de aminoácidos para producir cetonas y acetil CoA Oxidación de ácidos grasos para producir cetonas Ciclo de la urea para eliminar el amoníaco Metabolismo de la bilirrubina (degradación de la hemoglobina) Fármacos y compuestos xenobióticos exógenos metabolizados Anabólicas Síntesis de la albúmina Síntesis del factor de coagulación Síntesis de lipoproteínas, lipoproteínas de muy baja densidad Gluconeogénesis (síntesis de glucosa) Síntesis de ácidos biliares

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

ES T U D IO D E C A S O 33-1 U n lactante prem aturo de 3 0 sem anas desarrolló hiperbilirrubinem ia progresiva que no respondió de inm ediato a la fototerapia. D ebido a que existió riesgo de que desarrollara kernícterus, el bebé recibió dos transfusiones de intercam bio. Después de la segun­ da transfusión, se notó que el bebé estaba nervioso y tuvo un ataque.

Preguntas 1. ¿Cuál es la causa bioqu ím ica m ás probable del ataque? 2. ¿C uál es el m ecanism o para esta anorm alidad? 3. ¿Q ué otra anorm alidad m etabólica puede ocasio­ nar un ataque neonatal?

aguda y pérdida tubular de glucosa, fosfato y am inoácidos. La pérdida de glucosa ju n to co n el daño hepático produce hipoglucem ia grave. La acu m ulación de galactosa en el ojo origina la form ación de cataratas. U na prueba sim ple que cond u ce al diagnóstico de galactosem ia es la prueba de sustancia de red ucción de la orina. Ésta detecta la presen­ cia de azúcares que no se reducen a glucosa (galactosa) en la orina cuando un niño es sin tom ático. La im portancia clín ica de establecer un diagnóstico está claro; la galacto­ sem ia a m enudo es fatal si n o se descubre, pero es tratable por com pleto m ediante restricció n d ietética de la lactosa cuando se establece el diagnóstico. O tro proceso crítico del m etabolism o energético de los carbohid ratos en el recién nacido im plica a la gluconeogénesis. Al nacer, un bebé a térm ino cuenta con suficientes reservas de glucógeno hepático para proporcionar glucosa com o fuente energética y m antener la euglucem ia. Si el parto es m uy estresante, es posible que estas reservas de energía se agoten de m anera prem atura. E n la actualidad, la fu nción fisiológica norm al de la gluconeogénesis, que en esencia consiste en convertir el aminoácido alanina a glu­ cosa, se ha vuelto crítica en el m antenimiento de la hom eos­ tasis de la glucosa. Este m ecanism o no siempre está maduro en el nacim iento y su operación subóptim a da com o resul­ tado lo que se co n o ce com o hipoglucem ia fisiológica. Los recién nacidos sobreviven co n valores de glucosa sanguí­ nea por debajo de los 3 0 mg/dl, aunque a estos niveles los adultos entrarían a com a hipoglucém ico rápido y tendrían riesgo de m uerte súbita. Por lo general, la hipoglucem ia fisiológica se corrige tan rápido com o m aduran los siste­ m as enzim áticos o por infusión intravenosa sim ple de glu­ cosa. La hipoglucem ia persistente y grave alertará al m édico respecto a un posible error inn ato del m etab olis­ m o, com o galactosem ia, gluconeogénesis o trastornos en el m etabolism o oxid ante de ácidos grasos.

D iabetes La hom eostasis de la glucosa sanguínea y el m etabolism o hepático de la glucosa se m antienen por las acciones co n ­ certadas de varias horm onas.5 Después de una com ida, la

concentración de glucosa en la circulación aum enta, lo que desencadena el increm ento de la síntesis y la liberación de la insulina por las células |3 pancreáticas de los islotes de Langerhans. E l aum ento de las con centracion es de insulina en la circulación hace que la glucosa sea captada por ciertas células, com o los hepatocitos y las células m usculares, y se convierta en glucógeno com o fuente futura de energía. Com o resultado de la acción de la insulina, los valores de glucosa sanguínea com ienzan a caer al nivel preprandial. E l glucagon, una horm ona secretada por las células a de los islotes de Langerhans, tiene un efecto opositor al de la insulina. E n térm inos generales, se cree que la propor­ ción insulina/glucagon, más que las cantidades absolutas de am bas, constituye el principal m odulador endocrino de las concentraciones circulantes de la glucosa. Otras hor­ m onas, que inclu yen el cortisol, la adrenalina y el factor de crecim iento hom ólogo a la insulina, tam bién afectan los valores de glucosa. Estas horm onas se secretan en respues­ ta al estrés, y quizá afecten la m edición de la glucosa cu an­ do las m uestras se recolectan b ajo situaciones estresantes. La diabetes m ellitus, un trastorno en el que el control end ocrino del m etabolism o de la glucosa es anorm al, suele relacionarse con insuficiencia del m ecanism o regulador de la insulina. La diabetes tipo 1 (dependiente de la insulina) es la m ás frecuente en pediatría. Se origina por in su ficien ­ cia del páncreas para secretar insulina o por la presencia anticuerpos in su lín ico s circulantes que reducen la capa­ cidad de la acción endocrina. U n pacien te típico presenta cetoacid osis diabética, con hiperglucem ia profunda y aci­ dosis m etabólica que se deben al aum ento del m etabolis­ m o hepático de ácidos grasos y produ cción excesiva de cuerpos cetónicos. La diabetes tipo 2 (n o dependiente de la insulina) tiene una incid encia m u cho m ás baja en la población pediátrica, y en cond iciones norm ales está relacionada con increm en­ to de la resistencia a la insulina secretada en form a norm al en individuos obesos. Por desgracia, a la diabetes tipo 2 se le está reconocien d o con m ayor frecu encia en n iños a m edida que aum enta la cantidad de n iñ os obesos en la población. Tal vez pronto se vuelva m ás predom inante en niños que el tipo 1. Es im portante recon o cer a la diabetes com o causa de hiperglucem ia en n iños y distinguirla de otras causas m édicas de elevación del azúcar sanguíneo, que abarcan enferm edad pancreática aguda o h ip ersecreción de las horm onas contrarreguladoras, com o horm ona del creci­ m ien to, cortisol o catecolam inas. La hiperglucem ia cró ­ nica tal vez se distinga con rapidez de las causas agudas por m ed ición sim ple de la con cen tració n sanguínea de la hem oglobina glucada o hem oglobina Alc, u n m arcador b ien establecido para la hiperglucem ia a largo plazo. Este análisis tam bién es m uy valioso en el m onitoreo del cu m ­ p lim iento diabético en pacien tes b a jo tratam iento.

M etabolism o del nitrógeno E l hígado desem peña u n papel central en el m etabolism o del nitrógeno. Participa en las interconversiones de am i­ n oácid os y la síntesis de am inoácidos no esenciales. E l hígado sintetiza m uchas proteínas del cuerpo, que in clu ­ yen la m ayor parte de las proteínas encontradas en la cir­

CAPÍTULO 33 ■ QUÍMICA CLÍNICA PEDIÁTRICA

cu lación, com o la albúm ina, la transferrina y los factores de coagu lación de com plem ento. E l hígado no sintetiza inm unoglobu linas. Además, es responsable de com pletar el m etabolism o de los productos de degradación del recam ­ bio de nitrógeno, com o am oniaco y urea a través del ciclo de la urea y creatinina y ácido ú rico a partir de los depó­ sitos de energía y ácidos n u cleico s, respectivam ente. Las con cen tracio n es de am oniaco sanguíneo son más elevadas en el período de recién nacido que en etapas posteriores de la vida, lo que tal vez se deba a la inm adurez de las enzim as del ciclo de la urea y la circu lació n portal. A un valor de am oniaco sanguíneo de 1 0 0 pmol/L en un recién nacido se le consideraría m enos im portante que la m ism a cifra un año después. Las con cen tracio n es de am oniaco elevadas de m anera persistente alertarán al investigador sobre posible daño hepático e insuficiencia secundaria del ciclo de la urea. Los valores elevados de am oniaco sugie­ ren un posible defecto prim ario en el ciclo de la urea, y se evaluará a los pacientes respecto a d icho defecto.

Productos nitrogenados fin ales como m arcadores de la función renal E n contraste con los valores elevados de am oniaco n eo­ natal, las concentracion es de creatinina y ácido ú rico son m ás bajas en recién nacidos. A m bos m etabolitos aum entan al final a rangos norm ales del adulto. Las con cen tracio­ nes de creatinina en sangre se increm en tan con la masa m uscular y son independientes de la dieta. Se filtran en los glom érulos y no se absorben de m anera extensa por los túbulos renales. Su m ed ición com o índice de elim inación en sangre y en una m uestra de orina de 2 4 h se ha utilizado com o m arcador de la filtración glom erular durante m uchos años. La cistatina C sérica, un m arcador nuevo y quizá más sensible, apareció en fecha reciente en el m ercado com o sustituto p otencial de la creatinina.6 Se espera m ayor eva­ luación de este m arcador en poblaciones pediátricas, pero tal vez reem place el análisis de elim inación de creatinina y suprim a la necesidad de la difícil recolección de la orina de 2 4 h en niños. Las recolecciones incom pletas form an la base de la m ayor parte de los errores en este análisis.

Pruebas de la función hepática C om o ya se m encionó, el hígado es responsable de la rea­ lización de una gran parte de procesos sin téticos y catabólicos, y la fu n ció n hepática norm al es prim ordial para el m antenim iento de la hom eostasis del cuerpo. H an surgido varias pruebas de laboratorio a las que en térm inos gene­ rales se les clasifica com o pruebas de la fu nción hepática. La m ed ición de la albúm ina sérica y de la bilirrubina total y conjugada son pruebas verdaderas de la fu nción hepática debido a que m iden las rutas sin téticas y m etabólicas de esos com puestos. E n la desnu trición proteicacalórica, la red u cción de la disponibilidad de am inoácidos para la síntesis de nuevas proteínas ocasiona dism inu ción del índ ice sin tético fu ncional y bajas con cen tracio n es de proteínas sintetizadas recientem en te, com o la albúm ina. Los valores m uy b ajos de albúm ina ind ican exp o sición prolongada a restricció n proteica, y a m enudo se utiliza su m ed ición en sangre com o guía del estado n u tricion al

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y la enferm edad hepática cró n ica de otra etiología. Ade­ m ás, la alteración de la fu nción hepatocelular produce m enor capacidad reducida para conju gar bilirrubina, con el aum ento resultante de la form a no conjugada, que en con d iciones norm ales es apenas perceptible. O tras pruebas, com o la m ed ición de las enzim as hepá­ ticas, en realidad reflejan m ás la integridad de la célula hepática y n o son análisis fu ncionales en sentido estricto. E levaciones grandes en A ST y ALT séricas ind ican daño hepatocelular y filtración resultante de los contenid os celulares en el suero, en tanto la ALP elevada sugiere alte­ ración biliar hepática, pero proporciona poca inform ación funcional.

CALCIO Y M ETABOLISM O Ó SEO EN PEDIATRÍA E l crecimiento óseo normal, que es paralelo al crecim iento corporal, requiere la integración del m etabolism o del calcio, fosfato y magnesio, con regulación endocrina de la vitamina D, horm ona paratiroides (PTH) y calcitonina.5 E l m etabolito activo de la vitamina D es la 1,25-dihidroxivitam ina D. La hidroxilación de la vitamina D de la dieta tiene lugar en el hígado y en los riñones, y requiere el funcionam iento normal de estos órganos. La absorción de la vitamina D del tracto gastrointestinal, la conversión a su forma activa en el riñón, y la incorporación de calcio y fosfato en el hueso en crecim ien­ to requiere, en condiciones normales, la PTH activa. A su vez, la secreción de PTH está regulada por los valores de cal­ cio y magnesio séricos. Las concentraciones bajas de ambos cationes divalentes inhiben la secreción de PTH. La calcito­ nina tiene un efecto antagonista en la acción de la PTH. E l rápido crecim iento óseo que ocurre durante la infan­ cia, y m ás tarde durante la pubertad, requiere la coordi­ n ación óptim a de la absorción m ineral, el transporte y la incorp o ración endocrina controlada de los m inerales en el hueso en crecim iento. Alrededor de 98% del contenid o de calcio corporal total está presente en el hu eso, y m enos del 1% es m edible en la sangre. E l calcio sérico se encuentra presente com o fracción ionizada libre (alrededor de 50% del total en sangre), con el resto unido a pro teína (4 0 % ) o quelado a aniones en la circu lación, com o fosfato y citra­ to. Las con cen tracio n es séricas de calcio ionizado y ligado son reguladas y m antenidas en gran parte dentro de lím ites hom eostáticos estrictos. Las anorm alidades de cualquiera de los com ponentes regulatorios tien en profundos efectos clín ico s sobre los niños.

H ipocalcem ia e hipercalcem ia La hipocalcem ia se define com o el calcio sérico total por debajo de 7 .0 mg/dl o calcio ionizado por debajo de 3 .0 mg/dl. E n recién nacidos y en particular en los inm aduros, estos valores suelen encontrarse a m enudo con pocos sín ­ tom as. Sin em bargo, la h ipocalcem ia llega a produ cir irri­ tabilidad, con traccio n es y ataques. Por lo general, el calcio sérico se m ide en lactantes co n ataques de etiología des­ conocid a. La hipocalcem ia prolongada da com o resultado red u cción del crecim iento óseo y raquitism o. E n el cuadro 3 3 -9 se enum eran las causas de hipocalcem ia. C o n fre­ cu encia aparece hipom agnesem ia en presen cia de h ip ocal­ cem ia. D ebido a que las b ajas con cen tracio n es séricas de

664

PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

CUADRO 33-9. CAUSAS DE HIPOCALCEMIA

Ingesta excesiva de vitamina D

otras células objetivo. Algunas de estas horm onas son polipéptidos, otras son derivados de am inoácidos o esteroides. Se han descrito cuatro sistemas endocrinos principales. Todos ellos desempeñan funciones críticas en el desarrollo hum ano norm al. Estos sistem as im plican al hipotálam o com o centro de control cerebral principal más elevado, a la glándula hipofisaria com o principal secretor de horm onas y luego a varios órganos term inales, que presentan elem en­ tos sensibles para la horm ona hipofisaria, y afectan m uchas funciones m etabólicas y del desarrollo. Entre estos órga­ nos term inales se inclu yen la glándula tiroides, la corteza suprarrenal, el hígado y las gónadas. Cada sistem a abarca la secreción regulada de una horm on a trófica por el hipotálam o, que, a su vez, controla la secreción endocrina por la hipófisis y, en ocasiones, la secreción h orm onal secu n ­ daria por el órgano term inal, m ism o que luego produce el efecto end ocrino apropiado. E xiste retroalim entación en el hipotálam o por el producto final del proceso (retroa­ lim en tación de ciclo largo) y, tam bién, por el producto end ocrino de la hipófisis (retroalim entación de ciclo cor­ to). La retroalim entación regula el con trol hipotalám ico del m ecanism o. Sin duda, existen m u chas áreas que llegan a fu ncionar de m anera inadecuada en cada una de estas vías, que dan com o resultado la enferm edad. C iertos tras­ tornos patológicos son exclusivos de n iños y se analizan m ás adelante.

Hipercalcemia idiopática de la infancia

Sistem a hipotalám ico-hipofisario-tiroideo5

aMenos frecuente que la hipocalcemia en lactantes.

E l hipotálam o secreta una horm ona liberadora de tirotropina (T R H ), u n péptido 3-am inoácid o. La TRH hace que las células especializadas de la hipófisis anterior secreten horm ona estim ulante de la tiroides (T S H ), un polipép ti­ do constitu id o de dos cadenas ( a y fi). La TSH se libera dentro de la circu lació n y se dirige a su órgano term inal, la glándula tiroides. Los receptores ún icos de la TSH de la glándula tiroides, cuando se ocupa por una m olécula de TSH , h acen que la glándula tiroides sin tetice y libere

Estado prematuro Acidosis metabólica Deficiencia de vitamina D Enfermedad hepática (insuficiencia para activar la vitamina D) Enfermedad renal (insuficiencia para activar la vitamina D) Hipoparatiroidismo Ingesta baja de calcio Ingesta elevada de fósforo Uso de diuréticos Hipomagnesemia Transfusión de intercambio (anticoagulantes en sangre transfundida)

CUADRO 33-10. CAUSAS DE HIPERCALCEM IA3 Hiperparatiroidismo Insuficiencia renal aguda

m agnesio tam bién inhiben la secreción de PTH , es im por­ tante tom ar en cuenta la posibilidad de hipom agnesem ia con cu rren te en u n n iñ o con ataques de hipocalcem ia, y corregir cualquier anorm alidad que se identificará en el estado de m agnesio, al igual que el calcio. La hipercalcem ia se define com o calcio sérico total m ayor de 1 1 .0 mg/dl. Se trata de un hallazgo poco h ab i­ tual en pediatría (cuadro 3 3 -1 0 ), pero tiene im plicaciones clín icas potencialm ente graves. Los pacientes con hiper­ calcem ia presentan tono m uscular d eficiente, estreñ im ien ­ to, falla para prosperar, y desarrollan cálculos renales que cond u cen a insuficiencia renal.

FUNCIÓN ENDOCRINA EN PEDIATRÍA E l cam po de la endocrinología proporciona varios ejem ­ plos de las “d iferencias” que ocu rren en la quím ica clínica entre n iños y adultos.2 E l proceso de m aduración en un adulto sexu alm ente fértil, por ejem plo, requiere un proce­ so de desarrollo com plejo m ediado por m ecanism os endo­ crinos que se activa durante la niñez. Com o se describió en la sección anterior, el crecim iento óseo que acom pa­ ña al crecim iento sistém ico tam bién requiere u n proceso com p lejo , que está b ajo control endocrino.

Secreción horm onal E l sistem a endocrino se relaciona con un grupo de horm o­ nas que por lo general se producen y secretan por un tipo de célula en la circulación, donde su efecto se ejerce en

horm onas tiroides en la circulación. La síntesis de horm o­ na tiroides consta de varias etapas com plejas en las que el yodo queda atrapado dentro del tejido tiroideo y se usa para convertir el am inoácido tiroxina en triyodotironina (T 3) y tetrayodotironina (T 4). Más de 99% de las h orm o­ nas tiroides están ligadas a proteínas transportadoras espe­ cíficas en la sangre a las que se les d enom ina globulinas de unión con la tiroides. La horm ona tiroides libre, en parti­ cular la T 3 libre, es activa y reacciona con m u chos tejidos periféricos para originar aum ento del m etabolism o y esti­ m ular el crecim iento y desarrollo norm ales. Los valores de T 4, T 3 (ciclo largo) y TSH (ciclo corto) se retroalim entan en el hipotálam o para regular la produ cción de TRH. En pediatría, se debe tom ar en cuenta dos áreas de d isfunción principales en esta vía endocrina: el hip oti­ roidism o prim ario e hipotiroidism o secundario. E l h ip o­ tiroidism o prim ario se origina por cu alquier defecto que causa insuficiencia de la glándula tiroides para sintetizar y secretar horm ona tiroides. Esto produce una enferm edad frecuente a la que se con o ce com o hipotiroidism o congénito, que está presente en uno de cada 4 0 0 0 nacim ientos. Los pacien tes con esta enferm edad no tratados padecen retardo m ental grave co n aspectos faciales raros. Por lo

CAPITULO 33 ■ QUÍMICA CLÍNICA PEDIÁTRICA

general, el tratam iento con terapia de reem plazo tiroideo produce b u enos resultados al establecer el d iagnóstico. La m ejo r prueba de diagnóstico es m edir las concentracio nes séricas de TSH , que se elevan debido a la in suficiencia del ciclo de retroalim entación largo. Los valores de horm ona tiroidea en pacientes no tratados son m uy bajos. E l hipotiroidism o secundario es resultado de la falla de la glándula hipófisis para secretar TSH, lo que origina falta de estim u lación de la glándula tiroides y produ cción subsi­ guiente de horm ona tiroides. E l diagnóstico diferencial se establece a través de la m edición de con centracion es bajas de TSH circulante. Debido a que la hipófisis está implicada con todos los sistem as endocrinos principales, es im portan­ te estudiar las otras vías de la parte inferior para determ i­ nar si el hipotiroidism o es resultado de un defecto aislado de la TSH o del panhipopituitarism o que abarca todas las otras vías. E l panhipopituitarism o constituye una situación com pleja desde el punto de vista clínico , que tal vez in clu ­ ya hipoglucem ia, pérdida de sales, crecim iento som ático y óseo deficiente, falla para prosperar e insuficiencia para desarrollar las características sexuales secundarias.

Sistem a hipotalám ico-hipofisario-corteza suprarrenal5 Este sistem a es esencial para regular el m etabolism o m ine­ ral y de carbohidratos. E l hipotálam o secreta la horm ona liberadora de corticotropina (C R H ), un polipéptido 4 1 am inoácido, que reacciona con la hipófisis anterior, lo que desencadena la liberación de la horm ona corticotropina o adrenocorticotrópica (A CTH ). La ACTH se libera en la cir­ cu lación y llega a su órgano term inal, la corteza suprarrenal, que luego es estimulada para secretar las horm onas este­ roides, cortisol y aldosterona. Esta vía resulta estimulada, tam bién, por estrés en el centro cerebral superior. La ACTH actúa com o control de retroalim entación de ciclo corto. Las horm onas esteroides secretadas por la corteza suprarrenal son reguladores de ciclo largo. La aldosterona funciona en los riflones, y regula el equilibrio de sales y agua. E l cortisol actúa en m uchos tejidos periféricos y tiene m uchas reaccio­ nes, entre las que se encuentran regulación del m etabolis­ m o de carbohidratos, proteínas y lípidos. Además, tiene la fu nción de proporcionar resistencia a la infección e inflam a­ ción, un m ecanism o poco estudiado que explica el uso tera­ péutico de esteroides en estas situaciones clínicas. Al igual que con todos los sistemas endocrinos, ocurren enferm e­ dades que se originan de la hiperfunción o hipofunción de esta vía. Las enfermedades son prim arias, ocasionadas por la disfunción del órgano term inal, o secundarias, debidas a enfermedad hipofisaria o hipotalám ica. E n el cuadro 3 3 -1 1 se m uestran las enfermedades pediátricas relacionadas con trastornos prim arios de la corteza suprarrenal. M uchas de las afecciones que se enum eran son enfermedades genéticas raras; sin embargo, una enfermedad en particular, la defi­ ciencia de esteroide 21-hidroxilasa, es lo bastante frecuente (alrededor de 1 por cada 5 0 0 0 nacim ientos) para ameritar la valoración de la población com pleta por los laboratorios que exam inan el estado. Este trastorno produce falla para sintetizar de m anera adecuada tanto la aldosterona com o el cortisol. La deficiencia de la aldosterona ocasiona crisis de pérdida de sal, y los pacientes en período de recién nacidos

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llegan a volverse m uy hiponatrém icos e hiperpotasém icos. La falla para sintetizar cortisol provoca hipoglucem ia indu­ cida por estrés. Además, los interm ediarios del m etabolis­ mo de los esteroides, que se acum ulan com o resultado del bloqueo m etabólico, causan androgenización. Las niñas que nacen con este trastorno con frecuencia presentan genitales am biguos, y es posible que se les clasifique en prim era ins­ tancia com o niños. Los niños tal vez no tengan dichas anor­ malidades pronunciadas al nacer, pero quizá desarrollen crisis electrolítica. Por lo general, este problem a se detecta por la m edición de los valores de 17-hidroxiprogesterona en m uestras sanguíneas neonatales.

Factores del crecim iento E l hipotálamo secreta dos horm onas reguladoras que afec­ tan el crecim iento. La horm ona liberadora de horm ona del crecim iento es un polipéptido 40-am inoácido que estimu­ la la liberación de horm ona del crecim iento (GH) a partir de la hipófisis anterior. El factor que inhibe la horm ona del crecim iento, también conocido com o somatostatina, inhibe la secreción de GH. Los factores adicionales de los centros cerebrales superiores, entre los que se incluyen catecolami­ nas, serotonina y endorfinas, tienen un efecto positivo en la secreción de GH. La inhibición de la secreción de GH ocurre, también, cuando a los niños se les aísla del contacto social. Se desconoce el m ecanism o de esta inhibición reversible, pero la negligencia y el abuso infantil potencial constituyen los prin­ cipales diferenciales en niños con crecim iento retardado. La GH es un polipéptido 191-am in o ácid o, con el híga­ do com o su principal sitio de acción. Los receptores de la GH del hígado que son ocupados por una m olécula de GH h acen que el hígado secrete un grupo de horm onas polipéptidas relacionadas, a las que se d enom ina factores de crecim iento sem ejantes a la insulina (IG F), y sus proteí­ nas de u n ió n, conocid as com o proteínas de unión con IGF. E L IG F -1 y IG F -B P 3 son los productos más im portantes de la actividad de la GH en el hígado. La IG F -1 tiene una estructura m olecu lar sim ilar a la insulina; sin em bargo, es u n estim ulador m u ch o más potente del crecim ien to lineal y el aum ento del m etabolism o en niños. E sta vía de crecim iento tal vez representa la ruta endo­ crina m ás im portante responsable del crecim iento nor­ m al; las d eficiencias de cu alquier com ponen te de la vía son conocid as por producir crecim iento d eficiente, lo que ocasiona adultos de b aja estatura.

CUADRO 33-11. E N E FE R M E D A D E S CO N GÉN ITAS D E LA CO RTEZA SU PRA RR EN A L PERFIL METABÓLICO

21-hidroxilasaa

f 17-hidroxiprogesterona, 1cortisol

3p-h¡droxideshidrogenasa

f dehidroepiandrosterona (DEA)

1 ip-hidroxilasa

| 11-desoxicortisol, 1 cortisol

17a-hidroxilasa

f 17-cetosteroides, j, testosterona

18-h¡droxilasa

1 aldosterona, f renina

Trastorno frecuente valorado en todos los recién nacidos.

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

E S T U D IO D E C A S O 33-2 A un niño de 5 años de edad se le lleva con su pedia­ tra debido a retraso en el crecim iento. E l pequeño se encuentra por debajo del tercer percentil para su peso y altura. No hay historial de traum atism o ni antece­ dente fam iliar o hallazgos clín ico s pertinentes.

Preguntas 1. ¿C uáles trastornos pudieran estar relacionados co n retraso en el crecim iento? 2. ¿Q ué trastorno hay que consid erar de m anera prim ordial en este paciente? 3. ¿Q ué pruebas se realizarán para confirm ar el diagnóstico? 4. ¿Es probable que el paciente responda a la terapia?

D ebido a la dificultad para m edir GE1 en suero com o resultado de una variación diurna y de varios efectores relacionados co n el estrés (p. e j., catecolam in as), un solo nivel b ajo de GH quizá no sea suficiente para confirm ar deficiencia de GH. Es im portante determ inar deficiencia orgánica verdadera, causada por enferm edad h ipotalám i­ ca o hipofisaria, a partir de deficiencia em ocion al porque sólo la deficiencia orgánica responde a la costosa terapia de reem plazo de GH, en tanto la d eficien cia inorgánica de GH responderá a cam bios em ocionales del estilo de vida. E l traum atism o en la cabeza tam bién llega a causar in su ­ ficiencia de la secreción de GH por la h ipófisis a través de daño an óxico directo a las células secretoras de GH. Este tipo de insuficiencia en el crecim iento responderá a la terapia con GH. Se han elaborado varias pruebas de estim u lación para valorar la capacidad de la hipófisis para secretar GH, que inclu yen in d u cción de hipoglucem ia con insulina o estim u lación directa con glucagon. E sta prueba requiere la o b ten ció n de hasta cin co m uestras sanguíneas en la posestim ulación de dos horas y la d eterm inación del nivel m áxim o de secreción de GH. Si éste es m enor de 10 ng/ml, el paciente padece deficiencia orgánica de GH, y es probable que responda a la terapia con GH. E n fecha reciente, se pusieron disponibles pruebas de IG F -1 e IG F -B P 3 que garantizan la id entificación de la deficiencia de GH debido a que esos com puestos no son liberados por el hígado en los estados de d eficiencia de GH, y sus con cen tracio n es básales al parecer no tienen la gran variación que ocurre en la GH. Además, los defectos en la síntesis y secreción de IG F y IG F -B P se recon o cen com o causa de insuficiencia en el crecim iento de ciertos lactantes. Es poco probable que los individuos con estos defectos respondan al tratam iento con GH.

Control endocrino de la m aduración sexual El hipotálam o secreta un ácido péptido 10-am inoácid o denom inado horm ona liberadora de gonadotropina (GnRH).

Esta horm ona produce la liberación de dos horm onas polipeptídicas m ás grandes, conocidas com o horm ona folícu lo estim ulante (FSH) y horm ona luteinizante (LH), tanto en hom bres com o en m ujeres. La FSH y la LH son sim ilares desde el punto de vista estructural a la TSH y, tam bién, a la gonadotropina corión ica hum ana (h C G ), que no se analiza en este capítulo. Las con cen tracio n es básales de FSH y LH son b ajas en lactantes com o resultado de la supresión de G nRH y se requieren inm unoanálisis sen sibles basados en quim ilum in iscen cia para su d etección precisa. La FSH y la LH tienen distintos efectos en hom bre y m u jeres, tanto antes de la pubertad com o durante la m is­ ma. E n hom bres, la actividad horm onal se dirige a los tes­ tícu los, lo que causa la liberación de andrógenos, sobre todo testosterona y androstenediona. E n m u jeres, el sitio prim ario de a cción es el ovario, que da com o resultado la excreción de una fam ilia diferente de horm onas esteroides: los estrógenos, principalm ente estradiol. A ntes de la pubertad, los valores circundantes de andrógenos y estrógenos son b ajos, aunque a m enudo se solicita al labo­ ratorio clín ico pediátrico la m ed ición de estas horm onas cuando un niño al parecer m uestra pubertad prem atura. E n particular, la testosterona es difícil de m edir en n iños prepúberes en la medida que la m ayor parte de los análisis com erciales detecta un com puesto de interferencia, lo que origina la elevación de la con cen tració n horm onal. E n la pubertad, se elim ina la supresión de G nRH , y hay u n aum ento gradual de la secreción de FSH y LH, con increm en to con com itante de andrógenos en hom bres y de estrógenos y progesterona en m ujeres. E sto produce el desarrollo de características sexuales secundarias y el com ienzo de la m enarca en m ujeres. Además, este período se relaciona con sobrecarga im portante en el crecim iento lineal y óseo hasta que se alcanzan las proporciones de adulto. Los trastornos de esta vía end ocrina se relacion an con pubertad prem atura o precoz, o retraso en el com ienzo de la pubertad. La m ed ición de FSH , LH, testosterona y estra­ d iol es útil en la evaluación de trastorno de la pubertad. A m enudo, las alteraciones de otros sistem as end ocrinos afectan la pubertad. La hiperplasia suprarrenal con g én i­ ta, el trastorno d escrito b ajo enferm edades de la corteza suprarrenal, origina exceso de secreción de esteroides sem ejantes a andrógenos que llegan a afectar la puber­ tad. Los trastornos del hipotálam o y la hipófisis llegan a afectar la secreción de FSH y LH, y causar retraso en la pubertad.

DESARROLLO DEL SISTEM A INMUNITARIO E n entornos clín ico s pediátricos, la m ayor parte de visitas y adm isiones hospitalarias se relaciona con com p licacio­ nes que provienen de enferm edades infecciosas. Al m is­ m o tiem po, aunque los parientes o cuidadores quizá estén expuestos a las m ism as etiologías in fecciosas, no se enfer­ m an tanto para requerir atención m édica. E sto se debe a que el niño no tiene el m ism o grado de inmunidad a la enferm edad al nacer o durante la in fan cia.1

CAPITULO 33 ■ QUÍMICA CLINICA PEDIÁTRICA

Conceptos básicos de inm unidad El sistema inm unitario se divide en dos partes funcionales: el sistema inm unitario innato y el sistema inm unitario adaptativo. E l sistem a inm unitario innato constituye la primera línea de defensa, en particular en recién nacidos y lactantes no expuestos a infección. El sistema inm unitario adaptativo genera una reacción específica después de la exposición a u n agente infeccioso, y proporciona mayor inmunidad con exposición subsiguiente a ese agente. Sin embargo, al princi­ pio la primera respuesta a la exposición tal vez sea subóptima y produzca enfermedad relacionada con esa exposición.

Com ponentes del sistem a inm unitario5 Piel E n cond iciones norm ales, la piel es una barrera efectiva contra la m ayor parte de m icroorganism os, aunque en bebés prem aturos esta barrera está m enos desarrollada y es posible que se vuelva con facilidad una fuente de in fec­ ción. La m ayor parte de los agentes in feccio so s entran al cuerpo por la nasofaringe, el tracto gastrointestinal, los pulm ones y el tracto genitourinario. Las in cision es qui­ rúrgicas y las líneas intravenosas o cen trales tam bién son sitios potenciales de entrada. Por lo general, varias defen­ sas físicas y bioqu ím icas protegen los sitios no quirúrgicos de entrada. La lisozim a, una enzim a distribuida de m anera extensa en diferentes secreciones, por ejem plo, es capaz de digerir en form a parcial un enlace quím ico de la m em ­ brana de m u chas paredes celulares bacterianas.

Fagocitos Los fagocitos están presentes en m u chos tipos de células. Cuando un organism o extraño penetra en la superficie epitelial, encuentra células fagocitadas, que se derivan de la m édula ósea y se depositan en el tejid o en respuesta al organism o. Estas células engullen y digieren partícu­ las. E ntre las células fagocíticas se inclu y en células polim orfonucleares, que tienen vida breve en la circulación, y m o cito s que, cuando se exponen a partículas extrañas, se desarrollan a m acrófagos que luego recon o cen al organis­ m o cuando el individuo vuelve a quedar expuesto.

C élulas B Las células B son linfocitos que se caracterizan por la pre­ sencia de inm unoglobulinas superficiales. E stas células se d iferencian de las células plasm áticas en que son capaces de responder a antígenos extraños en la circu lació n por la p rod u cción de anticuerpos neutralizantes. La activación, proliferación y d iferenciación de células B son asistidas p or la secreció n de citocina a partir de lin focitos de células T, que no producen anticuerpos. E n el antígeno de un ión, es posible que los anticuerpos activen una cascada que abarque al com plem ento, lo que al final produce lisis y m uerte celu lar de los organism os extraños.

C élulas asesinas naturales Las células asesinas naturales (AN ) son leu cocitos capa­ ces de reco n o cer cam bios superficiales celulares en células

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huésped infectadas por partículas virales. Las células AN se u nen a estas células objetivo y llegan a destruirlas a ellas y al virus. Las células AN responden a interferonas, que son m oléculas de citocina producidas por las células huésped cuando se infectan por virus. Además, las interfe­ ronas form an parte del sistem a inm unitario innato, y son capaces de proporcionar resistencia a la in fecció n en las células huésped no infectadas por virus.

Proteínas d e fa s e aguda Las proteínas de fase aguda son proteínas de defensa pro­ ducidas por el hígado en respuesta a la in fección , en parti­ cular in fecció n bacteriana. Ciertas proteínas aum entan en suero entre dos y 1 0 0 veces. A la proteína de fase aguda más im portante se le denom ina proteína C reactiva (PCR) por su habilidad para unirse a la proteína C de los neumo­ cocos. La PC R unida a la bacteria prom ueve la u n ión del com plem ento que, a su vez, contribuye a la fagocitosis. Los valores séricos de P C R se m iden de m anera rutinaria para determ inar el grado de infección en pacientes pediátricos. La sensibilidad requerida del análisis PC R para este propó­ sito clínico es m enor que la utilizada para el análisis PCR de alta sensibilidad empleado en clínica com o factor de riesgo independiente de enferm edad cardíaca. E n la apli­ cación pediátrica de este análisis, la obtención rápida de resultados es m uy im portante. E l sistem a de com plem en­ to consiste en cuando m enos 2 0 proteínas, la m ayor parte de fase aguda. Éstas interactúan en form a secu encial entre sí, con com plejos antígeno-anticuerpo, y con m em branas celulares de m anera coordinada para destruir al final b ac­ terias y virus. Desde el punto de vista clínico, las proteínas de com plem ento que se m iden más a m enudo son C3 y C4. Los valores bajos de cualquiera de estas proteínas indican deficiencia en la capacidad de destruir partículas extrañas.

P roducción d e anticuerpos Las inm unoglobulinas se clasifican en cinco grupos prin­ cipales, con base en la estructura y función: IgG, IgM, IgA, IgD e IgE. Son secretadas por células plasm áticas derivadas de B-linfocitos, y sus propiedades se enum eran en el cuadro 3 3 -1 2 . La IgG es la principal subclase de inm unoglobulina, que proporciona respuesta de anticuerpo en adultos, y repre­ senta 7 0 a 75% del contenido de inm unoglobulina total. La IgG se degrada de manera adicional en cuatro subclases adi­ cionales: IgG j Cada inm unoglobulina se construye a partir de unidades estructurales sim ilares, con base en dos cadenas de polipéptidos pesadas (A, G, M , D y E ) y dos cadenas lige­ ras (kappa y lam bda). La capacidad para reconocer canti­ dades grandes de antígenos extraños se debe a la capacidad m finita de los genes en la denominada región variable de la m olécula de inm unoglobulina por reestructurar. Esta área reconoce .antígenos extraños, y una reestructuración y pro­ ducción genéticas de un anticuerpo único cubre cada antí­ geno nuevo expuesto al cuerpo. Debido a la gran cantidad de diferentes especies de inm unoglobulina, la separación electroforética de estas proteínas séricas sobre un gel con enfoque isoeléctrico durante el análisis de electroforesis pro­ teica sérica (E F P 5) es difusa, a diferencia de la separación de albúm ina o transferrina, que genera distintas bandas.

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

CUADRO 33-12. PROPIEDADES DE CLASES PE INM UNO GLOBULINA (IG) IgG*

IgA

IgM

IgD

IgE

Masa (kD)

160

160

970

184

188

% de lg total

70 a 75

1 0 a 15

5 a 10

<1

Traza

Atraviesa la placenta

Sí

No

No

No

No

En leche materna

Sí

Sí

No

Desconocido

Desconocido

Activa el complemento

Sí

Sí

Sí

No

No

En secreciones

No

Sí

No

No

No

Se une a células mástil

No

No

No

No

Sí

■■Presente como cuatro subclases (IgG, 4).

Producción de anticuerpos en neonatos y lactantes E l feto hum ano es capaz de sintetizar una cantidad pequeña de IgM y, en m enor grado, IgA. La IgG tiene un peso m ole­ cular m enor que la IgM y puede cruzar la placenta. Además, la IgG se transfiere de la madre al bebé en la leche materna. La IgG transplacentaria y derivada de la leche materna ofrece al bebé una protección inmunológica pasiva hasta que tiene lugar la producción endógena de IgG. La vida media de la IgG es de alrededor de 3 0 días y, con la prolongación de la alim entación materna, el lactante obtiene protección adicio­ nal. El proceso de producción de anticuerpos en lactantes lle­ va varios años en completarse cuando se basa en los valores séricos totales de las subclases de inmunoglobulina, que tar­ dan cuatro años en alcanzarse. Los bebés prematuros incluso tienen un déficit mayor de inm unoglobulina debido a la dis­ m inución de la liberación transplacentaria de anticuerpos.

Trastornos de la inm unidad7 Dada la com plejidad del sistem a in m un itario, existen m uchas fases en las que los defectos adquiridos o heredados genéticam ente tienen la posibilidad de producir enferm e­ dad infecciosa inapropiada en la población pediátrica. La hipogam m aglobulinem ia transitoria de la infancia aparece en caso de n acim ien to prem aturo o, en ciertos lactantes, quizá sea resultado del retraso en el com ienzo de la pro­ d u cción de inm unoglobulina de etiología d esconocida. Al final estos niños desarrollan un sistem a inm un itario nor­ m al, pero serán propensos a períodos repetidos de in fec­ ción grave. Al extrem o opuesto del espectro, ocurre ausencia com pleta de y-globulinas en niños co n un tras­ torno de u n ió n X conocid o com o agam m aglobulinem ia, o enferm edad de B ruton. Esta afección se presenta en etapas tem pranas de la vida co n in feccio n es febriles recurrentes. Los pacientes no tienen células B, y presentan valores b ajos de todas las subclases de inm unoglobu lina endóge­ na. Es probable que el proceso de enferm edad com ience en el m om ento en que se pierden cu alesqu ier inm u n og lo­ bulinas derivadas a través de la madre. Las infecciones más frecuentes son las de los tractos respiratorio superior e inferior, que causa otitis, neum onía, sin usitis, m eningi­ tis, sepsis y osteom ielitis. Sin terapia tem prana de '/-globu­ lina, estos n iños m ueren por com p licacion es respiratorias. O tras vías inm unitarias son norm ales en estos niños.

D eficien cia inm unitaria g ra v e com binada (D IG C ) U n o de los ejem plos m ás gráficos de enferm edad pediá­ trica ún ica se observa en lactantes que carecen de las vías hum oral y celu lar para la d estru cción de bacterias y virus. Estos n iños están en riesgo de in fecció n grave cada vez que quedan expuestos a un agente infeccioso. La im agen m ás presente es la del “m u chacho de la b u rb u ja ”, que vive en u n m edio am biente com pletam ente estéril para evitar el contacto con alguna bacteria o partícula viral. La D IG C es heredada com o un trastorno de u n ión X , sólo observa­ do en niños, o recesivo autosóm ico, co n lo que las niñas tam bién llegan a presentar la enferm edad. E xisten varias causas de la D IG C , entre las que se inclu yen enferm edades genéticas del m etabolism o de la purina, y trastornos de desarrollo y m aduración de los lin focitos, en las que tanto las células T com o las células B, si es que están presentes, son infuncionales. La alteración más frecuente de la puri­ na, la deficiencia de adenosina desam inasa, es responsable de 15% de los casos de D IG C. Se diagnostica a través de la m ed ición de los valores elevados de adenosina en líquidos corporales. Se establece que el diagnóstico es im portante porque la terapia de reem plazo enzim ático, en la que se usa la enzim a recom binante, ha producido buenos resul­ tados en el tratam iento de este trastorno.

EN FERM EDADES GENÉTICAS Los m étodos analíticos para la id en tificació n de la enferm e­ dad genética desem peñan una parte im portante en el labo­ ratorio de quím ica clín ica ped iátrica.1'8 La m ayor parte de las enferm edades genéticas son exclusivas de la población pediátrica, y requieren u n con o cim ien to y capacitación especializados. La m ayor parte de las enferm edades que se presentan con signos clínico s en la po blació n pediá­ trica son heredadas de un m odo recesivo autosóm ico, lo que significa que el pacien te presenta dos m u taciones que cau san la enferm edad en el gen para este trastorno, una heredada de la m adre y otra del padre. E n este capítulo ya se m encionaron varios ejem plos de enferm edades co n este patrón hereditario, entre las que se encuentran la galacto­ sem ia e hiperplasia suprarrenal congénita com o resultado de d eficiencia de la 2 1 -hidroxilasa esteroide. O tras enfer­ m edades son recesivas, pero se heredan en el crom oso­ m a X. Por lo general, los niños heredan un crom osom a X m utante de sus m adres; debido a que no heredan un crom osom a X paterno, m uestran signos de la enferm edad

CAPÍTULO 33 ■ QUÍMICA CLÍNICA PEDIÁTRICA

co n sólo una m utación. E n am bos patrones heredados, el padre con u n gen norm al será, en su m ayor parte, asin­ tom ático. Las enferm edades pred om inantem ente here­ dadas, que tal vez se hereden com o una sola m u tación a través de cu alquier línea paterna, tien den a no presentarse en la niñez ni afectan la fertilidad. Los ejem plos abarcan hipercolesterolem ia fam iliar, enferm edad de H untin gton y trom boñlia del factor V de Leiden, que son enferm edades de la po blació n adulta. E n fecha reciente, se identificó un nuevo m odo de herencia genética. Todas las enferm eda­ des antes descritas constitu yen alteraciones del DNA que se replica en el núcleo celular. La m itocond ria, el organelo responsable de generar la energía celu lar y otras vías m etabólicas im portantes, con tien e una m olécula pequeña de DNA (m tD N A ) que codifica proteínas im plicadas en la generación de energía. La m tDN A tiene un ín d ice eleva­ do de m u tación espontánea y ocasiona un a gran cantidad de enferm edades de pérdida de energía. La m itocond ria sólo se hereda de la m adre, de m odo que las m u tacion es que no son espontáneas sólo pueden provenir del linaje m aterno.

Fibrosis cística La fibrosis cística (F C ) representa una de las enferm eda­ des genéticas heredadas que se encuen tran m ás a m enudo en los laboratorios de quím ica clín ica pediátrica. E n uno de cada 2 4 0 0 nacim ientos vivos se observa esta enferm e­ dad d ebilitante, que se origina por m u taciones heredadas en form a recesiva en el gen regulador transm em brana de la fibrosis cística (R T F C ). Es posible que los pacientes pre­ senten, en el período de recién nacido, insu ficiencia pan­ creática grave causada por acu m ulación de secrecion es de m ucosidad espesa en los cond u ctos pancreáticos, lo que inhib e la secreción de enzim as digestivas pancreáticas. E stos bebés padecen esteatorrea y falla para prosperar. Los pacientes con F C no siem pre desarrollan síntom as pan­ creáticos; sin em bargo, en la m ayor parte de los casos, la m ucosidad espesa que se acum ula en los pulm ones causa enferm edad respiratoria y desencadena gran sensibilidad a enferm edades infecciosas raras, com o pseudom onas. Aun­ que las terapias paliativas m ejoraron en las últim as genera­ ciones debido a la disponibilidad de m ejores antibióticos, aún se considerara intratable a la FC . D urante m u chos años ha estado disponible la prueba de diagnóstico estándar para la F C . Im plica la m edición del contenid o de cloruro en sudor recolectado después de iontoforesis de pilocarpina. Este tipo de análisis consum e tiem po y requiere experiencia especializada del operador. La base genética de la F C está establecida. A unque existen algunas m u taciones que se encuen tran con frecu encia en la p oblación, com o la A F 508, existen cientos de otras m uta­ ciones. E n fecha reciente, el A m erican College o f M edical Genetics y el American College o f Obstetrics and G ynecology recom end aron la valoración del heterocigoto en parejas seleccionadas.9 E sto plantea un desafío analítico debido a la gran cantidad de m utaciones, y tal vez requerirá el desarrollo de una tecnología de m icroch ip aceptable desde el punto de vista clín ico antes de que se im planten por com pleto (véase capítulo 2 6 , Función gastrointestinal).

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Valoración del recién nacido en poblaciones com pletas Ciertas enferm edades hereditarias son lo bastante frecu en­ tes en la población para considerarlas candidatas a la valo­ ración de la población com pleta. La fenilcetonu ria fue el prim er trastorno m etabólico genético que se valoró en cada bebé nacido en O ccidente. O tras enferm edades que son tratables con facilidad se agregaron a la lista en años pos­ teriores, com o la deficiencia de la 21-hid roxilasa esteroide, la enferm edad de células falciform es, el hipotiroidism o congénito y, en algunos estados de la U n ión A m ericana, la galactosem ia. Estas enferm edades genéticas responden de m anera adecuada a la terapia sim ple, a m enudo dietética. E n Estados U nidos, este proceso tiene lugar en los labora­ torios de valoración estatales, centros que dan seguim ien­ to en form a sencilla a resultados anorm ales de la prueba. La naturaleza del procedim iento de la prueba requiere un exam en de valoración sensible con pocos resultados fal­ sos-negativos. Luego debe confirm arse a través de una prueba que sea más específica para descartar resultados falso-positivos. Una nueva tecnología, la espectrom etría de m asas en tándem, perm ite la valoración de entre 25 y 3 0 enferm edades genéticas bioqu ím icas en una sola m uestra al m ism o tiem po (cuadro 3 3 -1 3 ). Esta técnica perm ite el análisis de grupos com pletos de com puestos sim ilares en volúm enes de m uestra pequeños sin la preparación co m ­ pleja de la m uestra. E l tiem po analítico es de alrededor de dos m inutos por m uestra, lo que significa que es posible realizar con rapidez el análisis para u n estado com pleto. E n Estados U nidos, el índ ice de natalidad es de alrededor de 3 .5 a 4 m illones de nacim ientos por año. E stá dem os­ trado que la espectrom etría de masas en tándem controla esta carga de trabajo. Al m om ento de escribir esto, nueve estados de la U n ión Am ericana ya respaldaron este proceso y otros se encuentran en fases avanzadas de la evaluación.

Diagnóstico de enferm edad m etabólica en clínica E n la actualidad, se requiere del laboratorio clínico para con ­ firmar el diagnóstico de la m ayor parte de las enfermedades que se enum eran en el cuadro 3 3 -1 3 y, tam bién, del resto de los 5 0 0 defectos sim ples del gen que producen enfermedad genética bioquím ica no detectable por espectrom etría de masas en tándem. Por lo general, estos errores innatos del m etabolism o se dividen en dos tipos principales.

E n ferm ed a d es d e m olécula g ra n d e Las enferm edades de m olécula grande cu entan con un interm ediario acum ulado del m etabolism o com puesto por m oléculas com plejas grandes; en el cuadro 3 3 -1 4 se m uestran ejem plos. M u chos de estas enferm edades im pli­ can acu m ulación intracelu lar del quím ico anorm al con excreción relativam ente pequeña de líquidos corporales. E n las enferm edades de alm acen am iento de glucógeno, éste se acum ula en hígado y m ú sculo, pero no se obser­ va en m uestras de sangre u orina. E l histopatólogo, que em plea el exam en m icroscóp ico del tejid o, a m enudo rea­ liza estos d iagnósticos. Algunas pruebas, sobre todo las

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

CUADRO 33-13. EN FER M ED A D ES M ETA BÓ LICA S D ETECTA B LES POR VA LO R A CIÓ N EXPA N D ID A D EL RECIÉN N ACID O Aminoácidos

perm ite la confirm ación en un a m uestra sanguínea. La confirm ación enzim ática tal vez sea difícil de establecer en bebés pequeños debido a que con frecu encia se requieren m uestras sanguíneas grandes para la com probación del diagnóstico.

Fenilcetonuria (PKU) Enfermedad de la orina de jarabe del arce (EOJA) Tirosinemia, tipos 1 y 2 Homocistinuria Hipermetioninemia Ciclo de la urea Argininem ia Citrulinemia Aciduria argininosuccínica (ASA) Ácidos orgánicos Acidem ia propiónica (AP) Acidem ia metilmalónica (AMM) Acidem ia isovalérica (AIV) Acidem ia glutárica, tipos 1 y 2 (GA1, GA2) Deficiencia de p-cetotiolasa Deficiencia de 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA liasa (HMG-CoA liasa) Deficiencia 3-metilcrotonil-CoA carboxilasa (MCC) Deficiencia de malonil-CoA descarboxilasa 2-metil-3-hidroxibutiril-CoA-deshidrogenasa Ácidos grasos

E n ferm ed a d es d e m olécula p eq u eñ a Las enferm edades de m olécula pequeña se originan por defectos en las vías m etabólicas del m etabolism o del inter­ m ediario. P or lo general, los com puestos anorm ales que están presentes en estas enferm edades son de b ajo peso m olecular y se excretan con rapidez en los líquidos cor­ porales; los tipos de vías im plicadas se enum eran en el cuadro 3 3 -1 5 . Al principio, el laboratorio quím ico clín ico contaba con pocas herram ientas de diagnóstico capaces de identificar la gran cantidad de interm ediarios m etabó­ licos que llegan a acum ularse en estas enferm edades, por lo que se desarrollaron varias pruebas urinarias calorim é­ tricas sim ples, com o la prueba de la dinitrofenilhidrazina (D N PH ) para cetoácid os, para establecer el diagnóstico. E stos m étodos carecen tanto de sensibilidad y esp ecifici­ dad, y no form an parte del laboratorio de quím ica clínica m oderno. Se les reem plazó por análisis con sensibilidad y especificidad m ayores, a m enudo basados en la esp ectro­ m etría de masas. Las enferm edades de m olécula pequeña tien en m ani­ festación clín ica variable, y podrían presentarse en casi cu alquier subespecialidad m édica con cualquier sistem a orgánico im plicado. (E n el cuadro 3 3 -1 6 se m uestran algunas enferm edades y cuáles especialistas habría que consultar.) P or lo general, las pruebas bioqu ím icas para estas enferm edades se describen en dos fases. E n prim er lugar, es im portante recono cer el grado de afección tisu-

Deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena media (MCAD) Deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena corta (SCAD)

CUADRO 33-14. EJEMPLOS DE TRASTORNOS DE ALMACENAMIENTO DE MOLÉCULA GRANDE

Deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena muy larga (VLCAD)

Enferm edades de alm acenam iento de mucopolisacáridos (MPS) o glucosam inoglucano

Carnitina palmitoiltransferasa, tipos 1A y 2 (CPT1 A, CPT2)

Enfermedad de Hurler (MPS, tipo I)

Deficiencia de carnitina acilcarnitina translocasa (CAT)

Enfermedad de Hunter (tipo II)

Deficiencia de 3-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa de cadena larga (LCHAD)

Enfermedad de Morquio (tipo IV)

Deficiencia de la proteína mitocondrial trifuncional (PMT)

Alm acenam iento lipídico complejo Enfermedad de Gaucher Enfermedad de Tay-Sachs

de orina, están disponibles para la o b ten ció n de indicios de enferm edades de m olécula grande, entre las que se inclu yen análisis de glucosam inoglucano en el que se usa electroforesis de alto voltaje para identificar m etabolitos raros relacionados con enferm edades del alm acenam ien­ to de m ucopolisacáridos. Estas pruebas son relativam ente insensibles, y la confirm ación del diagnóstico requiere la m ed ición de la actividad enzim ática deficiente en u n te ji­ do corporal. Por fortuna, m uchas enzim as que producen enferm edades del alm acenam iento de m olécu la grande se encu entran en las células sanguíneas blancas, lo que

Enfermedad de Niemann-Pick (tipos A, B, C) Enferm edades de alm acenam iento de glucógeno Von Gierke (tipo 1) Pompe (tipo 2) McArdie (tipo 5) Alm acenam iento de péptidos Lipofuscinosis ceroide neuronal, tipos 1-8 (enferm edad de Batten)

CAPÍTULO 33 ■ QUÍMICA CLÍNICA PEDIÁTRICA

CUADRO 33-15. VÍAS IM PLICADAS EN LA ENFERM EDAD METABÓLICA D E M OLÉCULA PEQUEÑA _ Aminoácidos Ácidos grasos

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ES TU D IO D E C A S O 33-3 Se llevó con el pediatra a un niño con falla para pros­ perar y estatorrea (h eces grasosas de olor fétido). Un herm ano m ayor co n la m ism a m anifestación clínica tuvo enferm edad genética confirm ada.

Ácidos orgánicos Ciclo de la urea

Preguntas

Fosforilación oxidativa

1. ¿C uál es el diagnóstico probable?

M etabolismo de las vitaminas

2. ¿C óm o es la enferm edad heredada?

Biosíntesis y degradación de esteroides

3. ¿Cuál es el pronóstico a largo plazo para los pacientes?

Síntesis del colesterol M etabolismo de la purina y de la pirimidina

4. ¿Cuál es la prueba de diagnóstico estándar?

M etabolismo del neurotransmisor Síntesis del plasmalógeno Metabolismo de la glutationa M etabolismo del oxalato

lar en la m anifestación. E sto requiere evaluación quím ica rutinaria para con o cer el estado de gas sanguíneo, si es que es acid ótico; la m ed ición del intervalo del anión ; prueba de la fu n ció n hepática; análisis de los m arcadores m u scu­ lares, com o CK; ácido láctico ; y m ed ición del am oniaco. Todos estos análisis tendrán que estar disponibles y se u ti­ lizarán para el control del m onitoreo. E n la segunda fase del análisis se buscarán m arcadores m etabólicos que indi­ quen con p recisión el sitio de un defecto. Estas pruebas im plican una form a de tecnológica de separación, com o la crom atografía de intercam bio ión ico para los am inoáci­ dos. E l m aterial preferido para el análisis del am inoácido es el suero porque los túbulos renales tien en sistem as de transporte eficientes para la reabsorción de am inoácidos filtrados. Es posible om itir una anorm alidad del am inoáci­ do si se analiza la orina. El análisis de am inoácid os en ori­ na sólo es ú til si se sospecha un defecto tubular, com o la

cistinuria. La prueba más útil para detectar interm ediarios m etabólicos anorm ales es el análisis de ácidos orgánicos. Esta prueba se realiza en la orina, y sólo se llevará a cabo a través del uso de la técnica de espectrom etría de m asas de crom atografía de gases. Se trata de un m étodo que perm ite la identificación de m arcadores m etabólicos en hasta 2 0 0 enferm edades genéticas. La espectrom etría de m asas en tándem es otra técn ica en rápido crecim iento en el cam po del diagnóstico de enferm edad m etabólica. Esta técnica se aplica a la valoración del recién nacido y desem peña, tam ­ b ién , u n papel crecien te en el análisis de varios m etabolitos diferentes. E n la actualidad, esta tecnología se encuentra sobre todo en investigación y en laboratorios de quím ica clínica de vanguardia, pero en el futuro cercano se hará de u n lugar en todos los laboratorios quím icos.

M ETABOLISM O DE FÁRM ACOS Y FARM ACOCINÉTICA110 E xisten varias diferencias im portantes en la m anera en que lactantes y n iños m anejan los agentes farm acológicos en com paración con los adultos. Esta área de la m edicina de laboratorio pediátrico proporciona m u chos ejem plos

CUADRO 33-16. FÁRM ACOS CON ÍNDICES TERAPÉUTICOS BIEN DEFINIDOS FÁRMACO

RANGO TERAPÉUTICO

TOXICIDAD

Fenitoína

10 a 20 mg/L

> 40 causa ataques; ataxia

Fenobarbital

10 a 40 mg/L

> 40 causa adormecimiento; > 60, coma

Carbamacepina

4 a 10 mg/L

> 1 0 causa adormecimiento

Teofilina5

5 a 15 mg/L

> 2 0 puede causar arritmia cardíaca

Cafeína3

5 a 15 mg/L

Menos tóxica que la teofilina

Metotrexato

Depende de la terapia

Los valores elevados causan mielosupresión

Gentamicina

5 a 10 mg/L (máximo)*

> 12 ototóxica; toxicidad renal

*La teofilina es metabolizada a cafeína en neonatos, pero no en adultos. Se utiliza para tratar apnea. 6EI valor máximo se obtendrá 30 min después de la última dosis para fármacos aminoglucósidos. Los niños son propensos en particular a la pérdida del oído a niveles tóxicos.

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PARTE IV ■ ÁREAS DE ESPECIALIDAD DE LA QUÍMICA CLÍNICA

adecuados de la razón por la que a los n iños no se les considerará “adultos pequ eños”. Desde el punto de vista clín ico , no es apropiado prorratear la cantidad de fárm a­ co prescrita a n iños con base en el peso corporal relativo cuando se com para con una dosis para adulto. E l m etabolism o del fá rm a co depende de los siguientes factores: absorción, circu lación y distribución, y m etabo­ lism o y elim inación. A m enudo, el m edio en que se pro­ porciona un fárm aco a un niño difiere de aquel en el que el adulto ingiere el m ism o fárm aco. Los ja ra b es, por ejem plo, p roporcionan una lib eración m ás rápida de u n fárm aco y m ayor disponibilidad de absorción gastrointestinal que las tabletas, que traen el fárm aco atrapado en una m atriz sólida que requiere digestión. Es más probable que a los niños se les adm inistre una m ed icación de una form a ape­ titosa, com o el jarab e , y requieran dosis m ás bajas. E l pH de las secreciones gástricas difiere en lactantes. Al nacer, el pH gástrico es casi neutro, alcanza el nivel de acidez del adulto después de varios años. Esta diferencia de pH quizá afecte la absorción de ciertos fárm acos, com o algu­ nas p enicilinas prescritas a m enudo. La d istribución de los fárm acos suele d iferir entre adultos y niños. Los fárm acos liposolubles se tom an dentro de reservas lipídicas, y sólo se lib eran con lentitu d en la circulación. D ebido a que los lactantes tien en u n tejid o adiposo relativam ente pequeño, estos fárm acos no se alm acenan de m anera tan eficiente. E l efecto global es que los fárm acos liposolubles alcanzan un valor más elevado con m ayor rapidez que en individuos con depósitos de grasa considerables; sin em bargo, el fár­ m aco tam bién se elim ina más rápido. Se vuelve apropiado que los fárm acos se proporcionen en dosis más pequeñas y frecuentes para optim izar el efecto. E l m etabolism o hepá­ tico de m u chos fárm acos es inm aduro en n iños pequeños. Es posible que esto retrase la con versión m etabólica a un fárm aco activo o increm en te el tiem po en que circula. La fu n ció n hepática adecuada es im portante para elim inar esos fárm acos m etabolizados por el hígado, al igual que una buena fu n ció n renal lo es para elim inar los fárm acos que tienen productos finales hidrosolubles.

M onitoreo terapéutico del fárm aco Los principios del m onitoreo terapéutico del fárm aco se establecen de la m ism a m anera en la quím ica clín ica de adultos y pediátrica. Es im portante m edir los niveles sanguíneos de varios fárm acos si esa in form ació n propor­ cionará guía im portante para el m édico con respecto a la d osificación óptim a. Ésta es m ás im portante si un fárm aco tiene un índ ice terapéutico b ien definido. E sto significa que se co n o ce que el fárm aco es ineficaz si el nivel san­ guíneo se encu entra por debajo de cierto valor, que hay un rango terapéutico bien definido en el que el fárm aco es efectivo y que existe un nivel más elevado en que el se vuelve tóxico. E sto es im portante al m onitorear los niveles de los fárm acos con esa característica. E n el cuadro 3 3 -1 6 se enum eran los fárm acos en los que está establecida la im portancia del m onitoreo terapéutico.

Problem as toxicológicos en química clínica pediátrica E n pediatría, los problem as relacionados con la provisión de un servicio to xicológ ico se dividen en dos grupos dis­ tintos. E l prim er grupo im plica a lactantes y n iñ os pequ e­ ños que con su m en por accidente agentes farm acológicos y otros quím icos. Por lo general, esto im plica que el niño encuentra acceso a la m ed icación pertenecien te a otro individuo en el hogar y la consum e com o si fuera un dul­ ce. Resulta relativam ente fácil para el investigador deter­ m inar la naturaleza de la m ed icación al identificar lo que está disponible en la casa. La investigación to xicológica suele restringirse a unas cuantas pruebas específicas U n trastorno raro, pero potencialm ente peligroso, es el de la enferm edad de M unchausen por el encargado. E n ésta, la enferm edad m ental de un cuidador lo lleva a pro­ porcionar fárm acos innecesarios y que causan enferm edad a un niño por lo demás sano. E sto llega a pasar inadvertido y ocasionar varias hospitalizaciones e in clu so la m uerte del niño. La sospecha clín ica de esta form a de abuso infan­ til com prende la realización de un exam en exhaustivo de fárm acos para identificar los agentes causantes. D ebido a la naturaleza interm itente de la m anifestación clín ica del síndrom e de M u nchau sen por el apoderado, a m enudo se le confunde con enferm edad m etabólica. Tal vez sean necesarias pruebas m etabólicas, así com o estudios to xicológicos com pletos. D ebido a que la probabilidad de autoingesta de drogas callejeras de abuso está presente en n iños m ayores, los laboratorios de quím ica clínica pediátrica deben contar co n análisis disponibles para drogas callejeras sim ilares a los utilizados en la práctica con adultos.

RESUM EN La pediatría es una rama de la medicina que trata con el diag­ nóstico y tratamiento de la enfermedad en niños. Esto incluye la investigación de individuos pequeños del nacim iento a la adolescencia. La diferencia más importante entre esta pobla­ ción y la adulta está relacionada con el desarrollo fisiológico de los n iñ o s. L os sistem as org án ico s in m ad u ro s p u d ie­ ra n tener profundos efectos en los parámetros bioquím icos. Los niños se presentan al hospital con diferentes perfi­ les de enferm edad. E xisten m uchas más m anifestaciones co n enferm edad in feccio sa com o resultado de inm unidad subdesarrollada. Las enferm edades genéticas m etabólicas son casi exclusivas a la pediatría. Además, se requieren farm acéuticos clín ico s pediátricos para com prender el proceso analítico vinculado con el diagnóstico. E l tam año pequeño de m uchos pacientes en un centro p ediátrico necesita un m étodo diferente a los m enús de prueba quím ica y la elecció n de instrum entación.

CAPÍTULO 33 ■ QUÍMICA CLÍNICA PEDIÁTRICA

P R E G U N T A S 1. ¿C uál de los siguientes fenóm enos ocu rre en lactantes inm ediatam ente después de nacer? a ) F u n ció n hepática y m etabolism o de la bilirrubina norm ales. b) Cierre de los cond u ctos arteriosos y respiración adulta. c) Tasas adultas de filtración glom erular por los riñones. d ) H om eostasis norm al del agua. 2. ¿C uánta sangre se obtendrá en cu alquier m om ento dado de u n bebé de 3 .1 kg? a) No más de 10 mi. b ) No más de 2 0 mi. c) No más de 1 mi. d) No m ás de 2 .5 mi. 3. Al elegir un analizador quím ico para un laboratorio ped iátrico, es necesario que: fl) Tenga u n tiem po de respuesta rápido. b ) Pueda analizar volúm enes pequeños. c) Tenga un m enú extenso. d) Tenga autom atización de principio a fin. 4. Los valores elevados de am oniaco sanguíneo ocasionan: fl) A cidosis m etabólica. b) A lcalosis m etabólica. c) A lcalosis respiratoria. d) A cidosis respiratoria.

DE

673

R E P A S O

6. ¿Cuál de las siguientes inmunoglobulinas son propor­ cionadas al nuevo bebé por la madre? a) IgG. b) IgD. c) IgM. d) IgA. 7. ¿Cual de las siguientes hormonas secreta la hipófisis? fl) Hormona del crecimiento. b) Testosterona. c) Factor de crecimiento semejante a la insulina. d) Hormona estimulante de la tiroides. 8. La espectrometría de masas en tándem se utiliza para detectar: a ) Fibrosis cística. b) Deficiencia inmunitaria combinada. c) Entre 25 y 30 enfermedades metabólicas. d) Panhipopituitarismo. 9. Los niveles de fármacos aminoglucósidos, como la gentamicina, son medidos: a) Treinta minutos después de una dosis. b) Tres horas después de una dosis. c) De manera constante. d) En cualquier momento.

5. Las pruebas en el sitio de cuidado son útiles cuando: a) Se requieren los resultados con rapidez. b) Solo están disponibles tam años pequeños de muestra. c) El dispositivo se puede conectar al SIL del hospital. d) No se necesitan m uestras con con trol de calidad.

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dices Unidades básicas del SI Prefijos por utilizarse con unidades del SI Conversiones básicas de laboratorio clínico Conversión de unidades tradicionales a unidades del SI para analitos químicos frecuentes Concentraciones de ácidos y bases usados con fór­ mulas relacionadas Ejemplos de químicos incompatibles Nomograma para la determinación del área de la superficie corporal Nomograma de fuerza centrífuga relativa Centrifugación: ajuste de la velocidad y el tiempo

J K L M N O P Q R

Cuadro de conversión de transmitanciaabsorbancia porcentual Pesos atómicos seleccionados Características de los tipos de vidrio Características de los tipos de plástico Resistencia química de los tipos de plástico Limpieza del material de laboratorio Cuadro de resumen de parámetros farmacocinéticos Información seleccionada sobre fármacos que suelen causar adicción Tabla periódica de los elementos

Para conocer información adicional, consulte la última edición de una de las siguientes estupendas referencias: Bold AM y Wilding P, Clinical Chemistry Companion, Oxford, Reino Unido: Blackwell Scientific Publications. Weast RC, CRC Handbook of Clinical Chemistry, Boca Ratón, FL: CRC Press. Werner M, CRC Handbook of Clinical Chemistry, Boca Ratón, FL: CRC Press.

6 74

675

APÉNDICE C ■ CONVERSIONES BÁSICAS DE LABORATORIO CLÍNICO

APÉNDICE B. PREFIJO S POR U TILIZA RSE CON

A P É N D I C E A . UNIDADES BÁSICAS DEL SI MEDIDA

NOMBRE

SÍMBOLO

Longitud

Metro

m

Kilogramo

Masa Cantidad de sustancia

PREFIJO

SÍMBOLO

1 0 -18

a to

a

10-15

fe m to

f

s

1 0 -12

p ic o

P

nano

n

m ic r o

F-

mol

Segundo

Tiempo

FACTOR

kg

Mol

U N ID A D ES D EL SI

Corriente eléctrica

Amperio

A

1 0 -9

Temperatura termodinámica

Kelvin

K

1 0 6

Intensidad luminosa

Candela

cd

icr 3

m ili

m

10-2

ce n ti

c

1 0 -1

deci

d

101

deca

da

102

h e cto

h

103

k ilo

k

106

m ega

M

1o9

g ig a

G

1o15

p eta

P

1018

exa

E

Nota: Las unidades del SI (Sistema Internacional de Unidades) son aquellas que tienen una definición reconocida por acuerdo Internacional. Observe que algunas unidades del SI tienen símbolos escritos con mayúsculas. Esto es para evitar confusión con prefijos del SI en los que se usa el mismo símbolo en letra.

Nota: los prefijos se usan para indicar una subunidad o múltiplo de una unidad básica del SI.

APÉNDICE C. CO N V ER SIO N ES B Á S IC A S DE LABORATO RIO CLÍN ICO CONVERSIONES DE TEMPERATURA

CONVERSIONES DE LONGITUD, VOLUMEN Y PESO MULTIPLIQUE

PARA CONVERTIR

EN

USO

2.54

Centígrado (°C)

Kelvin (°K)

°K =

Pulgadas

0.39

Centígrado (°C)

Fahrenheit (°F)

°F = (°C X 1.8) + 32

Metros

0.91

Fahrenheit (°F)

Centígrado (°C)

°C = (°F - 32) X 0.556

CONVERSIONES DE LA CONCENTRACIÓN

PARA CONVERTIR

EN

Pulgadas

Centímetros

Centímetros Yardas

POR

°C + 273

Metros

Yardas

1.09

Galones (E.U.)

Litros

3.78

PARA CONVERTIR

EN

uso

Litros

Galones (E.U.)

0.26

% p/v

Molaridad (M)

M = ----- ------------

% p/v x 10 GMW

Onzas líquidas (E.U.) Mililitros

29.6

0.034

Mililitros

Onzas líquidas (E.U.)

Onzas

Gramos

Gramos

Onzas

0.035

Libras

Kilogramos

0.45

Kilogramos

Libras

2.2

28.4

% p/v

Normalidad (N)

/y = 0/“ P/v x 10 eq wt

meq/dl

meq/L

mEq/L = m9/dl X 10 eq wt

Molaridad

Normalidad

N = M x valencia

676

■ APÉNDICES

APÉNDICE D. CONVERSIÓN DE UNIDADES TRADICIONALES A UNIDADES DEL SI PARA ANALITOS QUÍMICOS FRECUENTES3______________________ FACTOR DE CONVENCIONAL/COMÚN

UNIDAD DEL SI

CONVERSIÓN

Albúm ina

g/100 mi

g/L

10

Aspartato aminotransferasa (AST)

U/L (mU/ml)

pukat/L

0.0167

Amoniaco

(xg/dl

punol/L

0.587

Bicarbonato (H C03)

meq/l

mmol/L

1.0

Bilirrubina

mg/dl

p,mol/L

17.1

ÑUS

mg/dl

mmol/L

0.357

Calcio

0.25

mg/dl

mmol/L

Cloruro

meq/L

mmol/L

1.0

Colesterol

mg/dl

mmol/L

0.026

Cortisol

(xg/dl

p,mol/L

0.0276

Creatinina

mg/dl

p,mol/L

88.4

Eliminación de creatinina

ml/min

ml/s

0.0167

Ácido fólico

ng/ml

nmol/L

2.27

Glucosa

mg/dl

mmol/L

0.0555

Hemoglobina

g/dl

g/L

10

Hierro

mg/dl

p,mol/L

0.179

Litio

meq/L

p,mol/L

1.0

Magnesio

meq/L

mmol/L

0.5

Osmolalidad

mosm/kg

mmol/kg

1.0

Fósforo

mg/dl

mmol/L

0.323

Potasio

meq/L

mmol/L

1.0

Sodio

meq/L

mmol/L

1.0

Tiroxina (T4)

P-g/dl

nmol/L

12.9 10

Proteína total

g/di

g/L

Triglicérido

mg/dl

mmol/L

0.0113

Ácido úrico

mg/dl

mmol/L

0.0595

Vitam ina B12

ng/ml

pmol/L

0.0738

PC02

mm/Hg

kPa

0.133

P02

mm/Hg

kPa

0.133

'Para obtener la unidad del SI, multiplique la unidad común por el factor de conversión. Para obtener la unidad convencional o común, divida la unidad del SI entre el factor de conversión.

APÉNDICE E ■ CONCENTRACIONES DE ÁCIDOS Y BASES USADOS CON FÓRMULAS RELACIONADAS

677

APÉN DICE E. CONCENTRACIONES DE ÁCIDOS Y BASES USADOS CON FÓRMULAS RELACIONADAS PRO M EDIO DE

% PRO M EDIO

NORM ALIDAD

GRAVEDA D

DE PUREZA

DE REACTIVO

FÓ RM ULA

FÓ RM ULA

PESO

ESPECÍFICA DE

DE REACTIVO

DE CONC.

SUSTANCIA Q U ÍM ICA

QUÍM ICA

PESO/PGM

EQUIVALEN TE

REA CTIVO DE CONC*

DE CONC*

(APRO XIM ADO )

Hidróxido de amonio

n h 4o h

35.05

35.05

0.90

28.0

15

Ácido acético (glacial)

c h 5c o o h

60.05

60.05

1.06

99.5

18

Ácido fórmico

HCOOH

46.03

46.03

1.20

88.0

23

Ácido clorhídrico

HCI

36.46

36.46

1.19

37.0

12

Ácido nítrico

HNO b

63.02

63.02

1.42

70.0

16

Ácido perclórico

HCLO,

100.46

100.46

1.67

71.0

12

Ácido fosfórico

h 3p o 4

98.00

32.67

1.69

85.0

44

Ácido sulfúrico

h 2s o 4

98.08

49.04

1.84

96.0

36

Conc. = concentración. •Varía de acuerdo con la porción y/o fabricante. Fórmulas relacionadas: Molaridad (M) = g/L/PGM Peso equivalente (peso eq) = PGM/valencia Normalidad (N) = g/L/p eq Gravedad específica (gr esp.): gr esp. x % de pureza (en forma decimal) = g de soluto/ml

678

■ APÉNDICES

APÉNDICE F. EJEMPLOS DE Q U ÍM ICO S INCOM PATIBLES QUIM ICO

ES INCOMPATIBLE CON

Ácido acético

Ácido crómico, ácido nítrico, compuestos hidroxilo, etilenglicol, ácido perclórico, peróxidos, permanganatos

Acetileno

Cloro, bromo, cobre, flúor, plata, mercurio

Acetona

Mezclas concentradas de ácido nítrico y sulfúrico

Álcali y los metales de tierra alcalina (como aluminio o magnesio en polvo, calcio, litio, sodio, potasio)

Agua, tetracloruro de carbono u otros hidrocarburos clorinados, dióxido de carbono, halógenos

Amoniaco (anhidro)

Mercurio (en manómetros, por ejemplo), cloro, hipoclorito del calcio, yodo, bromo, el ácido hidrofluórico (anhidro)

Nitrato de amonio

Ácidos, metales en polvo, líquidos inflamables, cloratos, nitritos, azufre, materiales orgánicos o combustibles finam ente divididos

Anilina

Ácido nítrico, peróxido de hidrógeno

Materiales arsenicales

Cualquier agente reductor

Azidas

Ácidos

Bromo

Véase cloro

Óxido del calcio

Agua

Carbono (activado)

Hipoclorito del calcio, todos los agentes oxidantes

Tetracloruro de carbono

Sodio

Cloratos

Sales de amonio, ácidos, metales en polvo, azufre, materiales orgánicos o combustibles finam ente divididos

Ácido crómico y tritóxido de cromo

Ácido acético, naftaleno, alcanfor, glicerol, alcohol, líquidos inflamables en general

Cloro

Amoniaco, acetileno, butadieno, butano, metano, propano (u otros gases del petróleo), hidrógeno, carburo de sodio, benceno, metales finam ente divididos, trementina

Dióxido del cloro

Amoniaco, metano, fosfuro, sulfuro de hidrógeno

Cobre

Acetileno, peróxido de hidrógeno

Hidroperóxido de cumina

Ácidos (orgánicos o inorgánicos)

Cianuros

Ácidos

Líquidos inflamables

Nitrato de amonio, ácido crómico, peróxido de hidrógeno, ácido nítrico, peróxido de sodio, halógenos

Flúor

Todos

Hidrocarburos (como butano, propano, benceno)

Flúor, cloro, bromo, ácido crómico, peróxido de sodio

Ácido hidrociánico

Ácido nítrico, álcali

Ácido hidrofluórico (anhidro)

Amoniaco (acuoso o anhidro)

Peróxido de hidrógeno

Cobre, cromo, hierro, la mayoría de los metales o sus sales, alcohol, acetona, materiales orgánicos, anilina, nitrometano, materiales combustibles

APÉNDICE F ■ EJEMPLOS DE QUÍMICOS INCOMPATIBLES

679

APÉNDICE F. EJEMPLOS DE QUÍMICOS INCOMPATIBLES ( CONTINUACIÓN) QUÍM ICO

ES INCOMPATIBLE CON

Sulfuro de hidrógeno

Ácido nítrico fum ante, gases oxidantes

Hipocloritos

Ácidos, carbono activado

Yodo

Acetileno, amoniaco (acuoso o anhidro), hidrógeno

Mercurio

Acetileno, ácido fulmínico, amoniaco

Nitratos

Ácido sulfúrico

Ácido nítrico (concentrado)

Ácido acético, anilina, ácido crómico, ácido hidrociánico, sulfuro de hidrógeno, líquidos inflamables, gases inflamables, cobre, latón, cual­ quier metal pesado

Nitritos

Ácidos

Nitroparafinas

Bases inorgánicas, aminas

Ácido oxálico

Plata, mercurio

Oxígeno

Aceites, grasa, hidrógeno, líquidos inflamables, sólidos o gases

Ácido perclórico

Anhídrido acético, bismuto y sus aleaciones, alcohol, papel, madera, grasa, aceites

Peróxidos, orgánicos

Ácidos (orgánicos o minerales), evitar fricción, alm acenam iento frío

Fósforo (blanco)

Aire, oxígeno, álcalis, agentes reductores

Potasio

Tetracloruro de carbono, dióxido de carbono, agua

Clorato de potasio

Sulfúrico y otros ácidos

Perclorato de potasio (véase tam bién cloratos)

Sulfúrico y otros ácidos

Permanganato de potasio

Glicerol, etilenglicol, benzaldehído, ácido sulfúrico

Selenidas

Agentes reductores

Plata

Acetileno, ácido oxálico, ácido tartárico, compuestos de amonio, ácido fulmínico

Sodio

Tetracloruro de carbono, dióxido de carbono, agua

Nitrito de sodio

Nitrato de amonio y otras sales de amonio

Peróxido de sodio

Alcohol etílico o metílico, ácido acético glacial, anhídrido acético, benzaldehído, disulfuro de carbono, glicerina, etilenglicol, acetato de etilo, acetato de metilo, furfural.

Sulfuras

Ácidos

Ácido sulfúrico

Clorato de potasio, perclorato de potasio, perm anganato de potasio (compuestos similares o metales ligeros, como sodio, litio)

Teluros

Agentes reductores

Reimpreso con autorización de National Research Council, Commitee on Hazardous Substances in the Laboratory. Prudent Practices for Handling Hazardous Chemicals in Laboratories. Washington, D.C.: National A c a d e m y Press, 1981. Para conocer información adicional, véase Pipitone DA. Safe Storage of Laboratory Chemicals, 2a. ed., Nueva York: John Wiley & Sons, 1991.

APÉNDICE G. NOMOGRAMA

Reimpreso con autorización de N Engl J Med, 1921;185:337.

Altura en pies CO

'

ro

en oo

tD

ÍO

01

O

CT1

-*■

-*■

O o

O en

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LA DETERMINACIÓN

Altura en centímetros

Área de superficie en metros cuadrados f T T T T j i T T ! j I I f l| I I ll| I I I I p T r i- f T T H 1 1 1 111------- 1------- 1 in o

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DEL ÁREA

Peso en libras en o

i j u a J - u j a J l“ i‘ lr ■! ■!■■ ■ ■‘.I ■|!| ■i ■I I .1, f\5 en

CO o

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en en

en o

en en

Peso en kilogramos

s o

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n

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

DE LA SUPERFICIE CORPORAL

-k

681

APÉNDICE H ■ NOMOGRAMA DE FUERZA CENTRÍFUGA RELATIVA

APÉNDICE H. N O M O G RAM A DE FUERZA CENTRÍFUGA RELATIVA

MEDIO

ULTRA

■50

20,000 e

; 200,000

18 ■

■45

15,000

■150,000

16 ■

; 40

20

■

MEDIO

14-

12

•

: 35

10,000 — 100, 000 3,000,000

20.000

2 ,000,000

10,000 —

1 , 0 0 0 ,00 0 6 ’000

60,000

•25 Uso del nomograma de F C R

9■

■20 — 18


«5 ■16

6* •14

o (0 ir

30.000

— 30

10-

(O ■O CO O) 3 Q.

ULTRA

J

©o ©

c

CQ

O f— 12

10

Para determinar la fuerza centrífuga relativa (FCR), coloque una regla sobre el nomograma que conecta la velocidad conocida (rpm) y el radio rotante conocido (r). El punto en el que la regla intercepta el eje FCR es la fuerza.

-o

Por ejemplo, si el radio rotante es de 10 cm y la velocidad es de 3000 rpm, la fuerza centrífuga relativa será de 1000 x g (gravedad).

oí

Si la fuerza y el radio son conocidos, es posible determinar la velocidad correspondiente. Para calcular F C R

— 9

|> o

< 0 >

FC R = .000011 1 8 x r x N 2 FCR = fuerza centrífuga relativa (gravedades) r = radio rotante (centímetros) N = velocidad rotante (revoluciones por minuto o rpm)

500.000 4,000 — 40,000

c

•

200.000

1,0 0 0 -

100,000

2,000

3,000

■30,000

20,000

O ü 3

500 ■ 50,000 1,500 -

15,000

O > 73

200

0)

100

(0

20,000

■

10,000

—

73

1,000

•10,000

3

U. 50

5,000

20

2,000

10

1,000

500

■5,000

J 300 FCR

200 L - 2,000

RPM

Radio de extremo rotante La distancia medida del eje rotor hacia el extremo del líquido dentro de los tubos a la distancia más horizontal del eje rotor es el radio de extremo rotante. ' Eje rotor

Reim preso con autorización de International Equipment Co., Damon Corporation.

o C

2,000

3

Radio rotante Rotores de ángulo

I Q.

(6 Cl

o CC

—

5,000 •

(0 o

Radio rotante Rotores horizontales

O

I>

682

«A P ÉN D IC ES

APÉNDICE I. CENTRIFUGACION: AJUSTE DE LA VELOCIDAD Y EL TIEMPO Utilice la siguiente fórmula para calcular la nueva velo­ cidad necesaria para lograr la fuerza centrífuga relativa especificada en el procedimiento original, dado un rotor diferente con un radio diferente.

Utilice esta fórmula para calcular el nuevo tiempo de centri­ fugación necesario cuando se emplea un rotor diferente. t„ X FCRn FCR„

RPM = 1000

FCR

donde

\ 1.12 r

tN = tiempo de centrifugación necesario con rotor diferente tg = tiem po (min) especificado en el procedi­ miento original FCRn = fuerza centrífuga relativa del rotor dife­ rente FCR0 = fuerza centrífuga relativa especificada en el procedimiento original

donde RPM = revoluciones por minuto (velocidad) FCR = fuerza centrífuga relativa r = radio de extremo rotante en milímetros (verifiqúense las especificaciones del rotor del fabricante)

APÉNDICE J. CUADRO DE CONVERSIÓN DE TRANSMITANCIA-ABSORBANCIA PORCENTUAL ABSORBANCIA3 %T

.00

.25

.50

ABSORBANCIA3 .75

%T

.00

.25

.50

.75

1

2.000

1.903

1.824

1.757

52

.284

.282

.280

.278

2

1.690

1.648

1.602

1.561

53

.276

.274

.272

.270

3

1.523

1.488

1.456

1.426

54

.268

.266

.264

.262

4

1.398

1.372

1.347

1.323

55

.260

.258

.256

.254

5

1.301

1.280

1.260

1.240

56

.252

.250

.248

.246

6

1.222

1.204

1.187

1.171

57

.244

.242

.240

.238

7

1.155

1.140

1.126

1.112

58

.237

.235

.233

.231

8

1.097

1.083

1.071

1.059

59

.229

.227

.226

.224

9

1.046

1.034

1.022

1.011

60

.222

.220

.218

.216

10

1.000

.989

.979

.969

61

.215

.213

.211

.209

11

.959

.949

.939

.930

62

.208

.206

.204

.202

12

.921

.912

.903

.894

63

.201

.199

.197

.196

13

.886

.878

.870

.862

64

.194

.192

.191

.189

14

.854

.846

.838

.831

65

.187

.186

.184

.182

15

.824

.817

.810

.803

66

.181

.179

.177

.176

16

.796

.789

.782

.776

67

.174

.172

.171

.169

17

.770

.763

.757

.751

68

.168

.166

.164

.163

18

.745

.739

.733

.727

69

.161

.160

.158

.157

19

.721

.716

.710

.704

70

.155

.153

.152

.150

20

.699

.694

.688

.683

71

.149

.147

.146

.144

21

.678

.673

.668

.663

72

.143

.141

.140

.138

22

.658

.653

.648

.643

73

.137

.135

.134

.132

23

.638

.634

.629

.624

74

.131

.129

.128

.126

24

.620

.615

.611

.606

75

.125

.124

.122

.121

25

.602

.598

.594

.589

76

.119

.118

.116

.115

26

.585

.581

.577

.573

77

.114

.112

.111

.100

27

.569

.565

.561

.557

78

.108

.107

.105

.104

28

.553

.549

.545

.542

79

.102

.101

.100

.098

29

.538

.534

.530

.527

80

.097

.096

.094

.093

683

APÉNDICE J ■ CUADRO DE CONVERSIÓN DE TRANSMITANCIA-ABSORBANCIA PORCENTUAL

APÉNDICE J. CUADRO DE CONVERSIÓN DE TRANSMITANCIA-ABSORBANCIA PORCENTUAL (C O N T I N U A C I Ó N ) ______________________

__ _______________ ABSORBANCIA"

ABSORBANCIA" %T

.00

.25

.50

.75

%T

.00

.25

.50

.75

81

.092

.090

.089

.088

30

.523

.520

.516

.512

31

.509

.505

.502

.498

82

,086

.085

.084

.082

32

.495

.491

.488

.485

83

.081

.080

.078

.077

33

.482

.478

.475

.472

84

.076

.074

.073

.072

34

.469

.465

.462

.459

85

.071

.069

.068

.067

35

.456

.453

.450

.447

86

.066

.064

.063

.062

36

.444

.441

.438

.435

87

.061

.059

.058

.057 .052

37

.432

.429

.426

.423

88

.056

.054

,053

38

.420

.417

.414

.412

89

.051

.049

.048

.047

39

.409

.406

.403

.401

90

.046

.045

.043

.042

40

.398

.395

.392

.390

91

.041

.040

.039

.037

41

.387

.385

.382

.380

92

.036

.035

.034

.033

93

.032

.030

.029

.028

42

.377

.374

.372

.369

43

.367

.364

.362

.359

94

.027

.026

.025

.024

44

.357

.354

.352

.349

95

.022

.021

.020

.019

45

.347

.344

.342

.340

96

.018

.017

.016

.014

.013

.012

.011

.010

46

.337

.335

.332

.330

97

47

.328

.325

.323

.321

98

.009

.008

.007

.006

48

.319

.317

.314

.312

99

.004

.003

.002

.001

49

.310

.308

.305

.303

100

.0000

.0000

.0000

.0000

50

.301

.299

.297

.295

51

.292

.290

.288

.286

"Absorbancia = 2 - log % T.

684

■ APÉNDICES

APÉNDICE K. P ESO S ATÓM ICO S SELEC C IO N A D O S ELEMENTO

SÍMBOLO

Aluminio

Al

13

26.98

Antim onio

Sb

51

121.75

Argón

Ar

18

39.95

0

Arsénico

As

33

74.92

3,5

Bario

Ba

56

137.34

2

Berilio

Be

4

9.01

2

Bismuto

Bi

83

208.98

Boro

B

5

10.81

3 1,3,5,7

N Ú M E R O ATÓMICO

PESO A T Ó M I C O *

VALENCIA

3 3,5

3,5

Bromo

Br

35

79.90

Cadmio

Cd

48

112.40

2

Calcio

Ca

20

40.08

2

Carbono

C

6

12.01

2,4

Cerio

Ce

58

140.12

3,4

Cesio

Cs

55

132.91

1

Cinc

Zn

30

65.37

2

Cloro

Cl

17

35.45

1,3,5,7

Cromo

Cr

24

51.99

2,3,6

Cobalto

Co

27

58.93

2,3

Cobre

Cu

29

63.55

1,2

Estaño

Sn

50

118.69

2,4

38

87.62

Estroncio

Sr

Flúor

F

9

18.99

1

Fósforo

P

15

30.97

3,5

Helio

He

2

4.00

0 1

2

Hidrógeno

H

1

1.01

Hierro

Fe

26

55.85

Litio

Li

3

6.94

1

Magnesio

Mg

12

24.31

2

Manganeso

Mn

25

54.94

2,3,4,6,7

Mercurio

Hg

80

200.59

Molibdeno

Mo

42

95.94

3,4,6

Níquel

Ni

28

58.71

2,3

Nitrógeno

N

7

14.01

3,5

Oro

Au

79

196.97

Oxígeno

0

8

16.00

2

Plata

Ag

47

107.87

1

Platino

Pt

78

195.09

2,4

Plomo

Pb

82

207.19

2,4

Potasio

K

19

39.10

1

Rubidio

Rb

37

85.47

1

Selenio

Se

34

78.96

2,4,6

Silicio

Si

14

28.09

4

2,3

1,2

1,3

685

APÉNDICE L ■ CARACTERÍSTICAS DE LOS TIPOS DE VIDRIO

APÉNDICE K. PESOS ATÓMICOS SELECCIONADOS (CONTINUACIÓN) PESO ATÓMICO*

VALENCIA

ELEMENTO

s ím b o l o

NÚMERO ATÓMICO

Sodio

Na

11

22.99

1

Sulfuro

S

16

32.06

2,4,6

Telurio

Te

52

127.60

2,4,6

Tungsteno

W

74

183.85

6

Uranio

U

92

238.03

4,6

Xenón

Xe

54

131.30

0

Yodo

1

53

126.90

1,3,5,7

Zirconio

Zr

40

91.22

4

“ Los pesos atómicos están basados en C'2 y se han redondeado a dos decimales.

APÉNDICE L. CARACTERÍSTICAS DE LOS TIPOS DE VID RIO NOMBRES COMUNES CATEGORIA

TIPO DE MATERIAL

O DE MARCA

USOS RUTINARIOS

LIMITACIONES

Resistencia térmica elevada

Borosilicato con bajo contenido alcalino

Pyrex Kimax

Para todos los propósitos, todos los tipos de vasos de precipitados, frascos, etc.

No debe enfriarse con demasiada rapidez después del calentam iento

Puede tolerar calentam iento y esterilización por largos períodos a 510°C

Pueda opacarse después del uso con un álcali fuerte Sujeto al rayado

Aluminosilicato

Sílice elevada

96% sílice

Corex

Tubos para centrifugar y termómetros Extrem adamente duro y resistente Estabilidad de tem peratura a 672°C; uso de corto plazo a 850°C.

Vycor

Técnicas para cenizas e ignición. Resiste tem peraturas muy altas (900 a 1 200°C), así como cambios drásticos de tem peratura. La mayor parte son resistentes a álcalis en esta categoría

Resistencia al rayado Sujeto a cierto ataque de ácido o álcali a tem peratura de 100°C

Cuvets y termómetros Pueden usarse a temperaturas altas (900 a 1 200°C) y resisten un cambio marcado en temperatura Se le considera puro desde el punto de vista óptico (cuvets, termómetros)

Resistencia alta a los álcalis

Aluminosilicato

Puede usarse con álcalis fuertes y sufrir ataque mínimo (0.09 contra 1.4 mg/cm2 para borosilicato o 0.35 mg/cm2 para aluminosilicato regular)

Debe calentarse y enfriarse con cuidado La tem peratura más elevada para su uso seguro es de 578°C.

686

■ APÉNDICES

APÉNDICE M. CARACTERÍSTICAS DE LOS TIPOS DE PLÁSTICO LÍMITE DE PLÁSTICO

T E M P E R A T U R A (°C)

EJEMPLOS TRANSPA R E N C I A

AUTOESTERILIZABLE

FLEXIBILIDAD

DE U S O

Poliestireno (PS)

70

Claro

No

Rígido

Desechable

Polietileno convencional (CPE)

80

Traslúcido

No

Excelente

Para todos los propósitos Botellas para reactivo Rejilla para tu bo de ensayo Garrafones Goteros

Lineal (LPE)

120

Opaco

Con precaución

Rígido

Contenedores para transporte de muestra Botellas para reactivo

P olipropileno (PP)

135

Traslúcido

Sí

Rígido

Cierres de tapa enroscable Botellas

95

Translúcido

Sí

Excelente

Tubos

Tigon Teflón FEP

205

Claro Traslúcido

Sí

Excelente

Llaves de paso Botellas de lavado Vasos de precipitados

Policarbonato (PC)

135

M uy claro

Sí

Rígido

Para todos propósitos Contenedores grandes para reactivo Garrafones Rejilla para tu bo de ensayo

Claro

No

Rígido

Botellas/tubos

C loruro de p olivin ilo a (PVC)

70

■Los tubos de P VC pueden calentarse a 120°C, se autoesterilizan y son m u y flexibles.

APÉNDICE N. RESISTENCIA QUÍMICA DE LOS TIPOS DE PLÁSTICO PLÁSTICO

RESISTENCIA QUÍMICA»

Poliestireno

Útil con agua y soluciones salinas acuosas. No se recomienda para el uso con ácidos, aldehidos, cetonas, éteres, hidrocarburos, o aceites esenciales. Es posible utilizar alcoholes y bases, pero no se recomienda el alm acenam iento por más de 24 horas.

Polietileno

Ambas clasificaciones del polietileno (es decir, convencional y lineal) tienen similar resistencia química. Cuentan con estupenda resistencia química a la mayor parte de las sustancias, con la excepción de aldehidos, aminas, éteres, hidrocarburos y aceites esenciales. En el caso de polietileno convencional, las excepciones tam bién incluyen lubricantes y silicones. El empleo de cualquiera de los grupos antes mencionados se limitará a 24 h a tem peratura ambiente.

Polipropileno

Tiene la misma resistencia química que el polietileno lineal.

Teflón

Esta resina posee estupenda resistencia química a casi todos los químicos usados en el laboratorio químico.

Policarbonato

Muy sensible al daño por la mayor parte de los químicos. Es resistente al agua, sales acuosas, alim ento y ácidos inorgánicos por un largo período.

■Hay que notar que esta información se basa en la temperatura ambiente (22°C) y presión atmosférica normal. La resistencia a químicos disminuye a medida que la temperatura de la resina se acerca a su valor máximo. La resistencia química también variará a medida que aumente la concentración del químico.

APÉNDICE O ■ LIMPIEZA DEL MATERIAL DE LABORATORIO

687

APÉNDICE O. L I M P I E Z A DEL MATERIAL DE LABORATORIO "PROBLEMA" DE LA CRISTALERÍA

Uso general (el procedimiento 1 es recomendado para necesidades rutinarias de lavado)

TÉCNICA DE LIMPIEZA_________________________________________________________________________________________________________________

1. La cristalería sucia se colocará de inmediato en una solución jabonosa o de blan­ queador diluida y se pemitirá que se remoje. Se debe lavar con cualquier detergente diseñado para el material de laboratorio. Enjuague con agua del grifo tres veces, seguido por un enjuague con agua destilada. Seque al horno a una tem peratura menor de 140°C. 2. Dicromato ácido. Disuelva 50 g de dicromato de sodio de grado técnico en 50 mi de agua destilada. Agregue esta mezcla a 500 mi de ácido sulfúrico concentrado de grado técnico. Esta solución es útil hasta que se desarrolla un color verde. Alm acene en un recipiente de vidrio cubierto. Remoje la cristalería durante la noche y luego enjuague con amoniaco diluido. Vuelva a lavar la cristalería de acuerdo con el pro­ cedimiento 1. 3. Ácido nítrico (20%). Remoje por 12 a 24 h. Lave de acuerdo con el procedimiento 1.

Coágulos de sangre

4. Hidróxido de sodio (10%). Remoje por 12 a 24 h; luego continúe con el procedimiento rutinario. Seque micropipetas con un enjuague de acetona.

Pipetas nuevas (S1 alcalina)

5. Enjuague con ácido hidroclórico o ácido nítrico al 5%. Lave de acuerdo con el procedimiento de rutina.

Determinaciones del ion del metal

6. Remoje en ácido (ácido nítrico al 20%), por 12 a 24 h. Enjuague con agua destilada entre tres y cuatro veces. El agua debe ser fresca en cada paso que se enjuague.

Grasa

7. Remoje en cualquier solvente orgánico. 8. Disuelva 100 g de hidróxido de potasio en 100 mi de agua destilada. Deje enfriar. Agregue 900 mi de etanol a 10% de grado comercial. No se utilice en cristalería delicada. 9. Contrad 70 (fabricado por Decon Labs).

Manchas de perm anganato

10. Ácido hidroclórico al 50%. Enjuague con agua del grifo. Lave. 11.

Disuelva sulfato ferroso al 1% en ácido sulfúrico al 25%.

688

■ APÉNDICES

APÉNDICE P. CUAD RO DE RESU M EN D E PARÁM ETRO S FA R M A CO CIN ÉTICO S TI E M P O RANGO

CONC. DE

PARA

TERAPÉUTICO

TÓ X I C O P O R

CONC.

% DE

V O L U M E N DE

% DE

% DE O R I N A

P O R mi DE

mi DE

MÁXIMA

VIDA M E D I A

PROTEÍNA

DISTRIBUCIÓN

BIODISPONIBILIDAD

E X C R E T A D A SIN

PLASMA

PLASMA

(HORAS)

(HORAS)

UNIDA

(l/kg)

ORAL

ALTERACIÓN

Fármacos cardioactivos

Am iodarona

2-6

1.0-3 pg

Digitoxina

15-30 ng

>35

Digoxina

0.8-2 ng

>2.4

1-5

15-100 días

95-98

70-150

22-88

0

2.4-16.4 días

90

0.6

95

30-50

36-51

20-40

5-10

Tabletas, 60 a 75 60-80 Elíxir, 80 Cápsulas, 05 IM, 80

Disopiramida

2-5 pg

>7

0.5-3.0

5-6

10-80

0.8-2

80

Lidocaina

1.5-5 pg

>5

15-303

1-2

70

1.3

25-504’

5-10

>12

1-2

2.5-4.7

15

1.7-2.2

70-95

50

0.5-1.5 free Procainamida

4-10 pg

NAPA

15-25 pg

Total

5-30 pg

Propranolol

50-100 ng

Quinidina

2-6 pg

4.3-15

Variable

1-2

2-6

90-95

4-6

20-40"

1-4

>6

1-2

6-8

70-90

2-3

70-806

10-30

18-54rf

72-75

0.8-1.4

75-85

2

4-8c Fárm acos an tiepilépticos Carbam azepina

6-12 pg

>15

6-12

10-25' Etosuximida

40-100 pg

>150

1-4

40-60

<10

0.6-0.9

100

10-20

Fenobarbital

15-40 pg

>40

6-18

50-120

49-58

0.6

80-100

10-30

Fenitoína

10-20 pg

>20

4-8

7-42

87-93

0.5-0.8

85-95

5

0-20

0.6-1

80-90

45-50

Primidona

5-12 pg

>15

2-4

3.3-19

Ácido valproico

50-100 pg

>100

1-2

8-20

85-95

0.1-0.5

85-100

3

10-20 pg

>20

2-3

6-12

55-65

0.3-0.7

95-100

9-11

B roncod ila ta dor Teofilina A n tib ió tico s 0.5-IM 8

Amínoglucósidos Am ikacina

5-12 pg

Máximo

50-100 pg

>32

Mínimo

10-20 pg

>5

Máximo

20-25 pg

>12

Mínimo

1-4 pg

>2

Máximo

5-10 pg

>30

Mínimo

0.5-1.5 pg

>10

Máximo

5-12 pg

>12

Mínimo

0.5-1.5 pg

>2

Gentam icina

Kanamicina

Netilmicina

APÉNDICE P ■ CUADRO DE RESUMEN DE PARÁMETROS FARMACOCINÉTICOS

APÉNDICE P. CUADRO DE RESUMEN DE PARÁMETROS FARMACOCINÉTICOS

689

(C O N T I N U A C I Ó N )

TI E M P O RANGO

CONC. DE

PARA

TERAPÉUTICO

TÓXICO POR

CONC.

% DE

V O L U M E N DE

% DE

% DE O R I N A

P O R ml DE

ml DE

MÁXIMA

VIDA M E D I A

PROTEÍNA

DISTRIBUCIÓN

BIODISPONIBILIDAD

E X C R E T A D A SIN

PLASMA

PLASMA

(HORAS)

(HORAS)

UNIDA

(l/kg)

3-9

50

0.5-0.8

<2

80-90

10

ORAL

ALTERACIÓN

Antibióticos (continua) Estreptomicina Máximo

20-25 pg

>30

Mínimo

1-3 pg

> 10

M áximo

5-12 pg

>12

Mínimo

0.5-1.5 pg

>2

Máximo

30-40 pg

>80

Mínimo

5-10 pg

>20

Cloranfenicol

10-20 pg

>25

2

1.5-3

50

0.5-1

90

Tobramicina

Vancomicina

Fármacos psicoactivos A m itriptilina

125-250 ng

>500

1-5

17-40

82-96

6.4-36

56-70

Nortriptyline

50-150 ng

>500

3-12

16-88

87-95

14-38

46-70

2-5

Imipramina

150-250 ng

> 500'

1.5-3

6-34

63-96

9-23

29-77

1-4

Desipramina

150-300 ng

>500

3-6

11-46

73-92

15-60

31-51

1-4

Doxepina

110-250 ng

1-4

8-36

68-82

9-52

13-45

Protriptilina

70-260 ng

6-12

54-198

90-94

15-31

75-90

Litio

0.8-1.4 pEq

>2

1-3

8-35g

0

0.5-1.0

85-95

100

>400

1-8

4-60

98

3.5-4.5

4-90

<6

1-2

Variable

50-70

0.75-0.8

30

90

Inmunosupresores Ciclosporina (HPLC)

100-300 ng

Antineoplásicos M etotrexato

Después de 24 h >

10~5

M

Después de 48 h > 10-6 M Después de 72 h > 10-7 M ■Varía de acuerdo con el régimen de dosificación, inmediatamente después de la infusión IV. “ Gran parte del fármaco metabolizado primero pasa a través del hígado. ■Preparación de liberación lenta. ■'Después de una sola dosis. 'Después de dosis múltiple. 'Imipramina + desipramina. ■"Variable con la función renal.

690

APÉNDICE Q. INFORMACIÓN SELECCIONADA SOBRE FÁRMACOS QUE SUELEN CAUSAR ADICCIÓN DURACIÓN

EXCRETADO

VÍA DE

DEL EFECTO

V I D A M E D I A INTACTO

METAB O L I T O S URINARIOS

( N O M B R E COMERCIAL)

INGESTIÓN

(HORAS)

(HORAS)

EN O R I N A

PRINCIPALES

SINTOMATOLOGÍA

Cocaína

Coca, crack, copos de nieve

Nasal, oral, IV, fum ada

1a 2

2a 5

< 10%

Benzoilecgonina; ecgonina; Éster de metil ecgonina

Anestesia, euforia, confusión, depresión, convulsiones, cardiotoxicidad

A nfetam ina

Bennies, dexies, superiores

Oral, IV

2a4

4 a 24

-3 0 %

Ácido benzoico; p-hidroxinorefedrina; fenilacetona

Insomnio, anorexia, euforia, tolerancia y dependencia, psicosis paranoide

Metanfetam ina

Meth, anfeta, cristal

Oral, IV

2a 4

9 a 24

10-20%

4-hidroximetanfetam ina; Euforia, agitación, psicosis, anfetam ina; 4-tiroxianfetamina; depresión, agotam iento norefedrina

Heroína

Caballo, bofetada. Doña blanca, scag

IV, nasal, fum ada

3a 6

1 a 1.5

<1%

6-acetilmorfina; morfina; glucurónido de morfina

Euforia, somnolencia, depresión respiratoria, convulsiones, coma

Codeína

C; Co-Dine; Lean y deán; M uchacho escolar; Jarabe

Oral, IV, IM

3a 6

2a4

5-20%

Morfina; norcodeína; conjugados

Sedación, convulsiones, insuficiencia respiratoria

Morfina

Basura, material blanco, morfo, M,

IV, IM, oral, fum ada

3a 6

2 a4

<10%

Morfina-3-glucurónido; Morfina-6-glucorónido; Sulfato de morfina; normorfina; codeína

Analgesia, euforia, náusea, coma respiratorio

Metadona

Metadosa

Oral, IV, IM, 12 a 24

15 a 60

5-50%

2-etiliden-1,5-dimetil-3,3difenilpirrolina; 2-etil5-metil-3,3-difenil-pirrolina metadoi; norm etatadol; conjugados

Analgesia, sedación, depresión respiratoria, coma

Meperidina

(Demerol)

IV, oral

3a 6

2 a 5

5%

Normeperidina; ácido meperidínico: ácido normeperidínico

Analgesia, estupor, depresión respiratoria, hipotensión, coma

Propoxifeno

Futboles amarillos (Darvon)

Oral

1a 6

8 a 24

< 1%

Norpropoxifeno; dinorpropoxifeno

Analgesia, estupor, depresión respiratoria, coma

PCP, polvo de ángel, polvo cósmico, ozono

IV, oral, nasal, fum ada

30 a 50% 2 a 4; las 7 a 16 psicosis llegan a term inar en semanas

4-fenil-4piperidinociclohexanol; 1-(1-fenilciclohexil)-4conjugados de glucurónido

Anestesia disociativa, depresión, psicosis, estupor, coma, ataques

FÁRMACO

Estim ulantes

Narcóticos

A lucinógenos Fenciclidina (PCP)

■ APÉNDICES

N O M B R E CALLEJERO

Ácido, LSD-25, relám pago blanco, micropuntos

Oral

M ariguana Hachís

Olla, THC, Mary Jane, hierba, guisado

Clordiacepóxido

Diacepam

8 a 12

1%

N-desmetil-lisergida; 13-hidroxilisérgido

Alucinaciones, retrospecciones, psicosis, vómito, parálisis, depresión respiratoria

Oral, fumada 2 a 4

14 a 38

< 1%

11-Nor-9-carboxi-A9-THC; 11-hidroxitetrahidrocanabinol

Percepción alterada, pérdida de la memoria, desorientación, psicosis

(Librium)

Oral, IM

4 a 8

6 a 27

< 1%

Norclordiacepóxido; demoxepan; nordiacepan; oxacepan; conjugados de glucurónido

Somnolencia, relajación muscular, coma

(Valium)

Oral, IV, IM

4 a 8

20 a 50

< 1%

Nordiacepan; oxacepan; 3-hidroxidiacepan; conjugados de glucurónido

Somnolencia, vértigo, relajación muscular

Fenobarbital

Amarillo, nembies, Oral, IV, IM chaquetas amarillas

3a 6

15 a 48

1%

3-hidroxipentobarbital; N-hidroxipentobarbital; 3-carboxipentobarbital;

Sedación, colapso respiratorio

Am obarbital

Arcoiris, azules, pájaros azules

Oral, IV, IM

3 a 24

12 a 60

< 1%

3-hidroxiamobarbital; N-glucosilamobarbital

Alegría, sedación, desorientación, depresión respiratoria, coma

Secobarbital

Rojos, Seccies, diablos rojos, M&M's

Oral, IV, IM

3a 6

15 a 40

5%

3-hidroxisecobarbital secodiol; 5-(1 -metilbutil) ácido barbitúrico

Sedación, letargo, coma, colapso respiratorio

Oral

2a 6

2 a 14

2 a 10%

Acetaldehído, ácido acético, glucurónido

Discurso mal pronunciado, pérdida del equilibrio, somnolencia, coma, colapso respiratorio

Benzodiacepinas

Sedantes/depresivos

Etanol

M etacualona

Ludes, soapers.

Oral

4 a 8

20 a 60

< 1%

3',4'-, y 6h idroximetatescua lona; glucurónido respectivo

Sedación, vértigo Parestesias, convulsiones, depresión respiratoria y circulatoria

Hidrato de doral

Jugo de alegría

Oral, rectal

5a 8

< 1%

< 1%

5-8 Tricloroetanol; Ácido tricloroacético; conjugados

Sedación, dolor Gl, hipotensión, depresión respiratoria

SOBRE FÁRMACOS QUE SUELEN CAUSAR ADICCIÓN

3a4

APÉNDICE Q ■ INFORMACIÓN SELECCIONADA

LSD

691

692

■ APÉNDICES

APÉNDICE R. TA BLA P ER IÓ D ICA DE LO S ELEM EN TO S

fH

rn

TT

Fuente: Monroe M y Abrams K, Experimental Chemistry: A Laboratory Course. Belmont, CA: Star Publishing Company, 1991. Reimpreso con autorización.

Glosan o A Absorbancia delta: diferencia de absorbancia, conocida como absorbancia delta o AA. Absorciometría de rayos X de energía dual (DEXA): procedi­ miento de rayos X que mide la densidad mineral ósea al medir gramos de calcio por centímetro cuadrado de área de sección transversal de hueso (g/cm2). Absorción atómica: técnica analítica que mide la concentración de analito al detectar absorción de radiación electromagnética por átomos y no por moléculas. El instrumento es el espectrofotómetro de absorción atómica. Absorción de fármaco: captación de un fármaco en el tubo digestivo hacia el cuerpo. Acceso aleatorio: la capacidad de un analizador automatizado para procesar muestras independientemente de otras mues­ tras en el analizador. Los analizadores de acceso aleatorio pueden ser programados para ejecutar pruebas individuales o un grupo de pruebas sin intervención de operador. Acidemia: un pH de la sangre menor que el intervalo de refe­ rencia. Ácido: una sustancia que puede producir un hidrógeno o un ion hidronio cuando se disuelve en agua. Ácido carbónico: H2C 0 3. Ácido úrico: producto final de la descomposición de purinas de ácidos nucleicos en humanos. Ácido vanililmandélico (AVM): la adrenalina y la noradrenalina son metabolizadas por las enzimas oxidasa de monoamina y catecol-O-metiltransferasa para formar metanefrinas y ácido vanililmandélico. Ácidos grasos: constituyentes principales de triglicéridos y fos­ folípidos. Hay ácidos grasos de cadena corta (4 a 6 átomos de carbono), media (8 a 12 átomos de carbono) y larga (>12 átomos de carbono). Acidosis: un pH abajo del intervalo de referencia. Acidosis y alcalosis metabólicas (no respiratoria): un trastorno debido a un cambio en la concentración de bicarbonato (una función renal o metabólica). Acidosis y alcalosis respiratorias: un trastorno debido a la dis­ función ventilatoria (un cambio en el P C 0 2, el componente respiratorio). Aclaramiento: volumen de plasma filtrado por los glomérulos por unidad de tiempo. Aclaramiento de creatinina: tasa de eliminación de creatinina desde el plasma. Calculado como concentración de creatini­ na en la orina multiplicada por el volumen de orina de 24 h dividida entre la concentración de creatinina sérica o UV/P, expresada en ml/minuto. Corregida por lo común con respec­ to al área de superficie corporal normal. ACM: véase Ácido vanililmandélico.

Acromegalia: enfermedad crónica de los individuos de mediana edad caracterizada por la elongación de las extremidades y ciertos huesos del cráneo. ACTH: véase Hormona adrenocorticotrópica. Activador: una sustancia que convierte una sustancia inactiva en una sustancia activa; induce actividad. ADH: véase Hormona antidiurética. Adrenalina: una hormona de amina. La médula suprarrenal pro­ duce sobre todo adrenalina. Afinidad: atracción o fuerza que provoca que se unan dos sus­ tancias. Agammaglobulinemia congénita: agammaglobulinemia ligada al X, conocida también como enfermedad de Bruton. Este trastorno se presenta con el inicio temprano de infecciones piogénicas recurrentes. Estos pacientes no tienen células B circulantes, tienen bajas concentraciones de clases de inmu­ noglobulina circulante y ausencia de células plasmáticas en todo el tejido linfoide. Las células T no intervienen. Agammaglobulinemia variable común: conocida también como agammaglobulinemia adquirida. Este trastorno representa un grupo de trastornos caracterizados por hipogammaglobulinemia. Agente oxidante: sustancia que acepta electrones. Agentes trombolíticos: sustancias que descomponen un trombo (coágulo de sangre) (p. ej., estreptocinasa). Agua desionizada: agua purificada por intercambio iónico. Agua destilada: agua purificada por destilación. Alantoína: producida por la oxidación del ácido úrico por la enzima uricasa. Es el producto final del metabolismo de la purina. Albúmina transportadora de tiroxina (ATT): una proteína que se une a la tiroxina. Albúmina: la proteína principal en el plasma. Alcalemia: un pH sanguíneo mayor que el intervalo de referencia ( - 7.35 a 7.45). Alcalosis: un pH arriba del intervalo de referencia. Aldosterona: el mineralocorticoide principal (hormona regula­ dora de electrólitos) que se produce en la zona glomerulosa de la corteza suprarrenal. Aloinjerto: tejido de trasplante de la misma especie (p. ej., riñón). Amenorrea: cese de la menstruación. Amina: cualquiera de un grupo de compuestos orgánicos que contienen nitrógeno. Las hormonas de amina incluyen adre­ nalina, noradrenalina, tiroxina y triyodotironina. Aminoácido: biomoléculas pequeñas con un carbono tetraédrico enlazado de modo covalente a un grupo amino, un grupo carboxilo, un grupo variable (R) y un átomo de hidrógeno. Aminoacidopatías: trastornos hereditarios del metabolismo de aminoácidos.

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GLOSARIO

Aminocentesis: punción del saco amniótico para obtener líqui­ do para análisis. Amoniaco: NH3; formado in vitro de la descomposición de ami­ noácidos. Amplicón: secuencias de DNA blanco amplificadas. Analgésico: un fármaco que alivia el dolor. Análisis centrifugo: técnica analítica que usa la fuerza generada por centrifugación para transferir y luego contener líquidos en cubetas separadas para medición en el perímetro de un rotor giratorio. Análisis de orina: un grupo de pruebas selectivas llevadas a cabo como parte del estudio diagnóstico de admisión de un paciente o examen físico. Incluye la evaluación de caracterís­ ticas físicas, análisis químicos y examen microscópico de una muestra (aleatoria) de orina. Análisis discreto: un enfoque al análisis automatizado en el cual cada muestra y reactivos adjuntos están en recipientes separa­ dos. Los analizadores discretos tienen la capacidad de ejecu­ tar varias pruebas con una muestra a la vez o varias muestras con una prueba a la vez. Analito: un soluto biológico o constituyente (p. ej. calcio, glu­ cosa, sodio). Analizadores modulares: instrumentos de laboratorio flexibles que pueden ser ampliados o modificados al añadir o quitar componentes a fin de satisfacer los requerimientos de prueba cambiantes del laboratorio. Andrógeno: cualquier sustancia (hormona) que estimula el desa­ rrollo de las características masculinas (p. ej., testosterona). Anfotérico: que tiene dos o más sitios ionizables que pueden producir una carga neta positiva o negativa dependiendo del pH del medio. Angina de pecho: dolor y una sensación de constricción alre­ dedor del corazón; podría irradiarse al brazo y hacia la man­ díbula, y es el resultado de la deficiencia de oxígeno en el músculo cardíaco. Angiotensina: un polipéptido producido cuando se libera renina de los riñones; una sustancia vasopresora. Anhidro: sin agua. Anillar: la acción de formas pares de secuencias complementa­ rias para formar una molécula de doble hebra, por lo regular moléculas de DNA o RNA. Anión: un ion con carga negativa; los aniones se mueven hacia el ánodo (polo positivo) debido a su carga positiva. Anticoagulante: inhibe la acción de coagulación de la sangre; produce especímenes que contienen factores de coagulación intactos. Anticuerpo: glucoproteínas (inmunoglobulinas) secretadas por células plasmáticas, que a su vez están bajo el control de muchos linfocitos y sus citocinas. Los anticuerpos se produ­ cen en respuesta a los antígenos. Anticuerpos de tiroperoxidasa (TPO): anticuerpos tiroideos; antes conocidos como anticuerpos antimicromosómicos tiroideos. Anticuerpos receptores de tirotropina (TSHR): anticuerpos tiroideos relacionados con estados hipertiroideos e hipotiroideos. Antígeno: agentes que el sistema inmunitario reconoce como extraños. En respuesta el sistema inmunitario produce anti­ cuerpos.

Antígeno específico de tumor: un antígeno tumoral; se conside­ ra que es un producto directo de la oncogénesis inducida por oncogenes virales, radiación, carcinógenos químicos o facto­ res de riesgo desconocidos. Antígeno oncofetal: una proteína producida en grandes cantida­ des durante la vida fetal y liberada hacia la circulación fetal. Después del nacimiento, se reprime la producción de antígenos oncofetales, y sólo pequeñas cantidades están presentes en la circulación de adultos. Antígeno relacionado con tumores: un antígeno relacionado con un tumor; se deriva del mismo tejido o de uno que ten­ ga relación estrecha con él. Las proteínas oncofetales son un ejemplo de antígenos relacionados con tumores. Están pre­ sentes en tejido embrionario/fetal y células cancerosas. Antioxidante: sustancia (p. ej., vitamina) que inhibe o evita la oxidación. Apoenzima: porción de proteína de una enzima. Apoptosis: muerte programada de células; desintegración de células del cuerpo en partículas unidas a la membrana que luego pueden ser fagocitadas por otras células. Arritmia: latido cardíaco o acción irregular. Arteriosclerosis: incluye varias condiciones patológicas en las que hay un aumento de espesor o endurecimiento de las pare­ des de las arterias. Asa de Henle: asas descendentes o ascendentes del túbulo renal. Ascitis: líquido en exceso en la cavidad peritoneal; el líquido se llama liquido ascítico. Aseguramiento de la calidad: sistema o proceso que abarca (en el laboratorio) factores preanalíticos, analíticos y posanalíticos. El control de calidad es parte de un sistema de asegura­ miento de la calidad. Aterosclerosis: una enfermedad en la que hay una acumulación de material lipídico en las venas y las arterias. ATT: véase Albúmina transportadora de tiroxina. Automatización total del laboratorio: dispositivos automatiza­ dos y robots integrados con los analizadores existentes para llevar a cabo las fases del análisis de laboratorio. Automatización: mecanización de los pasos en un procedimien­ to. Los fabricantes de analizadores químicos clínicos diseñan sus instrumentos para imitar las técnicas manuales en un pro­ cedimiento analítico. Avidez: resistencia de enlace del complejo antígeno-anticuerpo; atracción. Azoemia: concentración elevada de urea en la sangre.

B Balance de nitrógeno: equilibrio entre anabolismo y catabolismo de proteínas. Bandera: en analizadores automatizados, una advertencia impre­ sa por computadora de un error o problema del instrumento. Base: una sustancia que puede producir iones hidroxilo (OH-). Beriberi: deficiencia crónica de la vitamina tiamina que produce la enfermedad beriberi. Bicarbonato: el anión H C 0 3“. Bilirrubina conjugada: diglucurónido de bilirrubina; es hidrosoluble y se secreta de la célula hepática hacia los canalículos biliares y luego pasa junto con el resto de la bilis hacia los ductos biliares más grandes y, por último, hacia los intestinos.

GLOSARIO

Bilirrubina: el pigmento principal de la bilis; derivado de la des­ composición de la hemoglobina cuando en sistema reticuloendotelial fagocita los eritrocitos envejecidos, sobre todo en el bazo, hígado y médula espinal. Bilis: un líquido que produce el hígado y está compuesto de ácidos o sales biliares, pigmentos biliares (sobre todo ésteres de bilirrubina), colesterol y otras sustancias extraídas de la sangre. La producción biliar total promedia cerca de 3 L/día, aunque sólo se excreta un litro. Biorriesgo: cualquier daño o posible daño al hombre, otros orga­ nismos o al ambiente. Algunos ejemplos son sangre o produc­ tos sanguíneos y desechos de laboratorio contaminados. Bucles de retroalimentación: un sistema de control de una fun­ ción fisiológica que permite la retroalimentación y la correc­ ción con base en condiciones o concentraciones circulantes de una hormona o sustancia. Bureta: una pipeta graduada amplia y larga con una llave en un extremo.

c Cadena de custodia: registra cada paso y cada persona que maneja una muestra (para análisis toxicológico) desde la recolección hasta el análisis. Cadenas pesada y ligera de miosina: proteínas de miocardio. Calcitonina: hormona producida por la glándula tiroides; impor­ tante en el metabolismo óseo y del calcio. Cálculo de Friedewald: cálculo usado para estimar colesterol de LDL en la práctica clínica rutinaria. Calibración de un punto (o cálculo): un término que se refiere al cálculo de la comparación de una concentración conocida de estándar/calibrador y su absorbancia correspondiente con la absorbancia de un valor conocido. Calibración: estandarización o la determinación de la exactitud de un instrumento. Canal: en un analizador automatizado, una trayectoria o paso para reactivos, muestras o impulsos eléctricos. Los analizadores automatizados pueden ser analizadores de un canal o varios. Cáncer: el crecimiento incontrolado de células del tejido normal. Las células cancerosas pueden crecer y dispersarse, matando al huésped. Capacidad de enlace de hierro total (CEHT): una estimación de concentraciones de transferrina sérica; se obtiene al medir la capacidad de enlace de hierro total del suero de un pacien­ te. Puesto que la transferrina representa la mayor parte de la capacidad de enlace de hierro del suero, la CEHT es, por lo común, una buena estimación de las concentraciones de transferrina sérica. Capacidad de hemoglobina-oxígeno (enlace): la cantidad máxi­ ma de oxígeno que puede llevar la hemoglobina en una deter­ minada cantidad de sangre. Captación de T3: ensayo utilizado para medir el número de sitios de enlace disponibles de las proteínas transportadoras de tiroxina, de manera notable GTT. No se debe confundir con el ensayo de Tr Carácter: el número a la izquierda del punto decimal en una expresión logarítmica. Caracterización cardíaca: técnica invasiva donde se coloca un caté­ ter en un vaso periférico y se hace avanzar hacia el corazón.

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Carbohidrato: aldehidos polihidroxilados o cetonas polihidroxiladas, o unidades multiméricas de esta clase de compuestos. La fórmula general de un carbohidrato es (CH20 ) n. Carcinógeno: agente causante de cáncer. Cardiomiopatía: enfermedad del miocardio. Cardiopatía congestiva: (también insuficiencia cardíaca conges­ tiva) resulta de una incapacidad del corazón para bombear sangre de forma efectiva. Cardiopatía reumática: afecta a todas las capas del corazón. Inflamación de la superficie interna del corazón (endocardi­ tis), en particular las válvulas del corazón izquierdo, conduce a ulceración y crecimiento de vegetaciones en el revestimien­ to del corazón y en última instancia a daño irreversible de las válvulas. Catión: un ion con carga positiva; los cationes migran en la dirección del cátodo como resultado de su carga positiva. CCK: véase Colecistocinina. Célula de Sertoli: célula de túbulos seminíferos que nutren a los espermátides. Células de Kupffer: macrófagos fagocíticos capaces de ingerir bacterias u otro material extraño de la sangre que fluye por los sinusoides. Células de Leydig: células de los testículos que producen tes­ tosterona. Células foliculares (o cuboideas): uno de dos tipos de células de la tiroides; son células secretoras y producen tiroxina (T4) y triyodotironina (T3). Células perifoliculares: uno de dos tipos de células que forman la glándula tiroides. También células C; se sitúan en grupos a lo largo de los espacios interfoliculares o intersticiales. Las células C producen la calcitonina polipeptídica, que participa en la regulación del calcio. Centrifugación: un proceso donde se usa la fuerza centrífuga para separar materia sólida de una suspensión líquida. Ceruloplasmina: una glucoproteína a 2 a la que se une el cobre; más de 90 a 95% del cobre en el plasma está unido a cerulo­ plasmina. Cetona: un compuesto que contiene un grupo carbonilo (C =0) unido a dos átomos de carbono. Ciclosporina: un polipéptido cíclico de origen fúngico. Consiste en 11 aminoácidos y tiene un peso molecular de 1203. Inhibe la respuesta inmunitaria de forma selectiva al inhibir la pro­ liferación de células T activadas dependientes de interleuci­ na 2 que destruyen el aloinjerto. La respuesta inmunitaria se paraliza y adormece. Cifras significativas: el número mínimo de dígitos necesarios para expresar un valor particular en notación científica sin pérdida de precisión. Cinética de orden cero: punto en la reacción enzimática cuando se forma el producto, y la enzima libre resultante se combina de inmediato con sustrato libre en exceso; la velocidad de reacción depende sólo de la concentración de la enzima. Cinética de primer orden: punto en la reacción enzimática en el que la rapidez de la reacción depende sólo de la concentra­ ción de enzima. Cirrosis: derivada de la palabra griega que significa “amarillo”. Sin embargo, en el uso actual, la cirrosis se refiere al proceso de cica­ trización irreversible mediante el cual la arquitectura hepática normal se transforma en una arquitectura nodular anormal.

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GLOSARIO

Citocinas: factores extracelulares producidos por diversas célu­ las como monocitos, linfocitos u otras células linfoides. Son importantes en el control de las respuestas inflamatorias loca­ les y sistémicas. Citocromo: un pigmento que desempeña un papel en la respira­ ción, como la hemoglobina o mioglobina. Citometria de flujo: el uso de etiquetas inmunofluorescentes para identificar antígenos específicos o células vivas en suspensión. Las suspensiones de células teñidas son transportadas bajo presión más allá de un haz láser, y la fluorescencia emitida (a 90° respecto al haz) se mide y se analiza por computadora con esta técnica. Al usar varias etiquetas, las células pueden ser identificadas y clasificadas ya sea de forma electrónica o física. La técnica ha sido empleada para analizar una subpoblación de células linfocíticas en diversos diagnósticos clínicos. Coartación de aorta: estrechamiento de la aorta en la intersec­ ción del ducto arterioso. Código de barras: un conjunto de barras verticales de ampli­ tud variable utilizado para codificar información. Se usa con mucha frecuencia en el laboratorio clínico para información del paciente y muestras. Coeficiente de actividad (CA): en relación con el estudio de vitaminas, una expresión que indica el incremento de la acti­ vidad enzimática en la saturación con una vitamina. Mientras mayor sea el CA, hay más probabilidades de que el paciente tenga deficiencia de vitaminas. Coenzima: un activador enzimático (p. ej., coenzima a). Cofactor: una molécula no proteínica que puede ser necesaria para actividad enzimática. Colecistocinina: CCK, conocida antes como pancreozimina; una hormona que produce el páncreas. Las células de la muco­ sa intestinal producen CCK, en presencia de grasas o ami­ noácidos, o ambos, en el duodeno. A la CCK se debe que el páncreas libere enzimas de las células acinares hacia el jugo pancreático. Colesterol: un alcohol esteroideo insaturado de alto peso mole­ cular, que consta de un anillo de perhidrociclopentantrolina y de una cadena lateral de ocho átomos de carbono. En su forma esterificada, contiene una molécula de ácido graso. Compensación: el intento del cuerpo por volver el pH a la nor­ malidad siempre que ocurra un desequilibrio. Complejo enzima-sustrato: la unión física de un sustrato con el sitio activo de una enzima. Comprobación delta: un algoritmo en el que el resultado más reciente de un paciente se compara con el valor determinado previamente. Comunicación interauricular (CIA): anormalidad que causa cortocircuito izquierda-derecha de la sangre en las aurículas. Comunicación peligrosa: basada en el hecho de que se debe informar a todos los empleados de cualquier riesgo para la salud relacionado con el uso de sustancias químicas; del Estándar de comunicación peligrosa de 1987 (Derecho a conocer la ley). Concentración de fármaco de punto bajo: la concentración mínima de fármaco obtenida en la sangre. Las concentracio­ nes de punto bajo se deben retirar de inmediato antes de la dosis siguiente. Concentración máxima de fármaco: el tiempo después de la administración hasta que un fármaco alcanza la concentra­

ción máxima en el cuerpo. Una regla empírica que da a enten­ der que, para concentraciones máximas de fármaco, se debe recolectar la muestra una hora después que se administró la dosis. Conductividad: se relaciona con la facilidad con la cual pasa la electricidad por una solución. Constante de Michaelis-Menten (Km): constante para una enzi­ ma y sustrato específicos bajo condiciones de reacción defi­ nidas, y es una expresión de la relación entre la velocidad de una reacción enzimática y concentración de sustrato. Contenido de oxígeno: suma de oxígeno unido a hemoglobina como 0 2Hb y la cantidad disuelta en la sangre. Control: una sustancia o material de valor determinado, utiliza­ do para monitorear la exactitud y la presión de una prueba. Los controles se corren con las muestras del paciente. Control de calidad: sistema para reconocer y reducir errores (analíticos). El propósito del sistema de control de calidad es monitorear procesos analíticos, detectar errores analíticos durante el análisis y evitar el informe de valores incorrectos del paciente. El control de calidad es un componente del sis­ tema de aseguramiento de la calidad. Corpus albicans: tejido fibroso que remplaza un cuerpo lúteo generado. Cortisol: una hormona esteroidea que producen las glándulas suprarrenales. Creatina: compuesto encontrado en el músculo sintetizado de varios aminoácidos. Se combina con fosfato de alta energía para formas fosfato de creatina, que funciona como un com­ puesto energético en el músculo. Creatinina: compuesto formado cuando la creatina o el fosfato de creatina pierden agua de forma espontánea o ácido fosfóri­ co. Se secreta hacia el plasma una tasa relativamente constan­ te en un determinado individuo y se excreta por la orina. Cromatografía de gases: técnica analítica que se utiliza para separar mezclas de compuestos que son volátiles o se pueden hacer volátiles. La cromatografía de gases puede ser croma­ tografía gas-sólido (CGS), con una fase estacionaria sólida, o cromatografía gas-líquido (CGL), con una fase estacionaria líquida no volátil. Cromatografía líquida: técnica de separación en la que la fase móvil es un líquido. CTHT: véase Capacidad de enlace de hierro total. Cuerpo lúteo: cuerpo pequeño que se desarrolla dentro de un folículo ovárico roto; secreta progesterona. Curva de disociación hemoglobina-oxígeno: una representación gráfica (en forma de S) del contenido de oxígeno como satu­ ración de oxígeno en por ciento en función de P 0 2; basada en el principio de que el oxígeno se disocia de la hemoglobina de adulto en un modo característico. CHR: véase Hormona liberadora de corticotropina.

D Defecto septal arterial: anormalidad del corazón que causa cor­ tocircuito izquierda-derecha de sangre entre las aurículas. Defecto septal ventricular: defecto en el septo entre los ven­ trículos izquierdo y derecho del corazón. Densidad: peso de una sustancia que se compara con un están­ dar; expresada en términos de masa por unidad de volumen.

GLOSARIO

Densidad relativa: término empleado para expresar densidad. Densitometría de minerales óseos (DMO): procedimiento de rayos X que mide la densidad mineral ósea, gramos medidos de calcio por centímetro cuadrado de área de sección trans­ versal del hueso (g/cm2). Desecador: una cámara cerrada para secar sustancias. Desecante: que causa sequedad; material que puede eliminar humedad del aire así como de otros materiales. Desecho peligroso: cualquier material residual potencialmente peligroso. Deshidroepiandrosterona (DHEA): un andrógeno derivado principalmente de la glándula suprarrenal. Desnaturalización: alteración de una sustancia (p. ej., proteínas) para alterar las propiedades físicas y químicas. Desnutrición: un estado de ingestión reducida de calorías o micronutrientes (vitaminas y oligoelementos) que da como resultado una función fisiológica deteriorada; relacionada con mayor morbididad y mortalidad. Desplazamiento: un cambio repentino en los datos y la media. Determinante antigénico: una parte de una estructura de antí­ geno que el sistema inmunitario reconoce como extraña. Este dominio estructural también se conoce como epitopo. DHEA: véase Deshidroepiandrosterona. Diabetes mellitus: un grupo diverso de trastornos hiperglucémicos con diferentes causas y cuadros clínicos. Diálisis: un método para separar macromoléculas de un disol­ vente. Difusión: el movimiento de las moléculas de una sustancia desde un lugar de mayor concentración a uno de menor concentra­ ción; como en la precipitación de difusión en gel. Dilución: una dilución representa la relación del material con­ centrado o stock al volumen final total de una solución, y consiste en el volumen o peso del concentrado más el volu­ men del diluyente (las unidades de concentración son las mismas). Dilución serial: diluciones progresivas múltiples que van de solu­ ciones más concentradas a soluciones menos concentradas. Disacárido: carbohidratos deparados o monosacáridos unidos. Disfunción eréctil: incapacidad para tener o mantener una erec­ ción. Dislipidemias: enfermedades relacionadas con concentraciones lipídicas anormales. Disolución: un líquido que contiene una sustancia disuelta; la combinación de soluto y disolvente. Disolvente: líquido en el que se disuelve el soluto. Dispersión: la dispersión de datos; la mayor parte de las veces se estima simplemente mediante el intervalo, la diferencia entre las observaciones mayor y menor. La estadística más común para describir la dispersión de grupos de observaciones sim­ ples es la desviación estándar, que por lo común se representa mediante el símbolo s. Disposición del fármaco: la forma en la que el cuerpo maneja un compuesto extraño, el fármaco. Los mecanismos que emplea el cuerpo para manejar un fármaco se pueden explicar en tér­ minos de cuatro procesos generales: absorción, distribución, metabolismo y excreción. Distribución del fármaco: la circulación y difusión de un fárma­ co hacia los espacios intersticiales e intracelulares. Diuréticos: agentes que incrementan la secreción de orina.

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Dopamina: la única señal neuroendocrina que inhibe a la pro­ lactina. DT30: dosis de un fármaco que se predice produciría una res­ puesta tóxica en 50% de la población. Dúplex: un híbrido formado de hebras complementarias de áci­ do nucleico de fuentes no relacionadas enlazadas.

E ECG: véase Electrocardiografía. Ecocardiografía: técnica de diagnóstico no invasiva que utiliza ondas sonoras de alta frecuencia para mostrar la estructura cardíaca en una pantalla de TRC. Ectópico: en una posición o ubicación anormal. Ecuación de Henderson-Hasselbalch: ecuación que describe en forma matemática las características de disociación de ácidos y bases débiles y el efecto sobre el pH; pH = pKa (6.1) + log de la relación de bicarbonato a dióxido de carbono (H C 03/ h 2c o 3). EDTA: ácido etilendiaminotetraacético; anticoagulante usado en tubos con tapón para recolección de sangre lavanda y azul marino. Usados comúnmente para estudios de hematología sanguínea. Efector directo: hormona que actúa directamente en los tejidos periféricos. Efusión: acumulaciones anormales de líquido pleural o pericár­ dico. EHHS: eje hipotalámico-hipofisario tiroideo. Eje hipotalámico-hipofisario tiroideo (EHHT): el sistema endo­ crino que regula la producción y secreción de hormonas tiroi­ deas. Electrocardiografía (ECG): prueba empleada para evaluar la estimulación eléctrica del corazón. Electrodos: dispositivos de detección electrónicos para medir P 0 2, P C 0 2 y pH. Electrodos selectivos de iones: la semicelda o electrodo (indica­ dor) que corresponde a un ion específico en solución. Electroforesis: migración de solutos o partículas con carga en un campo eléctrico. Electrólito: iones capaces de llevar una carga eléctrica. Electroquímica: uso de celdas galvánicas o electrolíticas (celdas electroquímicas) para análisis químico. Los ejemplos incluyen potenciometría, amperometría, coulometría y polarografía. Elemento esencial: un elemento que es absolutamente necesario para la vida. Deficiencia o ausencia del elemento causará una alteración grave de función, y en última instancia conducirá a la muerte. Eliminación del fármaco: aclaración de un fármaco del cuerpo mediante diversos mecanismos. Encefalopatía: trastorno o disfunción del cerebro. Encocartitis infecciosa: inflamación del revestimiento interno de las cámaras y válvulas cardíacas; causada por diversos microorganismos. Endógeno: triglicéridos sintetizados en el hígado u otros tejidos. Energía de activación: energía requerida para llevar las moléculas en un mol de un compuesto a una determinada temperatura al estado de transición en el máximo de la barrera de energía. Enfermedad de Addison: enfermedad a causa de una deficiencia en la secreción de hormonas adrenocorticales.

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GLOSARIO

Enfermedad de Grave: bocio tóxico difuso. La enfermedad de Grave ocurre seis veces más en mujeres que en hombres. Ocurre con frecuencia en la pubertad, durante el embarazo, en la menopausia o después de estrés grave. Enfermedad de Hashimoto: tiroiditis autoinmunitaria crónica; es la causa más común de hipotiroidismo primario. Enlace peptídico: enlace que combina el grupo carboxilo de un aminoácido con el grupo amino de otro aminoácido. Enmiendas de mejoramiento del laboratorio clínico (CLIA): regulaciones suscritas en la Ley federal de 1988; estándares obligatorios en las operaciones y examen de laboratorio clínico. Ensayo cinético: un tipo de prueba o procedimiento en el cual hay una reacción que procede a una velocidad particular. Ensayo heterogéneo: una técnica (p. ej., EMIT) que no requiere la separación física del antígeno enlazado y libre. Ensayo heterogéneo: una técnica (p. ej., radioinmunoensayo) donde es necesario separar físicamente el antígeno marcado o hapteno ligado a anticuerpo de un antígeno marcado o hapte­ no que permanece libre en solución. Envejecimiento: maduración; pérdida progresiva de adaptación que da lugar a viabilidad y esperanza de vida reducidas e incrementa la vulnerabilidad. Enzima: proteínas específicas sintetizadas biológicamente que catalizan reacciones bioquímicas sin alterar el punto de equi­ librio de la reacción o ser consumidas o experimentar cam­ bios en su composición. Epitopo: componente de un antígeno que funciona como un determinante antigénico, lo que permite la fijación de ciertos anticuerpos. Eritropoyetina: una hormona que estimula la producción de eri­ trocitos. Error aleatorio: un tipo de error analítico; el error aleatorio afec­ ta la precisión, y es la base para la discordancia entre medicio­ nes repetidas. Los incrementos en el error aleatorio pueden ser causados por factores como fluctuaciones técnicas y de temperatura. Error analítico: error debido a instrumentos, procedimientos o laboratoristas en el manejo de una muestra durante el análisis. Error preanalítico: errores introducidos durante la recolección y transporte de muestras antes del análisis. Error sistemático: un tipo de error analítico que surge de facto­ res que contribuyen a una diferencia constante, ya sea posi­ tiva o negativa, y afecta de manera directa la estimación de la media. Los incrementos de error sistemático pueden ser causados por estándares o reactivos de mala calidad, instru­ mentación con fallas, procedimientos mal escritos, etc. Espacio aniónico: la diferencia entre aniones no medidos y cationes no medidos. Especificidad: en relación con el control de calidad, la capacidad de un método analítico para cuantificar un analito en presen­ cia de otros en una mezcla como el suero. Espectrofotometría: una técnica analítica para medir la luz que absorbe una disolución. Se usa un espectrofotómetro para medir la luz transmitida por una solución a fin de determinar la concentración de la sustancia que absorbe luz en la disolución. Espectrometría de masas en tándem: técnica analítica que per­ mite analizar grupos completos de compuestos similares en volúmenes de muestra muy pequeños sin preparación de muestras complejas.

Estadística descriptiva: estadísticas o valores (p. ej., media, mediana, moda) utilizados para resumir características importantes de un grupo de datos. Estadística inferencial: valores o estadísticas utilizadas para comparar características de dos o más grupos de datos. Estado basal: temprano en la mañana antes que el paciente haya comido o tenido actividad física. Es un buen momento para tomar muestras de sangre debido a que el cuerpo está en reposo y no se ha ingerido alimento durante la noche. Estándar: una sustancia o disolución en la que se determina la concentración. Los estándares se usan en la calibración de un instrumento o método. Estándar de laboratorio: una regla o criterio relacionado con el laboratorio. Estándar primario: una sustancia química altamente purificada que se puede medir de modo directo para producir una sus­ tancia de concentración conocida exacta. Estándar secundario: una sustancia de menor pureza cuya con­ centración se determina por comparación con un estándar primario. Esteatorrea: insuficiencia para digerir o absorber grasas. Esteroides: clasificación de hormonas; se sintetizan de colesterol por medio de las mismas trayectorias bioquímicas iniciales. El resultado final depende de la maquinaria enzimática que predomina en un órgano particular. Estriol: una hormona estrogénica; el estriol no se produce en cantidades significativas en la madre y es sólo un reflejo de la función fetoplacentaria. Así, la medición de estriol proporcio­ na información valiosa acerca del bienestar fetal. Estrógeno: cualquiera del grupo de sustancias (hormonas) que introduce actividad estrogénica; en particular las hormonas estrogénicas, estradiol y estrona que produce el ovario. Estrona: una hormona estrogénica que se encuentra en la orina de mujeres embarazadas. Estructura cuaternaria: la configuración de dos o más cadenas de polipéptido para formar una moléculas proteínica funcional. Etapas: determinación del período en el curso de una enfer­ medad. El valor clínico principal de marcadores tumoraies radica en secuenciar el tumor, monitorear respuestas terapéu­ ticas, predecir resultados del paciente y detectar recurrencia de cáncer. Evaluación nutricional: evaluación de las necesidades metabólicas y dietéticas (nutricionales) de un paciente. Exactitud: sin error; proximidad al valor verdadero. Exceso de base (EB): la cantidad teórica de ácido o base titulable requerida para volver el pH del plasma a 7.40 a una P C 0 2 de 40 mmHg a 37°C. Exógeno: triglicéridos obtenidos de fuentes dietéticas. Extrauterino: fuera del útero o matriz. Exudado: acumulación de líquido en una cavidad; también la producción de pus o suero. En comparación con un transudado, un exudado contiene más células y proteína. Los exu­ dados demandan atención inmediata.

F Factor intrínseco: una sustancia presente en el jugo gástrico que permite la absorción de vitamina BI2. Falange: cualquiera de los huesos de los dedos o pies.

GLOSARIO

Fármaco bloqueador |3: fármaco que reduce la frecuencia cardiaca o la fuerza de las contracciones, o ambas, de modo que se redu­ ce la demanda de oxígeno del corazón al bloquear los recepto­ res p en el nodo sinusal y el miocardio (p. ej., propranolol). Farmacocinética: caracterización matemática de la disposición de un fármaco con el tiempo a fin de entender e interpretar mejor las concentraciones sanguíneas y ajustar de modo efi­ caz la cantidad de dosis e intervalo para mejores resultados terapéuticos con efectos tóxicos mínimos. Fármacos de abuso: fármacos usados de manera ilegal o inapro­ piada; muchos fármacos tienen el potencial para abuso. Fármacos vasodilatadores: fármacos que dilatan las arterias y venas periféricas, de modo que se reduce el esfuerzo del cora­ zón para bombear sangre. Fase folicular: la primera mitad del ciclo menstrual, cuando el efecto del estrógeno no tiene oposición de la progesterona, conocida también como fase proliferativa. Fase lútea: fase en el ciclo menstrual; durante esta fase el cuerpo lúteo sintetiza progesterona. También fase secretoria. Fase sólida: en el radioinmunoensayo (RIE), partículas sólidas o tubos en los que se absorbe el anticuerpo. FCU: véase Fenilcetonuria. Fenilcetonuria (FCU): ácido fenilpirúvico en la orina; una enfer­ medad recesiva hereditaria. Feocromocitoma: tumores de la médula suprarrenal o ganglios simpáticos que producen y liberan grandes cantidades de catecolaminas. Ferritina: una corteza proteínica esférica compuesta de 24 subu­ nidades con una masa molecular de 500 kDa. La proteína puede unir hasta 4000 moléculas de hierro, lo cual la con­ vierte en una gran fuente potencial de hierro. Filtración: separación de sólidos de líquidos. Filtrado: el líquido que pasa por papel filtro se llama filtrado. Filtrado glomerular: filtrado plasmático que contiene agua y moléculas pequeñas pero carente de células y moléculas gran­ des como la mayor parte de las proteínas. Filtrado libre de proteínas: filtrado claro de sangre total o plas­ ma preparado mediante la adición de ácido u otros iones para remover proteínas. Filtro HEPA: filtro de aire particulado de alta eficiencia; un res­ pirador. F I 0 2: la fracción de oxígeno inspirado; puede ser tanto como 100% cuando se suministra oxígeno. Flebotomía: procedimiento para extraer sangre del cuerpo. Flebotomista: un individuo que obtiene o extrae muestras de sangre. Flujo continuo: un enfoque al análisis automatizado en el que los líquidos (reactivos, diluyentes y muestras) se bombean por un sistema de tubería continua. Las muestras se introdu­ cen de manera secuencial, una después de otra por la misma red. Una serie de burbujas de aire a intervalos regulares sirven como medios de separación y limpieza. Flujo renal plasmático: capacidad secretoria renal. Fluorometría: técnica analítica utilizada para medir fluorescen­ cia (luz emitida como resultado de energía absorbida). Forense: que pertenece a la ley o asuntos legales (p. ej., toxicologia y la ley). Fosfolípidos: formados por la conjugación de dos ácidos gra­ sos y un glicerol fosforilado. Los fosfolípidos son anfifáticos,

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lo que significa que contienen grupos con cabeza hidrofílica (amante del agua) y cadenas laterales de ácidos grasos hidrofllicos no polares (que tienen fobia al agua). Fotometría de flama: una técnica analítica que mide la longitud de onda e intensidad de luz emitida de una solución inflama­ da (muestra del paciente). Fructosamina: cualquier proteína sérica glucada. FSH: véase Hormona estimuladora de folículos. Fuerza iónica: concentración o actividad de iones en una solu­ ción o disolución amortiguadora.

G Gastrina: una hormona gastrointestinal. Es un péptido secretado por células G del antro (tercio inferior) del estómago. Se libe­ ra en respuesta al contacto de alimento. Geriatría: rama de la medicina general que trata con problemas clínicos terapéuticos y prevenibles en los ancianos, así como las consecuencias sociales de tal enfermedad. Gerontología: estudio del proceso de envejecimiento en el cuer­ po humano. Ginecomastia: aumento anormal de la glándula mamaria en el varón. Glándula endocrina: una glándula sin conductos que produce una secreción (hormona) en la sangre o linfa que la circula­ ción llevará a otras partes del cuerpo. Glándula exocrina: cualquier glándula que se excreta externa­ mente por un conducto. Las secreciones de glándulas exocrinas no entran de modo directo a la circulación. Glándulas paratiroideas: cuatro glándulas adyacentes a la glán­ dula tiroidea. Dos de estas glándulas se encuentran en la porción superior y dos cerca de la porción inferior de la glán­ dula tiroides. Las glándulas paratiroides producen hormona paratiroidea, la cual controla el metabolismo del calcio y el fosfato. Glándulas suprarrenales: órganos en pares localizados en el polo superior de cada riñón. Cada glándula consta de una corteza externa y una médula interna, que tienen orígenes embriológicos diferentes, mecanismos de control distintos y productos diferentes. Globulina transportadora de tiroxina (GTT): una proteína que se une a las hormonas tiroideas. El análisis de GTT se usa para confirmar resultados de FT3 o FT4 o anormalidades en la relación de la prueba de TT4 y T3U; o como un marcador posoperatorio de cáncer de la tiroides. Globulinas: grupo heterogéneo de proteínas que se pueden sepa­ rar por electroforesis en fracciones cq, a 2 y y. Glomérulo: vasos sanguíneos pequeños en la neurona que se proyectan hacia el extremo circular del túbulo proximal y sir­ ven como mecanismo de filtración. Glomerulonefritis: inflamación de los glomérulos del riñón. Puede ser aguda, subaguda o crónica. Glucagon: una hormona de proteína relacionada con el metabo­ lismo de carbohidratos, grasa y proteínas. Es sintetizado por las células a del islote pancreático y está compuesto de 29 aminoácidos. Glucocorticoide: una clasificación general de hormonas sinte­ tizadas en la zona fasciculada de la corteza suprarrenal. El cortisol es la hormona glucocorticoide principal.

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GLOSARIO

Glucógeno: un polisacárido similar al almidón; forma en la que se almacenan los carbohidratos. Glucogenólisis: proceso mediante el cual el glucógeno se con­ vierte de nuevo en glucosa 6-fosfato para entrar en la vía glu­ colítica. Glucólisis: hidrólisis de glucosa mediante una enzima en piru­ vato o lactato; el proceso es anaeróbico. Gluconeogénesis: la conversión de aminoácidos por el hígado y otros tejidos especializados, como el riñón, a sustratos que se pueden convertir en glucosa. La gluconeogénesis también abarca la conversión de glicerol, lactato y piruvato a glucosa. Glucósidos cardíacos: fármacos utilizados para incrementar la contractilidad del corazón y desacelerar los impulsos de con­ ducción (p. ej., digoxina). Gonadotropina coriónica humana (hCG): una hormona de proteí­ na producida por la placenta y consiste en subunidades a y (3. Gota: artritis relacionada con concentraciones incrementadas de ácido úrico en la sangre, que luego se deposita en las articula­ ciones o tejidos causando hinchazón dolorosa. Es más común en hombres que en mujeres. G TT: véase Globulina transportadora de tiroxina.

H Elapteno: una sustancia que se puede unir con un anticuerpo pero no puede iniciar una respuesta inmunitaria a menos que se una a un portador. HbA j : véase Hemoglobina Aj . HC: hormona de crecimiento. hCG: véase Gonadotropina coriónica humana. HDL: véase Lipoproteínas de alta densidad. HDSM: hojas de datos de seguridad de materiales. Hemodiálisis: una técnica o procedimiento que provee la fun­ ción de los riñones cuando uno o ambos están dañados. La sangre del paciente se hace circular por membranas para eli­ minar residuos. Hemofiltración: un procedimiento o técnica de ultrafiltración (similar a la hemodiálisis) utilizado para eliminar una acu­ mulación en exceso de productos metabólicos normales de la sangre. Hemoglobina Alc (HbAlc): la subfracción más grande de HbA normal en individuos diabéticos y no diabéticos. Se forma mediante la reacción de la cadena (3 de HbA con glucosa. Refleja la concentración de glucosa presente en el cuerpo sobre un tiempo prolongado relacionado con la vida media de 60 días de eritrocitos. Hemoglobinopatía: un trastorno relacionado con la presencia de hemoglobina anormal. Hemolisis: daño a las membranas de eritrocitos, que causa libe­ ración de constituyentes celulares (p. ej., hemoglobina) en el plasma sanguíneo o suero. Heparina: un anticoagulante empleado en la recolección de sangre. Hepatitis: “inflamación del hígado”; podría ser causada por un virus, bacteria, parásitos, radiación, fármacos, sustancias quí­ micas o toxinas. Entre los virus que causan hepatitis están los tipos de hepatitis A, B, C, D (o A) y E, citomegalovirus, virus de Epstein-Barr y probablemente otros. Hepatoma: tumores malignos primarios del hígado; conocido también como carcinoma hepatocelular o hepatocarcinoma.

Hibridación in sítu: una técnica llevada a cabo en las células, teji­ do o cromosomas que se fijan en un portaobjetos de micros­ copio. Después que se desnaturaliza el DNA por calor, se añade una sonda marcada e híbrida a la secuencia blanco des­ pués que se enfría la placa. Por lo común se usan productos colorimétricos o fluorescentes. Hibridación: producción de híbridos. Hidrato: compuesto y su agua relacionada. Hidrolasa: una enzima que cataliza la hidrólisis de enlaces de éter, éster, anhídrido de ácido, glucosilo, C-C, C-haluro o P-N. Higiene química: procedimientos y prácticas de trabajo para regular la exposición del personal de laboratorio a sustancias químicas peligrosas. Higroscópica: sustancias que captan agua al estar expuestas a condiciones atmosféricas. Hiperaldosteronismo: producción excesiva de aldosterona por la glándula suprarrenal. Podría ser primario (debido a una lesión suprarrenal) o secundario a anormalidades en el siste­ ma renina-angiotensina. Hiperandrogenemia: producción excesiva de andrógenos en las mujeres. Hipercalcemia: concentraciones elevadas de calcio en la sangre. Hipercloremia: concentraciones elevadas de cloro en la sangre. Hipercoagulabilidad: capacidad incrementada (es decir, de la sangre) para coagular. Hipercortisolismo: concentraciones incrementadas de cortisol. Hiperfosfatemia: concentraciones elevadas de fósforo en la sangre. Hiperglucagonemia: producción excesiva de glucagon. La hiperglucagonemia debida a tumores se debe diferenciar de otras causas de glucagon incrementado, que incluyen diabetes, pancreatitis y traumatismo. Hiperglucémico: concentración incrementada de azúcar san­ guínea. Hiperinsulinemia: liberación excesiva o inapropiada, o ambas, de insulina. Hipermagnesemia: concentraciones altas de magnesio en la sangre. Hipernatremia: concentraciones elevadas de sodio en la sangre. Hiperoxemia: oxígeno incrementado en la sangre. Hiperparatiroidismo: condición que resulta de la actividad incrementada de las glándulas paratiroideas. Hiperplasia suprarrenal congénita (HSC): resulta de la falta de una enzima necesaria para la producción de cortisol. Hiperpotasemia: concentraciones elevadas de potasio en la sangre. Hiperprolactinemia: secreción de prolactina en exceso debido a disfunción hipotalámica-hipofisaria. Por lo común debido a neoplasma hipofisario. Hiperproteinemia: concentración total de proteína en la sangre que es mayor que el intervalo de referencia. Hipertensión: presión arterial elevada de forma anormal. Hipertensión esencial: hipertensión sin ninguna causa conocida. Hipertensión secundaria: hipertensión con una fuente identi­ ficada. Hipertiroidismo: secreción excesiva de las glándulas tiroideas. Hiperuricemia: concentraciones plasmáticas de ácido úrico mayores que 7.0 mg/dl en varones y 6.0 mg/dl en mujeres. Hipervitaminosis: una condición que resulta de la ingestión excesiva de una vitamina. Hipoaldosteronismo: concentración reducida de aldosterona.

GLOSARIO

Hipocalcemia: concentraciones reducidas de calcio. Hipocloremia: concentraciones reducidas de cloro en la sangre. Hipocortisolismo: concentraciones bajas o reducidas de cortisol. Hipófisis anterior: adenohipófisis. La hipófisis se localiza en una cavidad pequeña en el hueso esplenoide del cráneo llama­ da silla turca. Las hormonas trópicas de la hipófisis anterior están mediadas por retroalimentación negativa, que conlleva interacción de las hormonas efectoras con el hipotálamo, así como con las células de la hipófisis anterior. Hipófisis posterior: una porción de la hipófisis; también la neurohipófisis. Hipofosfatemia: concentraciones reducidas de fósforo en la sangre. Hipoglucémico: concentración reducida de azúcar en la sangre. Hipoglucorraquia: concentraciones reducidas de glucosa en el LCR. Hipogonadismo: secreción interna aberrante de las gónadas. Hipoinsulinemia: concentración reducida de insulina. Hipomagnesemia: concentraciones reducidas de magnesio en la sangre. Hiponatremia: concentraciones reducidas de sodio en la sangre. Hipoparatiroidismo: la mayor parte de las veces debido a la des­ trucción de las glándulas suprarrenales y, como tal, se relacio­ na con la deficiencia de glucocorticoides. Hipopotasemia: concentraciones reducidas de potasio. Hipoproteinemia: concentración de proteína total en la sangre que está abajo del intervalo de referencia. Hipotálamo: la porción del cerebro localizada en las paredes y el piso del tercer ventrículo. Está directamente arriba de la hipófisis y está conectado a la hipófisis posterior mediante el tallo hipofisario. Hipotiroidismo: secreción tiroidea reducida. Hipouricemia: concentraciones plasmáticas de ácido úrico menores que 2.0 mg/dl. Hipovitaminosis: una condición que resulta de la carencia o deficiencia de vitaminas en la dieta. Hipovolemia: volumen reducido de sangre. Hipoxemia: oxigenación insuficiente o reducida de la sangre. Hipoxia: condición fisiológica causada por una deficiencia de la cantidad de oxigeno que llega a los tejidos. Hirsutismo: crecimiento excesivo y anormal del pelo. Histograma: representación gráfica de datos donde el número o frecuencia de cada resultado se coloca en el eje y y el valor del resultado se gráfica en el eje x. Hojas de datos de seguridad de materiales (HDSM): una fuente importante de información de seguridad para empleados que pudieran usar materiales peligrosos en sus trabajos. Holoenzima: enzima que consiste en una porción de proteína y una porción de ácido no amino o grupo prostético. Homeostasis: estado de equilibrio en el cuerpo mantenido mediante procesos dinámicos. Hormona: una sustancia química que un órgano o tejido produ­ ce y secreta en la sangre, y tiene un efecto específico en un tejido blanco. Hormona adrenocorticotrópica (ACTH): una hormona peptídica que secreta la hipófisis anterior. Estimula la corteza de las glándulas suprarrenales para producir hormonas corticales suprarrenales. Hormona antidiurética (ADH): vasopresina; producida por hipotálamo.

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Hormona de crecimiento (GH): un péptido compuesto de 191 aminoácidos. En contraste con la mayor parte de las hormo­ nas de proteína, la GH no actúa por cAMR La unión de GH a su receptor de membrana conduce a la captación de glucosa, transporte de aminoácidos y lipólisis. Secretada por la hipó­ fisis anterior. Hormona estimuladora de folículos (FSH): una hormona de proteína que secreta la hipófisis anterior. Hormona Uteinizante (LH): una hormona glucoproteínica secretada por la hipófisis anterior. Hormona liberadora de corticotropina (CRH): una hormona que se libera del hipotálamo que actúa en la hipófisis anterior para incrementar la secreción de ACTH. Hormona liberadora de tirotropina (TRH): un tripéptido libera­ do por el hipotálamo. Viaja a lo largo del tallo hipotalámico a las células (3 de la hipófisis anterior, donde estimula la sín­ tesis y liberación de tirotropina o la hormona estimulante del tiroides (TSH). Hormona paratiroidea (PTH): hormona sintetizada como pro­ hormona que contiene 115 aminoácidos. La forma activa de la hormona contiene 84 aminoácidos, y es secretada por las células principales de las glándulas paratiroides. HSC: véase Hiperplasia suprarrenal congénita. Hueso cortical: tipo de hueso que es muy fuerte en las dimen­ siones axial y de sección transversal, muy adecuado para las necesidades de los huesos largos. I Ictericia: pigmentación amarilla en la piel o esclerótica (incluso tejidos, membranas y secreciones); un resultado de la con­ centración excesiva de bilirrubina en la sangre. IDR: véase Inmunodifusión radial. Imagen nuclear cardiovascular: técnica en la que se utilizan radionucleótidos para evaluar el funcionamiento cardiovascular y la perfusión del miocardio y la viabilidad del músculo cardíaco. índice de DNA (ID): ploidía de tumores; la cantidad de DNA medido en células cancerígenas en relación con sus células normales. índice de tiroxina libre (FT4I): una media indirecta de la con­ centración de hormona libre y se basa en la relación de equili­ brio de T4 ligada y FT+. El FT4I se calcula mediante la fórmula siguiente: FT+I = T+ X relación de T3U. índice ictérico: una prueba que conlleva diluir suero con solu­ ción salina hasta que visualmente corresponde al color de una solución a 0.01% de dicromato de potasio. El número de veces que se debe diluir el suero se llama índice ictérico. Infancia: infante; período de vida donde el niño es incapaz de caminar o alimentarse por sí mismo. Infarto de miocardio: también ataque al corazón; ocurre cuando el flujo de sangre a un área del músculo cardíaco se bloquea en forma repentina, lo que da lugar a isquemia y muerte del tejido miocárdico. Infertilidad: incapacidad o capacidad disminuida para producir descendencia. Inhibidor glucolítico: sustancia que evita la hidrólisis de azúcar. El fluoruro de sodio es un inhibidor glucolítico. Inhibina: una hormona testicular que inhibe a la hormona luteinizante.

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GLOSARIO

Injerto: tejido que se trasplanta. Inmunidad: resistencia a la infección por un agente patológico. Inmunodifusión radial (IDR): técnica de precipitación inmunitaria utilizada para cuantificar una proteína (el antígeno). Inmunoelectroforesis: una técnica que combina la electroforesis de proteínas e inmunodifusión. Inmunoensayo: una técnica que mide la tasa de formación de complejo inmunitario. El inmunoensayo puede ser marcado o no marcado. Inmunoensayo competitivo: véase Unión proteínica competitiva. Inmunoensayo de polarización fluorescente (IPF): una técni­ ca en la cual un antígeno marcado con fluoresceína gira con rapidez en solución y, cuando se excita, no emite luz polariza­ da. Después de unirse a un anticuerpo la etiqueta gira mucho más lento y emite luz polarizada. Cuando la luz polarizada se emplea como una fuente de excitación, la fluorescencia emi­ tida se mide en dos planos. La diferencia de polarización fluo­ rescente (calculada) antes y después de la adición del analito marcado es inversamente proporcional a la concentración del analito desconocido. Esta metodología es de suma utilidad para antígenos (fármacos, hormonas, etc.). Inmunoensayo no competitivo: uso de anticuerpo de reactivo marcado para detectar un antígeno; también inmunoensayo inmunomé trico. Inmunofenotipia: uso de citómetro de flujo para detectar antíge­ nos intracelulares y de la superficie de la célula. Inmunofijación: o electroforesis de inmunofijación (EIF); una técnica en la que un precipitado inmunitario es atrapado (fijado) en un medio de soporte electroforético. Este método ha sustituido a la inmunoelectroforesis debido a la facilidad y velocidad. Inmunofluorescencia directa: detección de antígenos con anti­ cuerpo marcado fluorescente. Inmunofluorescencia indirecta: técnica en la cual el anticuerpo sérico reacciona con antígeno fijado en una placa y el anti­ cuerpo a su vez reacciona con globulinas antihumanas con­ jugadas. Si el suero del paciente contiene el anticuerpo de interés, éste se observará bajo un microscopio fluorescente. Inmunohistoquímica: uso de anticuerpos para detectar antíge­ nos en el tejido. Inmunotransferencia: una técnica para el análisis e identifica­ ción de antígenos; western blot. Insuficiencia renal aguda: una disminución pronunciada y repentina en la operación renal como resultado de un daño tóxico o hipóxico a los riñones. Por definición ocurre cuando la tasa de filtración glomerular (TFG) se reduce a menos de 10 ml/minuto. Insuficiencia renal crónica: un síndrome clínico que ocurre cuando hay una disminución gradual en la función renal al paso del tiempo. Insulina: una hormona peptídica que se sintetiza en las células B de los islotes de Langerhans en el páncreas. Intervalo de referencia: los valores usuales para una población saludable; también intervalo normal. Intervalo osmolal: diferencia entre la osmolalidad medida y la osmolalidad calculada. El intervalo osmolal indica de modo indirecto la presencia de sustancias osmóticamente activas que no sean sodio, urea o glucosa, como etanol, metanol, eti­ lenglicol, lactato o hidroxibutirato p.

Intervalo terapéutico: intervalo de concentración de un fármaco que es benéfico para el paciente. Inulina: un polisacárido vegetal exógeno derivado de alcachofas y dalias. Los glomérulos la filtran por completo, y los túbulos no la secretan ni la reabsorben. Es la más exacta de todos los ensayos de TFG. Inumocitoquímica: uso de antibióticos para detectar antígenos en células. IPF: véase Inmunoensayo de polarización fluorescente. Islotes de Langerhans: cúmulos de células (a , P y ó) en el pán­ creas; la insulina es una hormona peptídica sintetizada por las células P de los islotes pancreáticos. Isoenzima: formas diferentes de una enzima que se podrían originar de causas genéticas o no genéticas, y podrían dife­ renciar entre sí con base en ciertas propiedades físicas, como movilidad electroforética, solubilidad o resistencia a la inac­ tivación. Isoformas CK: producidas como parte del mecanismo de aclara­ miento normal para las isoenzimas CK y están presentes en todos los sueros. K Km: véase Constante de Michaelis-Menten. Kwashiorkor: desnutrición aguda calórico-proteínica.

L Lactescencia: semejanza con la leche; apariencia lechosa. Lactógeno placentario humano (LPFI): una hormona proteínica que es estructural, inmunológica y funcionalmente muy simi­ lar a la hormona del crecimiento y prolactina. Al igual que la hCFI, es producida por la placenta, y se puede medir en la ori­ na y el suero de la madre así como en el líquido amniótico. Lanceta: un dispositivo quirúrgico utilizado para practicar una punción en la piel y recolectar sangre. Lateral: al lado. LCR: véase Líquido cefalorraquídeo. LDL: véase Lipoproteínas de baja densidad. Ley de Beer: establece matemáticamente la relación entre la con­ centración y la absorbancia en mediciones fotométricas; se expresa como: A = abe. LH: véase Hormona luteinizante. LIC: véase Líquido intracelular. Liproprotelna: proteína ligada con componentes lipídicos, es decir, colesterol, fosfolípido y triglicérido. Se podría clasificar como de muy baja densidad (VLDL), densidad baja (LDL) y densidad alta (HDL). Lipoproteína (a) [Lp(a)]: partículas de lipoproteína parecidas a LDL. Lipoproteínas de alta densidad (HDL): un equipo de depurado que recoge colesterol extra para transportarlo de regreso al hígado. Lipoproteínas de baja densidad: “depósitos vacíos” ricos en colesterol que permanecen después que los triglicéridos han sido depositados. Lipoproteínas de muy baja densidad: un grupo de lipoproteínas que llevan triglicéridos integrados en el hígado a las células para satisfacer los requerimientos de energía o almacenarlos como grasa.

GLOSARIO

Liquido amniótico: un líquido en el cual se suspende el feto; proporciona un medio de amortiguamiento para el feto y sir­ ve como matriz para el influjo o eflujo de constituyentes. Líquido cefalorraquídeo (LCR): un ultrafiltrado selectivo del plasma que rodea al cerebro y la médula espinal. Liquido extracelular: agua (líquido) fuera de la célula; se pue­ de subdividir en líquido extracelular intravascular (plasma) y liquido celular intersticial (LCI) que rodea las células en los tejidos. Líquido intracelular (LIC): líquido dentro de las células. Liquido pericárdico: líquido que rodea y protege al corazón. La frecuencia de muestreo pericárdico y análisis de laboratorio es raro. Líquido peritoneal: un liquido claro a color paja que secretan las células del peritoneo (cavidad abdominal). Sirve para hume­ decer las superficies de las visceras. Líquido pleural: en esencia liquido intersticial de la circulación sistémica; está contenido en una membrana que rodea los pulmones. Líquido seroso: líquido del cuerpo similar al suero sanguíneo; secretado en parte por las membranas serosas. Líquido sinovial: líquido que se forma por ultrafiltración de plasma en la membrana sinovial de una articulación. La membrana secreta también hacia el dializador una mucoproteína rica en ácido hialurónico, que causa la viscosidad del líquido sinovial. Lobulillo: forma la unidad estructural del hígado, que mide 1 a 2 mm de diámetro. Se compone de cordones de células hepáti­ cas (hepatocitos) que irradian desde una vena central. Lp(a) : véase Lipoproteína (a). LPH: véase Lactógeno placentario humano.

M Mantisa: la porción del logaritmo a la derecha del punto decimal, derivada del número. Marasmo: una condición causada por insuficiencia calórica sin insuficiencia de proteínas, de modo que la concentración de albúmina sérica permanece normal; hay pérdida considerable de peso corporal. Marcador tumoral: sustancias biológicas sintetizadas y liberadas por células cancerosas o sustancias producidas por el hués­ ped en respuesta a tejido canceroso. Los marcadores tumorales pueden estar presentes en la circulación, líquidos de cavidades corporales, membranas celulares o el citoplasma y núcleo de la célula. Marcadores cardíacos: prueba de diagnóstico o analito que se utiliza para evaluar la función cardíaca. Material criogénico: material llevado a temperaturas bajas; por ejemplo, los gases licuados. Material peligroso: un material con la posibilidad de causar lesión o daño personal si se maneja. Material radiactivo: cualquier material capaz de emitir energía radiante (rayos o partículas). Materiales de referencia estándar (MRE): establecidos por la autoridad. Se usan para comparación o medición. Medial: en la mitad. Medicina forense: conocimiento o resultados médicos que apli­ can a cuestiones legales que afectan a la vida o la propiedad.

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Un resultado de muestra podría ser empleado como evidencia en una corte para probar causa de muerte, la inocencia o cul­ pabilidad de un individuo acusado o posiblemente abuso del alcohol o drogas. Megavitamina: ingestión de una vitamina en exceso extremo de los requerimientos diarios. Mejoramiento de la calidad: actividades y sistemas diseñados para evaluar y mejorar la atención del paciente. Menopausia: el cese permanente de la actividad menstrual. Metabolito: cualquier producto del metabolismo como en el derivado de un fármaco. Metaloenzima: oligoelemento relacionado con una enzima como un componente o cofactor esencial. Metaloproteína: oligoelemento relacionado con una proteína como un componente o cofactor esencial. Metanefrina: un producto metabólico de adrenalina y noradre­ nalina. Método cinético de medición: cuantificación mediante la deter­ minación de la velocidad a la ocurre una reacción o se forma un producto. Método enzimático acoplado: uso de varias reacciones enzimá­ ticas secuenciales que producen un producto que puede ser detectado mediante un espectrofotómetro, y cuya concentra­ ción está relacionada con el analito en cuestión. Métodos anfotéricos: utilizados para evaluar el estado nutricio­ nal general de un paciente. Incluye prueba de pliegue cutáneo y circunferencia del brazo y medidas de estatura y peso. Microalbuminuria: pequeñas cantidades de albúmina en la ori­ na; las concentraciones de microalbúmina están entre 20 y 300 mg/día. Microglobuina P2: un péptido pequeño no glucosilado; usado como un indicador de TFG. Microquímica: análisis químico clínico que requiere sólo varios microlitros de muestra. Mineralocorticoide: un grupo de sustancias producidas por la corteza suprarrenal. La aldosterona es el principal mineralo­ corticoide (hormona reguladora de electrólitos) producido por la zona glomerular. Miocarditis: inflamación del miocardio. Mioglobina: la mioglobina es una proteína de heme encontrada sólo en el músculo esquelético y cardíaco en los humanos. Se puede unir de forma reversible al oxígeno de una mane­ ra similar a la molécula de hemoglobina, pero la mioglobina es capaz de liberar oxígeno, excepto bajo tensión de oxígeno muy baja. Mixedema: condición resultante de hipofunción de la tiroides. El término se usa para describir la hinchazón peculiar sin fóvea de la piel. Molalidad: representa la cantidad de soluto por kilogramo de disolvente. Molaridad: número de moles por litro de solución. Monoclonal: que proviene de una línea de células. Monosacárido: un carbohidrato simple; no puede ser descom­ puesto por hidrólisis. Como ejemplos se tiene glucosa, galac­ tosa y fructosa. MRE: véase Materiales de referencia estándar. MTF: véase Monitoreo terapéutico de fármacos. Muestra aleatoria de orina: una muestra de orina en la cual no son importantes el tiempo y el volumen de recolección. La

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primera micción de la mañana se requiere con frecuencia porque es la más concentrada; por lo común se usa para el análisis de orina rutinario (pH, glucosa, proteína, densidad relativa y osmolalidad). Muestra de orina programada: muestras recolectadas a interva­ los específicos, como antes y después de las comidas, o mues­ tras que se recolectarán en períodos específicos. Por ejemplo, las muestras discretas recolectadas en un período se usan para pruebas de tolerancia (p. ej., glucosa). Muestras de ayuno: una muestra de sangre tomada después que el paciente no ha comido durante por lo menos 12 horas. Muestreo en tubo cerrado: una capacidad del instrumento para retirar la muestra del paciente para análisis desde el tubo de recolección primario al perforar el tapón.

N Nanofiltración: técnica de filtración para eliminar materia particu­ lada, microorganismos y pirógenos o endotoxinas cualesquiera. Narcótico: cualquier grupo de sustancias (fármaco) que produ­ ce el grupo de sustancias opiáceas; abarca no sólo heroína, morfina y codeina, sino también varios compuestos sintéti­ cos como meperidina, metadona, propoxifeno, pentazocina y otros. Todas tienen cierta posibilidad de adicción. NCCLS: National Committee fo r Clinical Laboratory Standards; una agencia que establece estándares de laboratorio. Nefelometría: técnica analítica que mide la cantidad de luz dis­ persada por partículas (complejos inmunitarios) en una solu­ ción. Las mediciones se hacen a un ángulo de 5 a 90° respecto a un haz. NEM: véase Neoplasia endocrina múltiple. Neonato: un recién nacido de hasta seis semanas de edad. Neoplasia endocrina múltiple (NEM): la presencia de varios tumores o hiperplasias relacionados con diversos órganos endocrinos. Neoplasma: un crecimiento nuevo y anormal de células o tejido; también tumor. Neuroblastoma: tumores malignos de la médula suprarrenal que ocurren en los niños. Producen catecolaminas, y en ocasiones podrían estar relacionadas con hipertensión. Neurohipófisis: porción posterior de la hipófisis. NFPA: National Fire Protection Association. Nictalopia: visión deficiente en luz tenue debido a deficiencia de vitamina A. Esta condición se conoce también como ceguera nocturna. Nitrógeno no proteínico (NNP): compuesto que contiene nitró­ geno que permanece en una muestra de sangre después de la eliminación de constituyentes de proteínas. NNP: véase Nitrógeno no proteínico. Nomograma de Done: una gráfica que aproxima la toxicidad de fármacos, dado el tiempo de ingestión y el nivel de fármaco en la sangre. Noradrenalina: una hormona (y catecolamina) producida por la médula suprarrenal. Como hormonas, tanto la noradrenalina como la adrenalina sirven para movilizar depósitos de energía y preparar al cuerpo para actividad muscular (incremento de la frecuencia cardíaca y la presión arterial, mayor cantidad de azúcar en la sangre, etc.). Son secretadas en cantidades mayo­ res con estrés (dolor, temor, etc.).

Normalidad: número equivalentes gramo por litro de disolu­ ción. Normetanefrina: un metabolito de adrenalina. Northern blot: técnica para detección de moléculas de RNA o especies con secuencias definidas. Nutrición parenteral total (NPT): un medio muy empleado de apoyo nutricional intenso para pacientes que están desnutri­ dos o en peligro de volverse desnutridos, debido a que son incapaces de consumir los nutrimentos requeridos. Nutrición parenteral: apoyo nutricional intenso para pacientes que están desnutridos, o en riesgo de volverse desnutridos, porque son incapaces de consumir los nutrientes requeri­ dos o tomar nutrientes por completo. La terapia de nutri­ ción parenteral requiere administrar cantidades apropiadas de disoluciones de carbohidratos, aminoácidos y lípidos así como electrólitos, vitaminas, minerales y oligoelementos para satisfacer los requerimientos calóricos, proteínicos y de nutrientes mientras se mantiene el equilibrio de agua y elec­ trólitos. O Oligoelemento: un elemento que aparece en sistemas biológicos en concentraciones de mg/kg o menos (partes por millón). Por lo común, el requerimiento diario de esta clase de ele­ mento es de pocos miligramos al día. Oncogenes: segmentos de DNA virales que pueden transformar células normales en células malignas. Opsonización: acción de opsoninas para facilitar la fagocitosis. OSHA: Occupational Safety and Health Act (Ley ocupacional de seguridad y salud); decretada por el congreso en 1970. El objetivo de esta regulación federal fue proveer a los emplea­ dos (incluso el personal de laboratorio clínico) un ambiente de trabajo seguro. Osmolalidad: propiedad física de una disolución, basada en la concentración de solutos (expresada en milimoles) por kilo­ gramo de disolvente. Osmolaridad: concentración de partículas osmóticamente acti­ vas en disolución reportadas en miliosmoles por litro; no se emplea de forma rutinaria. Osmómetro: instrumento de laboratorio empleado para medir osmolalidad o concentración de un soluto por kilogramo de disolvente. Osteoblasto: células que construyen hueso cuando son acciona­ das mediante señales hormonales apropiadas. Osteoclasto: células que causan reabsorción de hueso cuando son activadas por señales hormonales apropiadas. Osteomalacia: condición que resulta de una deficiencia de vita­ mina D. La deficiencia de vitamina D causa que los huesos sean blandos y quebradizos. Es la forma de raquitismo en el adulto. Osteoporosis: una enfermedad que conlleva la pérdida gradual de masa ósea que da como resultado un esqueleto menos den­ so y débil. Otorrea: descarga del oído; también filtración de LCR del oído. Ovulación: descarga periódica de un óvulo del ovario. Oxidado: pérdida de electrones; combinado con oxígeno. Oxidorreductasa: una enzima que cataliza una oxidación; reac­ ción de reducción entre dos sustratos.

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Oxihemoglobina fraccionaria ( F 0 2Hb): es la relación entre la concentración de oxihemoglobina y la concentración de hemoglobina total (ctHb). Oxitocina: una hormona producida en el hipotálamo. Estimula la contracción del útero grávido a término y también produce la contracción de células mioepiteliales en la mama, lo cual causa la eyección de leche.

P P50: representa la presión parcial de oxígeno a la que la saturación de oxígeno de hemoglobina (S 0 2) es 50%. La P50 es una medida de las características de unión de 0 2Hb e identifica la posición de la curva de disociación oxígeno-hemoglobina a media saturación. Pancreatitis: inflamación del páncreas causada en última instan­ cia por autodigestión del páncreas como resultado de reflujo de bilis o contenido duodenal hacia el conducto pancreático. Panhipopituitarismo: una condición que resulta de las deficien­ cias hormonales hipofisarias. Estas hormonas se pierden en un orden característico, donde la hormona del crecimiento y las gonadotropinas desaparecen primero, seguidas de TSH, ACTH y prolactina. Paracentesis: aspiración de líquido por la piel; como en la eli­ minación o aspiración de líquidos pericárdicos, pleurales y peritoneales. Paracrina: secreción de una hormona de otra que no sea una glándula endocrina. Patógeno llevado en la sangre: cualquier agente infeccioso o patógeno transmisible por medio de la sangre o productos sanguíneos. Patógeno transportado por el aire: cualquier agente infeccioso transmisible mediante el aire, por ejemplo, tuberculosis. Patrón de deshidrogenasa de lactato descontrolado: situación en la que las concentraciones séricas de LD-1 se incrementan hasta un punto donde están presentes en mayor concentra­ ción que LD-2. PATT: véase Prealbúmina transportadora de tiroxina. P C 0 2: presión parcial del dióxido de carbono. Pediátrico: en relación con el tratamiento de los niños. Pelagra: una condición que resulta de una deficiencia de niacina. Los signos iniciales de pelagra incluyen anorexia, cefaleas, debilidad, irritabilidad, indigestión e insomnio. Éstos pro­ gresan a las clásicas cuatro letras D de la pelagra avanzada: dermatitis, diarrea, demencia y defunción. Pepsina: un grupo de enzimas proteolíticas relativamente débi­ les, con pH óptimo de alrededor de 1.6 a 3.6, que catalizan a las proteínas nativas excepto el moco. Péptidos: compuestos formados por la división de peptonas, que contienen dos o más aminoácidos. Las hormonas peptídicas incluyen insulina, glucagon, hormona paratiroidea, hormona del crecimiento y prolactina. Pericarditis: inflamación del pericardio. Peso equivalente: igual al peso molecular de una sustancia divi­ dido entre su valencia. PG: véase Prostaglandinas. pH: representa el logaritmo negativo o inverso de la concentra­ ción de ion hidrógeno; -log[H +] . Pipeta: utensilio hecho de vidrio o plástico que se usa para trans­ ferir líquidos; pueden ser reutilizables o desechables.

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Pirrol: una estructura heterocíclica o compuesto que es la base para sustancias como la hemoglobina. pK: el logaritmo negativo de la constante de ionización. Placa de química seca: una tecnología de película en varias capas (sustancias químicas secas) que utiliza la serie Vitros de ana­ lizadores automatizados. Todos los reactivos necesarios para una prueba particular están contenidos en la “placa”. Placenta: una estructura en el útero por la cual se nutre el feto. La placenta sintetiza y secreta diversas hormonas protefnicas, así como los esteroides estrógeno y progesterona. La eva­ luación del suero materno y la concentración en la orina de estas hormonas podría ser valiosa no sólo para diagnosticar el embarazo sino también para monitorear el desarrollo placentario y el bienestar fetal. Plasma: porción líquida de la sangre que contiene factores de coagulación. Pliegue del codo: área del antebrazo en la curvatura del codo; se utiliza por lo común para venipunción. P 0 2: presión parcial del oxígeno. Policlonal: que surge de diferentes líneas de células. Polidipsia: ingestión excesiva de H20 debido a sed crónica. Polimorfismos de longitud del fragmento de restricción (PLFR): una técnica para evaluar diferencias en las secuencias de DNA genómico. Polisacárido: carbohidratos complejos; los polisacáricos son las moléculas orgánicas más abundantes en la naturaleza. Porfinuria: cantidad incrementada de porfirinas en la orina. Porfiria: trastornos que resultan de alteraciones en la síntesis de heme. Porfirina: intermediarios químicos en la síntesis de hemoglo­ bina, mioglobina y otros pigmentos respiratorios llamados citocromos. Porfirinógenos: la forma reducida de las porfirinas. Poshepático: alteración extrahepática en la excreción de bili­ rrubina. La ictericia poshepática resulta de la excreción dete­ riorada de bilirrubina causada por obstrucción mecánica del flujo de bilis hacia los intestinos. Esto podría ser debido a cálculos biliares o a un tumor. Posrenal: obstrucción en el flujo de orina del riñón a la vejiga y su excreción. Poszona: en las reacciones de inmunoprecipitación, la concen­ tración de antígeno está en exceso y se reduce la unión cru­ zada. Potencial redox: una medida de la capacidad de una solución para aceptar o donar electrones. Proyección de Fisher: modelo que se puede usar para represen­ tar carbohidratos. La proyección de Fisher de un carbohidrato tiene al aldehido o cetona en la parte superior del dibujo. Los carbonos se numeran comenzando en el extremo aldehido o cetona, y el compuesto se puede representar como cadena recta o en una forma cíclica, hemiacética. Prealbúmina transportadora de tiroxina (PATT): proteína de transporte de tiroxina; también transtirretina (TTR). Precauciones estándar: normas que consideran infecciosos a la sangre y otros líquidos corporales de los pacientes; incluyen lavado de manos, guantes, protección para los ojos, etc. Precisión: la proximidad de resultados repetidos; expresada en forma cuantitativa como desviación estándar o coeficiente de variación.

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Prehepático: antes del hígado. La ictericia prehepática resulta cuando está presente una cantidad excesiva de bilirrubina para que la metabolice el hígado, como en la anemia hemolítica. Este tipo de ictericia se caracteriza por hiperbilirrubinemia no conjugada. Prerrenal: anterior al plasma que llega al riñón. Presión osmótica: presión que permite al disolvente fluir entre una membrana semipermeable para establecer un equilibrio entre compartimientos de osmolalidad diferente. Presión parcial: la presión que ejerce un gas en la atmósfera; igual a la presión arterial a una altitud particular multiplicada por el porcentaje apropiado de cada gas. Producción de hormona ectópica: hormonas producidas por células en sitios distintos a la glándula de la cual normalmen­ te se derivan. Progesterona: una hormona esteroidea producida por el cuer­ po lúteo y la placenta. La progesterona sirve para preparar el útero para el embarazo, y los lóbulos de la mama para la lactación. Prohormona: un precursor de la hormona activa. Proinsulina: precursor de la insulina; se empaqueta hacia los gránulos secretorios, donde se descompone en cantidades equimolares de insulina y un péptido C. Prolactina: una hormona proteínica cuya composición de ami­ noácidos es similar a la de GH. Es producida por la glándula hipofisaria. En los humanos, al parecer funciona sólo en la iniciación y mantenimiento de la lactancia. Propiedad coligativa: las propiedades de la presión osmótica, punto de congelación, punto de ebullición y vapor de pre­ sión. Prostaglandinas (PG): un grupo de ácidos grasos no saturados biológicamente activos; metabolitos de ácido araquidónico. Proteína conjugada: compuesta de una proteína (aminoácidos) y una mitad de nonoproteína. Proteína simple: compuesta sólo de aminoácidos. Proteinuria: proteína en la orina. Protooncogenes: los genes celulares normales que desempe­ ñan papeles esenciales en la diferenciación y proliferación de células y posiblemente se pueden volver oncogénicos. La transformación de protooncogenes en oncogenes puede ocu­ rrir mediante mutaciones de un solo punto, translocación y amplificación. Proyección de Haworth: representa glucosa en una forma cíclica que es más representativa de la estructura real. Cuando se dibuja la glucosa en una proyección de Haworth, la forma de la d-glucopiranosa se representa mediante el grupo hidroxi del carbono 1 orientado hacia abajo o abajo del plano del papel. Prozona: en las reacciones de inmunoprecipitación, la concen­ tración de anticuerpos está en exceso y disminuye el enlace cruzado. Prueba de absorción de d-xilosa: una técnica analítica que eva­ lúa la capacidad de absorber d-xilosa; es valiosa para diferen­ ciar malabsorción de etiología intestinal de la de insuficiencia pancreática exocrina. Prueba de competencia: confirmación de la calidad del análisis de laboratorio por medio de muestras “desconocidas”. Prueba de tolerancia a la lactosa: cualquier ensayo para deter­ minar el contenido de lactasa en la mucosa intestinal. La enzi­

ma lactasa es esencial para la absorción de lactosa del tubo digestivo. Prueba en el lugar de atención (PLEA): prueba analítica de muestras del paciente llevada a cabo fuera del laboratorio físi­ co y en el lugar de atención del paciente. Prueba F: prueba estadística utilizada para comparar las caracte­ rísticas de dos o más grupos de datos. Prueba T : se emplea para determinar si hay diferencia estadísti­ camente importante entre las medias de dos grupos de datos. Pruebas descartadas: listado de complejidad más simple en las enmiendas de mejoramiento del laboratorio clínico (CLIA). Tiene que ver sobre todo con sistemas de prueba aprobados por la Food and Drug Administration para uso doméstico. Los requerimientos son que no haya riesgo de daño razonable para el paciente si la prueba se realiza de manera incorrecta. La probabilidad de resultados erróneos es insignificante; el método de prueba es simple y sin complicaciones, y está dis­ ponible para uso en el hogar. PTH: véase Hormona paratiroidea. Pubertad precoz: inicio de la pubertad (desarrollo sexual nor­ mal) antes del tiempo esperado (por lo común, 10 a 14 años de edad). Punción cutánea: un sistema de recolección abierto. La sangre se lleva a la superficie de la piel al aplicar presión en el sitio. Se dejan caer gotas de muestra en un colector capilar de sangre (en lugar de jalar la muestra por presión de vacío hacia el tubo). La muestra contiene tanto sangre venosa como arterial. Punto isoeléctrico (pl): el pH en el que la molécula no tiene cambio neto.

Q Quelador: causa la unión de un ion (p. ej., metal) y una sustan­ cia química con estructura de anillo. Quilomicrones: partículas grandes ricas en triglicéridos. Quimioluminiscencia: luz producida como resultado de una reacción química. Las reacciones quimioluminiscentes más importantes son las reacciones de oxidación del luminol, ésteres de acridinio y dioxietanos, y se caracterizan por un incremento rápido en la intensidad de luz emitida seguido de una disminución gradual.

R Rabdomiólisis: destrucción de las células del músculo esquelé­ tico. Radical libre: una molécula muy radiactiva que contiene un enlace abierto o mitad de un enlace; los radicales libres son dañinos para el cuerpo (p. ej., OH-). Radiología cardíaca: uso de rayos X para evaluar el tamaño y la posición del corazón, etc. Raquitismo: la clásica enfermedad por deficiencia de vitamina D en los niños. Podría tener origen metabólico o nutricional. RCP: véase Reacción en cadena de la polimerasa. Reabsorción: proceso de absorber de nuevo. Reabsorción tubular: proceso en el que el movimiento de una sustancia (p. ej., calcio) es de la luz tubular al plasma capilar tubular. Reacción en cadena de la ligasa: técnica de amplificación por sonda que utiliza dos pares de sondas marcadas que son com­

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plementarias para dos secuencias cortas de DNA blanco muy próximas. Reacción en cadena de la polimerasa (RCP): un proceso in vitro empleado para replicar regiones cortas especificas, ilimitadas, de DNA. Reacción en cadena de la polimerasa-transcriptasa inversa: conversión de RNA a DNA mediante transcriptasa inversa; el DNA complementario (cDNA) se puede analizar entonces mediante la RCR Reactividad cruzada: capacidad de un anticuerpo para reaccio­ nar con un antígeno que es similar en estructura al antígeno homólogo. Recambio óseo: proceso acoplado que se lleva a cabo durante la vida en el hueso con formación y resorción ósea. Receptor: sustancia que ha ganado electrones. Reducida: sustancia que ha ganado electrones. Regla de control: criterio para juzgar si un proceso analítico está fuera de control; criterios de detección de errores. Relación de lecitinas/esfingomielinas (relación de L/E): una prueba clásica que evalúa la relación de lecitinas a esfingomielinas para determinar la madurez pulmonar fetal. Relación de NUS/creatinina: relación de nitrógeno ureico en plas­ ma o suero (mg/dl) a creatinina plasmática o sérica (mg/dl). Relación de transporte de hormona tiroidea (RTHT): prueba utilizada para medir sitios de enlace disponibles de las pro­ teínas de transporte de tiroxina; también prueba de captación de T3. Relación dosis-respuesta: comparación de la dosis de una sus­ tancia (es decir, fármaco o sustancia química) con sus posi­ bles efectos patológicos. La relación dosis-respuesta implica que habrá un incremento en la respuesta tóxica con una dosis cada vez mayor. Relación L/E: véase Relación de lecitinas/esfingomielinas. Renina: enzima producida por los riñones que actúa en la angio­ tensina para formar angiotensina I. Replicación de secuencia autosostenida: método de amplifica­ ción que detecta RNA blanco, y tiene que ver con ciclos iso­ térmicos continuos de transcripción inversa. Residuos clínicos: material que es infeccioso o físicamente peli­ groso; incluye sangre, tejidos, líquidos, partes del cuerpo, material punzante, etc. Retinoides: derivados de la vitamina A. Riesgo mecánico: cualquier peligro potencial de equipo como centrífugas, autoclaves y homogenizadores. Rinorrea: descarga de la nariz; también filtración de LCR hacia la nariz. Robótica: automatización frontal para “manejar” una muestra por las etapas de procesamiento y cargar la muestra en el ana­ lizador. Rotor: un dispositivo redondo en algunos analizadores automá­ ticos que sujeta tasas de muestra y es capaz de girar. RTHT: véase Relación de transporte de hormona tiroidea.

s Sangre arterial: sangre de las arterias. Sangre capilar: sangre de diminutos vasos sanguíneos. Sangre total: sangre completa que contiene la porción líquida (plasma) y elementos celulares.

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Sangre venosa: sangre obtenida de una vena. Saturación de oxígeno: (S 0 2) representa la relación de oxígeno que está unido a la proteína portadora, hemoglobina, en com­ paración con la cantidad total que podría enlazar la hemo­ globina. Saturación de transferrina: porcentaje de moléculas de trans­ ferrina que tienen hierro enlazado. Una relación de hierro sérico (hierro real en el suero) y transferrina sérica o CEHT (cantidad potencial de hierro que puede ser enlazado). Tam­ bién porcentaje de saturación. Secreción tubular renal: proceso que transporta sustancias del plasma al filtrado tubular para excreción en la orina. Secreción tubular: movimiento de sustancias del plasma capilar tubular a la luz tubular; también secreción de algunos produc­ tos del metabolismo celular hacia el filtrado en la luz tubular. Secreción: proceso en el cual las células de órganos glandulares producen sustancias a partir de la sangre. Secretagogo: un agente que estimula o causa secreción. Secretina: la secretina es sintetizada por las células en el intesti­ no delgado en respuesta al contenido ácido del estómago que llega al duodeno. Puede controlar la actividad de la gastrina en el estómago, y causar la producción de jugo pancreático rico en bicarbonato alcalino y, por consiguiente, proteger de daño el revestimiento del intestino. Serotonina (5-OH triptamina): una amina derivada de la hidroxilación y descarboxilación de triptófano. Es sintetizada por células enterocromafines, que se localizan sobre todo en el tubo digestivo y, en menor grado, en la mucosa bronquial, tracto biliar y gónadas. SI: véase Sistema Internacional de unidades. SIADH: síndrome de ADH inapropiado; resulta cuando se libera ADH a pesar de la baja osmolalidad sérica en relación con un volumen sanguíneo normal o incrementado. Silla turca: una cavidad pequeña en el hueso esplenoide del crá­ neo; en esta cavidad se localiza la hipófisis. Síndrome carcinoide: síndrome producido por tumores carcinoides que secretan cantidades excesivas de serotonina. Síndrome de angustia respiratorio: una condición que puede ocurrir en la transición a aire como fuente de oxígeno al nacer si no está presente la cantidad apropiada y tipo de fosfolípido (surfactante). Se denomina también enfermedad de la mem­ brana hialina debido a la membrana hialina encontrada en los pulmones afectados. Síndrome de Conn: adenoma suprarrenal que secreta aldosterona. Síndrome de Cushing: síndrome resultante de la producción excesiva de glucocorticoides en la corteza suprarrenal. Síndrome de Zollinger Ellison: un neoplasma que secreta gastrina, localizado por lo regular en los islotes pancreáticos, relacionado con concentraciones de gastrina plasmática excepcionalmente altas. Las concentraciones de gastrina plas­ mática de ayuno por lo común exceden de 1000 pg/ml y pue­ den alcanzar 400 000 pg/ml, en comparación con el intervalo normal de 50 a 150 pg/ml. Síndrome nefrótico: lesión glomerular; una permeabilidad incre­ mentada de forma anormal de la membrana fundamental glo­ merular. Puede ser resultado de muchas causas diferentes. Síndromes coronarios agudos: un avance de las condiciones patológicas relacionadas con la cardiopatía isquémica, que incluyen erosión y rotura de las placas de arterias corona­

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rias, activación de las plaquetas y trombos. A este avance se le conoce como síndromes coronarios agudos, y varia desde angina inestable hasta necrosis insular extensa en infarto de miocardio agudo. Sinusoides: espacios entre los cordones de células hepáticas; están revestidos por células endoteliales y células de Kupffer. Sistema autocrino: secreciones celulares que actúan para afectar sólo su propio desarrollo. Sistema de recolección cerrado: un tipo de sistema de recolec­ ción en el que la sangre se toma directamente de la vena de un paciente en un tubo provisto de un tapón; la muestra está contenida por completo, así que reduce el riesgo de contami­ nantes externos a la muestra y reduce el riesgo de exposición de los colectores a la sangre; conocido también como sistema de tubo evacuado. Sistema inmunitario: una serie compleja de sucesos en el cuer­ po que protege al individuo de agentes dañinos externos. La supervivencia del individuo depende de un sistema que fun­ ciona de forma apropiada. Sistema inmunitario adaptativo: una de dos partes funcionales del sistema inmunitario; produce una reacción específica para cada agente infeccioso, luego erradica de modo normal a ese agente y lo recuerda; así, evita que cause enfermedad poste­ rior. Por ejemplo, la rubéola y la difteria producen inmunidad de por vida después de una infección. Sistema inmunitario innato: una de dos divisiones funcionales del sistema inmunitario; es la primera línea de defensa. Sistema Internacional de unidades (SI): sistema de medición adoptado internacionalmente. Establecido en 1960 y es el único sistema empleado en muchos países. Las unidades del sistema se conocen como unidades SI. Sistema multiplicador de contracorriente: proceso que ocurre en el asa de Henle, por lo cual se mantiene una alta osmolali­ dad dentro del riñón y se produce orina hipoosmolal. Solución amortiguadora: una sustancia que reduce cualquier cambio en la concentración del ion hidrógeno; un ácido o base débil y sal conjugada. Solución en por ciento: la cantidad de soluto por 100 unidades totales de disolución. Soluto: una sustancia que se disuelve en un líquido o disolvente. Sonda: en un analizador automatizado, un dispositivo mecánico que se sumerge en una taza de muestra y aspira una porción del líquido. Sonda de DNA: un fragmento conocido de molécula de DNA utilizado para unir o localizar una hebra de DNA desconoci­ da o comparable. El DNA del virus del papiloma humano ha sido detectado en sondas de DNA. Sondas de ácido nucleico: uso de ácidos nucleicos para investi­ gar cambios celulares; los ácidos nucleicos almacenan toda la información genética y dirigen la síntesis de proteínas espe­ cíficas. Sóndrome de Sheehan: hipopituitarismo que surge de un infarto (necrosis) de la hipófisis. Southern blot: una técnica para detectar secuencias de DNA específicas por medio de una mezcla de moléculas de DNA. Suero: porción líquida de la sangre sin factores de coagulación. Sustancia química corrosiva: sustancias químicas perjudiciales para la piel u ojos por contacto directo o para los tejidos de los tractos respiratorio y gastrointestinal si se inhalan o ingie­

ren. Ejemplos son ácidos (acético, sulfúrico, nítrico y clorhí­ drico) y bases (hidróxido de amonio, hidróxido de potasio e hidróxido de sodio). Sustancia química reactiva: sustancias que, bajo ciertas condi­ ciones, explotan o encienden de manera espontánea, o que emiten calor y gases inflamables o explosivos. Sustancias delicuescentes: compuestos que absorben agua sufi­ ciente de la atmósfera para causar disolución.

T Talasemia: trastorno que conlleva un defecto en la tasa y canti­ dad de producción de hemoglobina. Tasa de filtración glomerular (TFG): tasa a la que el glomérulo filtra el plasma, expresado en ml/minuto. Tasa de filtración glomerular estimada (TFGE): ecuación que se emplea para predecir la tasa de filtración glomerular, y se basa en creatinina sérica, edad, tamaño del cuerpo, género y raza, sin la necesidad de creatinina de orina. TDR: véase Tolerancia dietética recomendada Tendencia: un cambio gradual en los datos y la media. Teoría de valor predictivo: en relación con la sensibilidad, espe­ cificidad y valor predictivo del diagnóstico. El valor predicti­ vo de una prueba se puede expresar como una función de la sensibilidad, especificidad y prevalencia de enfermedad. Terapia antiplaquetaria: terapia que destruye plaquetas. Teratógeno: cualquier cosa que pudiera causar desarrollo anor­ mal de un embrión. Termistor: termómetro electrónico. Tetania: espasmos musculares irregulares. Tetraedro del fuego: una pirámide tridimensional que represen­ ta el elemento de fuego; antes el triángulo del fuego. Tetralogía de Fallot: una condición congénita del corazón que incluye defectos septales, estenosis de la arteria pulmonar, dextroposición de la aorta e hipertrofia del ventrículo derecho. TFG: véase Tasa de filtración glomerular. Tiroglobulina: una proteína que contiene yodo secretada por la glándula tiroides. Tiroides: una glándula que consiste en dos lóbulos localizados en la parte inferior del cuello. Los lóbulos están conectados por una banda estrecha llamada istmo, y por lo común son asimé­ tricas, con el lóbulo derecho más grande que el izquierdo. Tiroiditis: inflamación de la glándula tiroides. Tiroiditis subaguda: uno de los esquemas de clasificación más simples de tiroiditis. Las condiciones suelen relacionarse con una fase tirotóxica cuando la hormona tiroidea descarga hacia la circulación, una fase tiroidea cuando la glándula tiroides se repara a sí misma y una fase eutiroidea una vez que se repara la glándula. Estas fases pueden durar semanas a meses. Tirotoxicosis: un grupo de síndromes causados por concentra­ ciones altas de hormonas tiroideas libres en la circulación. Tirotoxicosis significa que el paciente padece las consecuen­ cias metabólicas de cantidades excesivas de hormonas tiroi­ deas. Tirotropina (TSH): tirotropina, u hormona estimuladora de la tiroides (TSH), es una glucoproteína que consiste en dos subunidades, a y p, unidas mediante un enlace covalente. Es liberada por la hipófisis anterior. Tiroxina (T4): hormona producida por la glándula tiroides.

GLOSARIO

Título: la dilución más alta de suero que muestra una reacción positiva en presencia de antígeno (p. ej., precipitación de complejo antígeno-anticuerpo). Tolerancia dietética recomendada (TDR): la cantidad de una vitamina que debe ingerir un individuo saludable para satis­ facer las necesidades metabólicas de rutina, y permitir las variaciones biológicas, mantener concentraciones séricas normales, evitar el agotamiento de los depósitos del cuerpo y, por lo tanto, conservar la función y salud normales. Toracentesis: eliminación de líquido del espacio pleural median­ te aguja y jeringa después de la visualización por radiología. Toxicología: el estudio de venenos, sus acciones, detección y el tratamiento de las condiciones que producen. Toxina química: una sustancia que es un veneno. Transferasa: una enzima que cataliza la transferencia de un gru­ po distinto al hidrógeno de un sustrato a otro. Transferencia de energía de resonancia fluorescente (TERF): transferencia no radiactiva de energía de una molécula dona­ dora a una molécula aceptora. Transporte activo: un mecanismo que requiere energía a fin de mover iones por membranas celulares. Trastorno autoinmunitario: enfermedad o trastorno en el que el cuerpo produce anticuerpos (respuesta inmunológica) contra sí mismo. Trasudado: líquido que pasa por una membrana; en compa­ ración con el exudado tiene menos células y una densidad relativa menor. Los trasudados son secundarios a patología remota (no pleural) e indican que el tratamiento debe comen­ zar en otra parte. Trazador: isótopo radiactivo utilizado para marcar una molécu­ la; conocido también como identificador. TRH: véase Hormona liberadora de tirotropina. Triglicérido: consta de una molécula de glicerol con tres moléculas de ácido graso unidas (de ordinario tres ácidos grasos distin­ tos que incluyen moléculas saturadas e insaturadas). Triosa: un monosacárido que tiene tres carbonos. Triyodotironina (T3): una hormona derivada de la glándula tiroides. Troponina I: proteína globular; marcador específico para enfer­ medad cardíaca. Troponina T: pro teína globular asimétrica; marcador cardíaco que permite el diagnóstico oportuno y tardío de IAM. TSH: véase Tirotropina. Tubo al vacío: tubo para recolección de muestra con un vacío. Túbulo distal: porción del túbulo renal que va de la extremidad ascendente del asa de Henle al tubo colector. Túbulo proximal: porción del túbulo renal que comienza en la cápsula de Bowman y se extiende al asa de Henle. Túbulos: tubos o canales que constituyen una parte del riñón; como en los túbulos contorneados. Turbidimetrla: una técnica analítica que mide la cantidad redu­ cida de luz transmitida por una solución como resultado de la dispersión de luz mediante partículas. Las mediciones se hacen a 180° respecto al haz incidente (luz no dispersada).

u Ultrafiltración: técnica de filtración para remover materia particu­ lada, microorganismos y pirógenos o endotoxinas.

709

Ultraoligoelemento: presente en tejidos en concentraciones de mg/ kg o menores (partes por millón, ppm) y tiene requerimientos diarios extremadamente bajos (por lo común, menos de 1 mg). Umbral renal: concentración de plasma arriba de la cual una sustancia aparece en la orina. Unidad Internacional: UI, la cantidad de enzima que catalizará la reacción de 1 pinol de sustrato por minuto bajo condicio­ nes específicas de temperatura, pH, sustratos y activadores. Unión proteínica competitiva: también inmunoensayo compe­ titivo. El antígeno marcado y sin marcar compite por sitios de anticuerpo limitados. El antígeno marcado ligado al anti­ cuerpo será inversamente proporcional a la concentración de antígeno. Urea: compuesto sintetizado en el hígado a partir de amoniaco y dióxido de carbono, y excretado por la orina. Uremia o síndrome urémico: concentraciones muy altas de urea en la sangre acompañadas de insuficiencia renal. Urobilinógeno: producto incoloro o derivado de bilirrubina for­ mado por la acción de bacterias.

Valencia: masa de material que se puede combinar con o reem­ plazar un mol de iones hidrógeno. Variaciones analíticas: mediciones no idénticas que tienen diversas causas, que incluyen variaciones del instrumento, reactivo y operador. Vasopresina: una hormona secretada por el hipotálamo. Tiene que ver en la regulación de la presión arterial. Veneno: cualquier sustancia que causa un efecto dañino por exposición. Venipunción: punción de una vena. Por ejemplo, para obtener sangre para análisis. Vía de Embden-Myerhof: serie de pasos relacionados con el metabolismo anaerobio de la glucosa, glucógeno o almidón a ácido láctico; medios principales para producir energía en el hombre. Vigilancia de fármacos terapéuticos (VFT): determinación de las concentraciones de fármaco en el suero a fin de producir un efecto deseable. Virilización: desarrollo de características sexuales masculinas en la mujer. Vitámero: compuestos relacionados que se interconvierten en o sustituyen la forma funcional de la vitamina. Vitamina: moléculas orgánicas que requiere el cuerpo en canti­ dades que van de microgramos a miligramos por día para el mantenimiento de la integridad estructural y el metabolismo normal. Realizan diversas funciones en el cuerpo. VLDL: véase Lipoproteínas de muy baja densidad.

Western blot: técnica de transferencia usada para analizar antíge­ nos de proteína. Los antígenos se separan mediante electrofo­ resis, y se transfieren a un nuevo medio por absorción o enlace covalente y luego se detectan mediante una amplia variedad de sondas de anticuerpos. La sonda podría ser marcada con una etiqueta radiactiva, una enzima que puede producir un producto visual o una etiqueta fluorescente o quimiluminiscente, respectivamente. La detección se llevaría a cabo con

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GLOSARIO

instrumentación especializada: espectrofotómetro, fluoróme­ tro y luminómetro, respectivamente. Se emplea para detectar la presencia del virus de inmunodeficiencia humano (VIH).

Zimógenos: formas inactivadas de enzimas; se deben convertir a formas activas para función biológica.

Zona fascicular: la corteza suprarrenal. Zona glomerular: porción externa de la corteza suprarrenal. Zona reticular: capa interna de la corteza de la glándula supra­ rrenal.

índice Los números de páginas en cursiva denotan figuras; los que van seguidos de una c, cuadros.

A Absorbancia (A)delta, 26 hemoglobina, 354 ley de Beer, 25, 92 medición de análisis automatizado, 136-137 por ciento de transmitancia, 682c-683c Absorciometría de rayos X de energía dual (DEXA), 471 Absorción cobre, 369 energía, 91, 92 fármacos, 571-572 fluorometría, 98 hierro, 366 intestinal, 549, 550-551 lípidos, 288 ultravioleta, 205 Absortividad molar (e), 26, 92-93 AC (anhidrasa carbónica) isoenzima III, 510, 513c AC 125, 612 AC 15-3, 613 AC 19-9, 613 ACA (Analizador clínico automatizado) Star calibración de, 139 cromatografía de columna automatizada en, 135 estaciones de retardo en, 136 fotómetro en, 137 historia de, 125 medición y entrega muestra en, 132 mezclado en, 134-135 reactivos en, 132-133,134 Acceso aleatorio, 125,126 Accidentes, 45-46 ACE (antígeno carcinoembrionario), 611, 613 Acetaminofeno, 481, 597-598 Acetilcolinesterasa (AChE), 555, 596 específica del sistema nervioso central (AChESNC), 555 AChE-SNC (acetilcolinesterasa específica del sistema nervioso central), 555 Acidemia, 185, 348 isovalérica, 184,185 Ácido(s) (Véase también Equilibrio acidobase) acetilsalicílico, 597 aminoglucogénicos, 180 ascórbico, 619í, 626 biliares, 477, 484 biliares en el suero, 484 carbónico, 345, 358 concentraciones de, 677c definición, 344 desoxirribonucleico ( Véase DNA) etilendiaminotetracético (EDTA), 27, 281 excreción de, 523 fenilpirúvico, 183 gástrico, 548-549 homovanílico (AHV), 424, 613-614 pantoténico, 626 pH de, 9, 344 retinoico, 620 ribonucleico (RNA), 161, 191-192

siálico relacionado con lípidos en el plasma (ASAL-P), 614 valproico, 581 vanililmandélico, 425, 426, 614 Ácido ó-aminolevulínico (ALA) deficiencia de deshidratasa, 379-380 pruebas para, 382-383 Ácido nucleico, sondas, 160-164 aplicaciones de, 164 definición, 161 diagnóstico de porfirias, 383 panorama de las, 160 propiedades químicas de, 161 técnicas de hibridación, 161-164 amplificación de la señal, 163-164 duplicación de la sucesión automantenida, 163 hibridación in situ, 164 Northern blot , 162 polimorfismo para la longitud del fragmento de restricción, 164 reacción en cadena de la ligasa, 163 reacción en cadena de la polimerasa, 162-163 reacción en cadena de la transcriptasa polimerasa inversa, 163 resumen de, 162c sistema de la replicasa Q-beta, 163 Southern blot, 162,164 Ácido úrico, 227-230 análisis de, 229-230 cantidad necesaria de muestras, 230 eliminación del, 522 intervalos de referencia para, 230 pacientes pediátricos, 663 propiedades bioquímicas del, 227-228 relación con enfermedades, 228-229 sustancias que interfieren, 230 Ácidos grasos análisis de, 303 esencial, 627-628 omega, 627-628 química de, 283-284 Acidosis cetoacidosis, 271 definición, 344 en pacientes pediátricos, 659 láctica, 336 respiratoria, 348, 349 tubular renal, 530 tubular renal proximal, 530 Acidosis metabólica causas de la, 349 definición, 348 exceso de bases en, 358 hiperpotasemia, 324 nutrición parenteral total, 637 pacientes pediátricos, 659 Acidosis no respiratoria causas de, 349 definición, 348 exceso de bases en, 358 hiperpotasemia, 324 nutrición parenteral total, 637 pacientes pediátricos, 659 Aciduria argininosuccínica, 186 Aclaramiento de la creatinina (ACr), 28, 224, 524-525

Acomodos moleculares, 160,164 ACP (Véase Fosfatasa de ácido) Acreditación, 35 Acromegalia, 404-405, 526 ACTH (Véase Hormona adrenocorticotrópica) Activadores, 237, 241 Actividad de la renina plasmática, 416, 417 Actividad plasmática de la renina, 416, 417 Acumulaciones de células, 432 Adenocarcinoma, 429 Adenohipófisis (hipófisis anterior), 400 Adenomas producción de aldo, 417 productores de aldo (APA), 417 suprarrenales, 417-418 tóxicos, 453 ADH (Véase Hormona antidiurética) ADP (porfiria por deficiencia de deshidratasa de ALA), 379-380 Adrenalina (EPI) biosíntesis de, 414, 424, 425 degradación de, 425 medición de orina y plasma de, 425 regulación de la glucosa, 267 Adsorción en inrnunoensayos, 155 Aféresis de LDL, 295 Afinidad anticuerpos, 146-147 hemoglobina y oxígeno, 353 AFP (Véase cq-Fetoproteína) Agammaglobulinemia, 668 Agente hiperglucémico, 267 Agente hipoglucémico, 267 Agentes cáusticos, 593 Agentes oxidantes, 8 Agentes reductores, 8 carbohidratos como, 264-265 Agua aumento en la retención del, 319 captación excesiva de, 316, 319 déficit de, 316-317 desequilibrio del, 319 desionizada, 5, 6 destilada, 5, 6 electrólitos, 315-317 equilibrio del, 522, 660 especificaciones del, 5-6 filtración de, 5-6 grado reactivo, 5, 6 hidratación, 25-26 OI (osmosis inversa), 5, 6 osmolalidad, 315-316 osmosis inversa (OI), 5, 6 tipos I, II, III, 5, 6 Aire de espacio muerto, 351 ALA (Véase Ácido 6-aminolevulínico) Alantoína, 227, 228 Albúmina características de, 190c, 193-194 enfermedad hepática, 485 evaluación nutricional, 634 fraccionamiento de, 205-207 líquido cerebroespinal, 215, 562 microalbuminuria, 213, 279, 525-526, 534 modificada por isquemia (AMI), 510, 513c pacientes pediátricos, 663 relación de A/G, 205 Alcalemia, 323, 348

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ÍNDICE

Aicalosis definición, 344 metabólica, 348, 349, 358 no respiratoria, 348, 349, 358 pacientes pediátricos, 659 respiratoria, 348, 349 respiratoria primaria, 348, 349 Alcaptonuria, 183, 184, 526 Alcoholes determinación de, 591-592 efectos tóxicos de, 481, 589-590 indicadores comunes de abuso, 590c Alcoholismo efecto en los analitos, 29, 31 etanol, 590 y-glutamiltransferasa, 255 Aldehidos, 263 Aldoismo, 417 Aldosa, 263 Aldosterona (Aldo) aldosternona plasmática, 416 función renal, 520, 521 hiperaldosteronismo, 416-418, 429 hiperplasia suprarrenal congénita, 415-416 hipoaldosteronismo, 416 plasmática (PA), 416, 417 producción anormal de, 417 síntesis de, 414, 415 Aldosteronismo, 416-418 diagnóstico de, 417-418, 429 tipos de, 416, 417 Aleatorio, error (EA) comparación de métodos, 54, 55, 68, 69c datos de control, 70, 71, 73, 74, 76 detección mediante estudios de precisión, 64-65 Alimentación enteral, 635 Almacenamiento equipo para, 36-37 muestras, 29, 70 productos químicos, 36-37, 40-41 ALP (Véase Fosfatasa alcalina) ALT (aminotransferasa de alanina), 251, 484 Amenorrea, 433-434, 433c ejercicio, 434 primaria, 433 secundaria, 433-434, 434 AMGS (automedición de glucosa sanguínea), 276 AMI (albúmina modificada por isquemia), 510, 513c Amilasa (AMS), 256-257 aclaramiento, 544 amilasa, 256-257, 544-545 enfermedad pancreática, 544-545 hipertrigliceridemia, 295 hipocalcemia, 333 isoenzimas, 256-257 lipasa, 258, 544-545 pancreatitis, 256-257 Amiloide, 202 Aminoácidos, 180-186 aminoacidopatías, 180, 182-186 acidemia isovalérica, 184,185 aciduria argininosuccínica, 186 alcaptonuria, 183, 184 cistinuria, 186 citrulinemia, 186 enfermedad de la orina de jarabe de arce, 184-185 fenilcetonuria, 182-183 homocistinuria, 185-186, 529 tirosinemia, 183-184 análisis de, 186 carga de, 189 cetogénicos, 180 estructura, 180, 181c estructura de la hemoglobina, 383-384 metabolismo, 180, 181 Aminoglucósidos, 579 Aminopeptidasa de leucina, 485 Aminotransferasa de alanina (ALT), 251, 484

Aminotransferasa de aspartato (AST), 250-251 enfermedad hepática, 484 estudio para, 250 fuente de error, 251 fuente de tejido de, 250 importancia diagnóstica de, 250 intervalo de referencia para, 251 Amniocentesis, 555 Amoniaco, 231-232 análisis de, 231 bioquímica de, 231 correlaciones de enfermedad, 231,486 equilibrio acidobase, 523 fuentes de error en, 232 insuficiencia hepática, 486 intervalo de referencia de, 232 pacientes pediátricos, 663 requerimientos de muestras para, 231-232 sustancias interferentes, 231-232 Amplicones, 163 Anabolismo, 637 Análisis inmunoabsorción ligado a enzimas (ELISA), 156 lotes, 126, 127 regresión, 53, 54-55, 67 regresión lineal, 53, 54-55, 67 riesgos, 588 sudor, 542, 544, 563-564 Análisis de orina (AO), 526-529 análisis químicos, 527-528 características físicas, 526-527 examen del sedimento, 528-529 bacteria en el, 528 células en, 528 cilindros urinarios, 528-529 cristales en, 529 elementos diversos, 528 nutrición parenteral total, 637 recolección de muestras para, 526 Analitos concentración de, 3 definición, 7 estándares de desempeño para, 68c Analizador RA1000,127, 130, 134 Astra, 125, 135 AxSYM, 136 Kodak Ektachem, 125 múltiple simultáneo (AMS), 125,127 Analizador chem 1 cubeta transparente en, 136, 137 fase de reacción química en, 134 historia de, 125, 127 Analizador Dimensión RxL características de, 128c D-Dímero, 509, 513c historia de, 126 sistema de producción y lectura de cubeta, 129-130, 131 Analizador Paramax antecedentes del, 125 código de barras en, 129, 130,139 medición y entrega de muestras, 132 mezcla en, 135 muestras en, 129, 130 reactivos en, 132,133 sistemas fotoópticos en, 136, 137 tiempo de reacción en, 136 Analizadores Advia, 125, 128c, 138 Aeroset, 125,128c ARCHITECT, 125 AU, 125, 128c Integra, 128c modulares, 126, 128c, 141 síncronos, 125, 128c un solo canal, 125

Analizadores automatizados, 125-142 (Véase también analizador específico ) análisis de lípidos, 303 característica de, 128c comparación de, 128c fase de medición en, 136-138 fase de reacción química en, 133-136 historia de, 125 lugar de atención, 83c medición de muestra y entrega en, 129-130, 131, 132 pasos de procedimiento en, 127,129-139 preparación e identificación de muestra en, 127 procesamiento de señales y manejo de datos en, 138-139 prueba pediátrica, 658 reactivos en, 132-133 selección de, 139-140 tipos básicos de, 126-127 Analizadores centrífugos aspectos básicos de, 127 calibración de, 139 carrusel de carga en, 129, 130 fase de medición en, 137 historia de, 125 mezclado en, 134 rotor en, 129 Analizadores de flujo continuo calibración de, 139 fase de medición en, 136 fundamentos de, 126-127 historia de, 125 incubación en, 135 módulo de separación en, 135 reacción química en, 134 reactivos en, 133 sondas en, 130 Analizadores discretos fase de reacción en, 133-136 fundamentos de, 127,128c historia de, 125 incubación en, 135 medición en, 136-137 medición y entrega de muestra en, 129-130, 131,132 preparación e identificación de la muestra en ,127 procesamiento de señales y manejo de datos en, 138-139 reactivos en, 132-133 separación en, 135 sondas en, 130, 131, 132 Analizadores Vitros antecedentes de, 125 características de, 128c laboratorios totalmente automatizados, 141 mezcla en, 134 reactivos en, 133 recipientes para las muestras, 129 separación en, 135 sistema ISE en los, 321-322 sonda en, 130, 132 Ancianos (Véase Pacientes geriátricos) Andrógenos, 423-424, 432 Anemia Cooley, 390 deficiencia de cobre, 370 deficiencia de hierro, 197, 367-368 deficiencia de vitamina E, 620 drenopanocítica, 385-387 hemolítica, 620 megaloblástica, 623, 624 perniciosa, 548, 624 talasemias, 389-390 Anfetaminas, 599-600 Anfolito, 105-106 Angina de pecho, 497, 502 Angiogénesis, 607 Angioplastia coronaria transluminal percutánea (ACTP), 514 Angiotensina, 316

ÍNDICE

Anillo hemiacetal, 263 Anillos de Kayser-Fleischer, 196, 370 Anillos de pirrol, 378 Aniones, 315 Ánodo, 354 Anormalidades cromosómicas, 498 Anovulación crónica estrogénica, 434 Antagonistas de los canales del calcio, 512, 513c Antecedentes familiares y ateriosclerosis, 502 Antibióticos aminoglucósidos, 579 farmacocinética de, 688c-689c vancomicina, 579-580 vigilancia terapéutica de, 579-580 Anticoagulantes colección de sangre arterial, 360 muestras de fármacos, 577 terapia trombolítica, 513 tubos evacuados, 27, 28c Anticonceptivos orales, 627c Anticuerpos enlace con antígenos, 146-147,148 inmunoglobulinas y, 199 monoclonales, 147, 611 pacientes pediátricos, 667-668 policlonales, 147 receptor TSH, 449 tiroides, 449 Antidepresivos tricíclicos, 581-582 Antígeno(s) Australia, 487 cáncer 15-3 (CA 15-3), 613 cáncer 19-9 (CA 19-9), 613 cáncer 125 (CA125), 612 carcinoembrionario (ACE), 611, 613 carcinoma de células escamosas (ACCE), 614 glucoproteínas como, 193 hepatitis B, 487-488, 489 inmunoensayos, 146 relacionado con hepatitis (HAA), 487-488 Antígeno específico de la próstata (PSA) cáncer de próstata, 61, 62-63, 64, 254, 608, 614 histogramas de frecuencia para, 62 marcador tumoral, 608, 614 Antiinflamatorios no esteroides (AINE), 416 Antilogaritmo, 19, 20c Antineoplásicos, 583, 689c Antioxidantes, 620 Antiquimotripsina cq (cq-ACT), 190c, 195-196 Antitripsina cq características de, 190c, 194-195 deficiencia de, 208, 209 Antitrombina III (ATT) histogramas de frecuencia, 49, 50, 50c histograma de frecuencia acumulada, 51 gráfica de probabilidad para, 59 Anuria, 527, 532 Aorta, coartación de, 499 AP (aldosterona plasmática), 416, 417 Apoenzimas, 237 Apolipoproteínas (Apo), 285-286, 303 Apoptosis, 605, 606, 644-645 Área de superficie corporal, 680 Arritmias, 498, 501 Arsénico, 593 Arterias hepáticas, 476 Arteriosclerosis, 293-294, 650 Asa de Henle anatomía de, 518, 519 electrólitos, 340 extremidad ascendente de, 518 extremidad descendente de, 518 fisiología de, 520 Asas de retroalimentación, 400, 401 Ascitis, 566 Aseguramiento de la calidad (Véase también Control de calidad) análisis de los gases de la sangre, 358-361 atención del paciente con calidad en, 83-84 definición, 69 espectrofotómetros, 96

factores preanalíticos en, 69-70 pruebas en el lugar de atención, 81, 83 Aspectos toxicológicos, 588-601 acetaminofeno, 597-598 agentes cáusticos, 593 alcohol, 589-592 análisis de toxinas, 589 anfetaminas, 599-600 cannabinoides, 600 cianuro, 593 cocaína, 600-601 definición, 588 esteroides anabólicos, 600 exposición a las toxinas, 588 fármacos terapéuticos, 597-598 fenilciclidina, 601 hipnóticos sedantes, 601 metales, 593-596 monóxido de carbono, 592-593 opiáceos, 601 pacientes pediátricos, 672 plaguicidas, 596-597 relación dosis respuesta, 588-589 salicilatos, 597 sustancias de abuso, 598-599 toxicidad aguda y crónica, 589 Aspectos toxicológicos de los metales, 593-596 arsénico, 593 cadmio, 593-594 mercurio, 595-596 plomo, 594-595 Aspiración, con aguja fina, 450 Aspirina, 597 AST (Véase Aminotransferasa de aspartato) Ataques cardíacos (Véase Infarto del miocardio) Aterosclerosis, 501-502 ancianos, 650 lípidos, 283 ATP (trifosfato de adenosina), 265-266 ATR distal, 530 Autoanalizador (AA), 125 Autoanticuerpos, 279, 449 antitiroglobulina, 449 islote, 279 Autoesplenectomía, 387 Automatización, 125-142 analizadores en historia de, 125 selección de, 139-140, 658 tipos básicos de, 126-127 factores que llevan a más, 125-126 laboratorio total, 140-142 métodos para, 126-127 pasos en el análisis, 127,129-139 fase de medición, 136-138 fase de reacción química, 133-136 medición y entrega de la muestra, 129-130, 131, 132 preparación e identificación de la muestra, 127 procesamiento de señales y manejo de datos, 138-139 sistemas y entrega de reactivos, 132-133, 134 tendencias futuras en, 142 Automatización total del laboratorio (ATL), 140-142 administración de datos en la, 142 análisis químicos con la, 141 procesos en las muestras, 140-141 Automedición de glucosa sanguínea (AMGS), 276 Avidez de anticuerpos, 146,147 Azoemia, 220-221, 530 posrenal, 221 prerrenal, 221

B Bacterias detección mediante sondas de ácidos nucleicos, 164 ensayos de inhibición de Guthrie, 182, 184, 185 orina, 527, 528, 531

713

Balanzas, 16-17 analíticas, 16 electrónicas, 16,17 sustitución, 16 Bandas de grasa, 293 Bandas oligoclonales, 214, 563 Banderas en el análisis automatizado, 139 Baño de calentamiento, 135 Barbituratos, 601 Bases (Véase también Equilibrio acidobase) analizadores, 129 concentraciones de, 677c definición, 344 pH de, 9 Beakers, Griffin, 10 Benzodiacepinas, 601 Beriberi, 622 BH4 (tetrahidrobiopterina), 182 Bicarbonato, 326-327 aplicaciones clínicas de, 326 cálculo de, 358 determinación de, 326-327 equilibrio acidobase, 345, 346, 347,348, 523 intervalos de referencia de, 327 reabsorción en túbulos renales, 339, 346, 347, 523 regulación de, 26, 523 sistema amortiguador de, 345, 346, 348 Bilirrubina conjugada, 360, 478, 482 directa, 482 directa e indirecta, 482 formación de, 477-478 histograma de frecuencia de, 60 medición de, 481-483 método de Jendrassik-Grof, 482-483 método espectrofotométrico directo, 483 métodos clásicos, 481-482 selección de método en, 482 indirecta, 482 intervalos de referencia de, 483c líquido amniótico, 556 metabolismo de, 478 no conjugada, 482 orina, 528 pacientes pediátricos, 663 Bilis, 477 Biopsia de aspiración con aguja fina (AAF), 450 Biosensores, 119-120,142 Biotina, 625-626 Bisaíbuminemia, 194 Bisfosfatos, 468, 469,472 Bocio, multinodular, 453 Bombas, 110, 133 Broncodilatadores, 582, 688 Bulbos, pipeta, 12 Buretas, 11c, 15

C Cadena(s) custodia, 31 hemoglobina, 383-384 inmunoglobulina, 199 ligeras de miosina, 507 polipéptido, 187-188 Cadmio, 593-594 Calcimiméticos, 469 Calcio, 331-334 control hormonal de, 458-461 determinación de, 334, 335, 462 distribución de, 33 1-332 fármacos que afectan el metabolismo de, 468-469 fisiología de, 331 hipercalcemia, 333-334, 462-465, 663-664 hipocalcemia, 332-333, 465-468, 663-664 homeostasia de, 331, 332, 458-469, 523 hormona paratiroidea, 460-461 intervalos de referencia de, 334, 335c ionizado, 462

714

ÍNDICE

Calcio, (cont.) muestras para, 334 nutrición parenteral total, 637 pacientes intervenidos quirúrgicamente y en cuidado intensivo, 333 pacientes pediátricos, 333, 663-664 reabsorción en túbulos renales, 339, 523 sistemas orgánicos en el control de, 458, 461-462 vitamina D, 458-460 Calcitonina, 331, 446 Cálculo de Friedewald, 299, 302 Cálculos agua de hidratación, 25-26 cifras significativas, 19 concentración, 20-23 conversiones de unidades, 675c diluciones, 23-25 logaritmos, 19-20 renales, 186, 531 un punto, 25 Calibración analizadores automatizados, 138-139 analizadores de gases sanguíneos, 357-358 balanzas, 17 materiales para, 70 medidores de pH, 103 pipeta gravimétrica, 15 un punto, 25 Calorimetría, indirecta, 618 Cámaras de microdifusión, 231 analitos, 646c cambios bioquímicos y fisiológicos en, 645-650 causas de muerte, 646c definición, 643 diabetes y resistencia a la insulina, 647-648 electrólitos, 649 enfermedades y trastornos relacionados con, 645c enzimas, 650 función cardiovascular, 650 función endocrina, 645-647 función hepática, 649 función pulmonar, 649 función renal, 648-649 lípidos, 650 resultados de laboratorio, 650-652 ejercicio y nutrición en, 652 intervalos de referencia, 650-651 variables preanalíticas en, 651 vigilancia de fármacos terapéuticos, 651-652 teorías de, 644-645 Campanas, 36 biorriesgo, 36 extracción, 36 Canales de analizadores, 125 característica en el logaritmo, 16 Cáncer (Véase también Marcadores tumoraies) angiogénesis en, 607 apoptosis en, 606 cáncer contra células normales, 605 ciclo celular en, 606 definición, 605 detección de recurrencia, 609 detección oportuna de, 609 feocromocitomas, 424, 426, 428 gástrico, 613 gastrinomas, 540 gastrointestinal, 613 hepático, 480-481, 608, 612 hepatocelular, 480-481, 608, 612 hipercalcemia en, 464-465 insulinoma, 273-274 mama, 608, 613 metástasis en, 605 moléculas de adhesión en, 607 neoplasia e hiperplasia en, 605 ovario, 608, 612 pancreático, 274, 540, 613 pronóstico determinante, 609 próstata, 61, 62-63, 64, 254, 608, 614 regulación del crecimiento celular en, 605 tiroideo, 453, 454

tratamiento supervisado de, 608-609 tumores malignos y benignos en, 605 vía de transducción de señal en, 605, 606 Cannabinoides, 600 CAP ( Véase College o f American Pathologists ) Capacidad total de unión con el hierro (CTUH), 368c, 369 Capacitación para PLA, 171,174 Cápsula de Bowman, 518, 519 Captación de yodo radiactivo (CIR), 449-450 Carbamacepina, 581 Carbohidratos, 263-279 clasificación de, 263-264 definición, 263 disacáridos, 264 estereoisómeros, 264 hiperglucemia, 268-273 hipoglucemia, 273-274 metabolismo de, 265-268, 274 defectos genéticos en, 274 pacientes pediátricos, 661-662 regulación de, 267-268 trayectorias en, 265-267 monosacáridos, 264 polisacáridos, 264 propiedades químicas de, 264-265 pruebas de laboratorio para, 274-279 autoanticuerpo de islote, 279 cetonas, 278-279 hemoglobina glucosilada, 277-278 insulina, 279 mediciones de glucosa, 275-277 microalbuminuria, 279, 526 síntesis y metabolismo en el hígado, 479 Carboxihemoglobina (COHb), 352, 353, 592-593 Carcinoma(s) ( Véase Cáncer) hepatocelular, 480-481, 608 ovárico, 608, 612 pancreático, 274, 540, 613 Cardiomiopatías, 501 Cardiopatía, 497-514 (Véase también Marcadores cardíacos) arteriosclerosis, 293-294, 650 aterosclerosis, 283, 501-502, 650 colesterol, 291, 295, 502 congénita, 498-500 hipertensiva, 503-504, 511 infecciosa, 504-505 reumática, 504 Cardiopatía isquémica (CI), 501-503 ancianos, 650 factores de riesgo para, 291c, 501-502 insuficiencia cardíaca, 500-501 lípidos y lipoproteínas en, 283, 295, 296, 298, 502 presentación de, 502 Carga de proteínas en aminoácidos, 188-189 Carnitina, 626 Carotenoides, 551, 620 Caspasas, 644 Catabolismo de proteínas, 192, 629 adrenalina, 267, 424, 425 Catecolaminas biosíntesis y almacenamiento de, 424-426 concentraciones en orina y plasma, 425 degradación de, 424-425 feocromocitoma, 426, 428 noradrenalina, 424, 425 Cationes, 315 Cátodo, 95, 354 CCF ( Véase Cromatografía de capa fina) CCFAR (cromatografía de capa fina de alta resolución), 109-110 CCK (colecistocinina), 540, 542 CDC Cholesterol Reference Method Laboratory NetWork, 305

CEDIA (inmunoensayo de donador de enzima clonada), 157 Celda electroquímica, 101, 354 Celdas electrolíticas, 101 Celdas galvánicas, 101

Células análisis de orina, 528 asesinas naturales (NK), 667 B, 667 brillantes, 528 cancerosas contra normales, 605 capa de barrera, 94 ciclo de vida de, 605-606, 607 crecimiento de, 605 epiteliales, 528 Kupffer, 477 levaduras, 528 Leydig, 438 muestra, 93, 94 Sertoli, 438, 440 tecales, 432 Centellografía, 418 Centrifugación, 17-18 ajuste de velocidad y tiempo, 682 análisis de lipoproteínas, 300, 302 líquido cefalorraquídeo, 28 muestras de sangre, 27 nomograma de fuerza centrífuga, 681 riesgos de, 44 Centros para servicios de Medicare y Medicaid (CMS), 169, 171c Certificación de personal, 174 Ceruloplasmina, 190c, 196, 369, 370 Cetoacidosis, 271 Cetonas, 278-279 diabetes mellitus, 271 estructura de, 263 formación en el hígado, 479 orina, 278, 527 Cetonemia, 278 Cetosa, 263 CGL (cromatografía gas-líquido), 111-113 CGS (cromatografía gas-sólido), 111 Cholesterol Reference Method Laboratory NetWork, 305

Cianosis, 497 Cianuro, 593 Ciclo corto de retroalimentación, 401 Ciclo de retroalimentación largo, 401 ultracorto, 401 Ciclo del ácido tricarboxílico, 265, 266 Ciclo menstrual, 432-433, 434 Ciclos de retroalimentación negativa de circuitos abiertos, 401 Ciclosporina, 582 Ciego, 549 Cifras significativas, 19 Cilindro(s) amplios, 529 celulares, 529 células epiteliales, 529 cera, 529 eritrocíticos, 529 glóbulos blancos, 529 glóbulos rojos, 529 granuloso, 529 grasa, 529 hialinos, 529 leucocitos, 529 Cinacalcet, 469 Cinasa de adenilato (AK), 247 Cinasa de creatina (CK), 243-248 estudio para, 247-248 fuentes de error en, 248 fuentes tisulares de, 244 importancia diagnóstica de, 244-247 infartos de miocardio, 244, 246, 506 intervalo de referencia de, 248 isoenzimas, 245-247, 506 CK macro, 247 CK mitocondrial, 247 CK-BB, 245-246, 506 CK-MB, 245, 246, 247, 506, 507 CK-MM, 245, 506 fuentes de elevación, 245c isoformas, 506

In d i c e

Cinc, 370-371 absorción, transporte, excreción de, 370 cantidades necesarias de, 370 deficiencia de, 365c, 371 evaluación en el laboratorio, 371 funciones bioquímicas del, 365c, 370-371 nutrición parenteral total, 637, 638 toxicidad del, 365c, 371 valores de referencia para el, 365c Cinética cálculo de, 26, 243 cofactores en, 241 concentración de enzimas en, 240 concentración de sustrato en, 239-240 enzimas, 238-243 inhibidores en, 241-242 mecanismo catalítico, 238-239 medición de, 242-243 medición de masa enzimática, 243 orden cero, 239, 242 pH en, 240 primer orden, 239 reactivos, 243 temperatura en, 240-241 CIR (captación de iodo radiactivo), 449-450 Circulación, en niños, 656 Cirrosis del hígado, 209, 210, 252, 480 Cirugía, 333, 514 injerto de derivación de arteria coronaria (C1DAC), 514 Cistatina C, 526, 663 Cistinuria, 186, 529 Cistitis, 531 Citocinas, 629 Citocromos, 378 Citometría de flujo, 159-160 Citrulinemia, 186 CK ( Véase Cinasa de creatina) mitocondrial (CK-Mi), 247 CLAR ( Véase Cromatografía líquida de alta resolución) Cloruro, 324-326 determinación de, 325-326 hipercloremia, 325, 637, 6381 hipocloremia, 325 intervalos de referencia de, 325 nutrición parenteral total, 637 reabsorción en túbulos renales, 339 regulación mediante los riñones, 522 sudor, 544, 563, 564, 669 Clorurómetros, 105 voltamétricos, 105 CMS (Centros de servicios para Medicare y Medicaid), 169,171c Coagulación, 175-176, 622 Cobalamina (vitamina B12), 619c, 624-625 Cobalto, 365, 371 Cobre, 369-370 absorción de, 369 ceruloplasmina, 196 deficiencia de, 365c, 370 evaluación de laboratorio de, 370 exceso de, 365c, 370 excreción de, 369 función bioquímica de, 365c, 369 nutrición parenteral total, 637-638 requerimientos dietéticos, 369 transporte de, 369 valores de referencia de, 365c Cocaína, 600-601 Coeficiente de correlación (r), 55, 67 Coeficiente de creatinina, 632 Coeficiente de partición, 108 Coeficiente de variación (CV), 51-52 Coenzimas, 237, 241 Cofactores, 237, 241, 365 Colágeno, 193 Colecalciferol, 621 Colecistocinina (CCK), 540, 542

Colesterol absorción de, 288 ancianos, 650 arteriosclerosis, 294 función de, 283 LDL, 292c, 302 objetivos de desempeño analítico para, 292c química de, 284, 285 Colesterol de HDL, 292c, 300-302 biosíntesis de hormonas esteroideas, 414, 415 cardiopatía, 291, 502 colesterol de LDL, 292c, 302 hipercolesterolemia, 289, 294, 295 medición de, 298-299 trayectoria de transporte inverso, 288, 289-290 College o f American Pathologists (CAP) automatización del laboratorio, 126 programa de competencia, 80 pruebas en el lugar de atención, 169 seguridad en el laboratorio, 35 Coloide, 446 Columnas cromatografía automatizada, 135 cromatografía de gases, 112-113 cromatografía líquida de alta resolución, 110 eliminar proteínas, 135 filtración en gel, 108, 135 Columnas de intercambio iónico ácido aminolevulínico, 382-383 analizadores automatizados, 135 porfobilinógeno, 382-383 Coma hepático, 486 Commission o f Office Laboratory Accreditation

(COLA), 169 Compensación, 348-349 Complejo de troponina, 200-201, 246, 507 Complejo enzima-sustrato (ES), 239 Complejo ES (enzima-sustrato), 239 Complejos de anticuerpo-antígeno, 146-147 Complemento, 190c, 198, 667 Composición corporal, 632-633 Comprobaciones delta, 79, 80,360 Compuestos anhidros, 15 Compuestos higroscópicos, 15 Computadoras análisis automatizado, 139 automatización de laboratorio total, 142 pruebas en el lugar de atención, 176 Comunicación interauricular (CIA), 499 Concentración absorción, 92, 93 ácidos y bases, 677c enzimas, 240 máxima de fármacos, 575 soluciones, 7, 20-23 conversión de unidades en, 22-23 densidad relativa, 22 molalidad, 7 molaridad, 7, 21 normalidad, 7, 21-22 saturación en, 7 soluciones en por ciento, 7, 20-21 sustratos, 239-240 Conductividad de soluciones, 8 Conducto quilífero, 549 Conectividad en las pruebas en el lugar de atención, 176 Conservadores, 27, 28c Constante de afinidad (Ka), 147 Constante de disociación (Ka), 8 Constante de equilibrio (Kfl), 147 Constante de Michaelis-Menten (Km), 239-240, 241-242 Constricción de la aorta, 499 Contadores gamma, 152 Contenido de oxígeno, 352-353 Contenido total de dióxido de carbono (ctC02), 358 Contenido total de hierro, 367c, 368-369 Contrainmunoelectroforesis, 149

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Control de calidad, 70-81 análisis de lípidos, 305 análisis de los gases de la sangre, 360-361 definición, 69 electrónica, 361 equipo para el, 70-71 externa, 80-81, 82 gráficas de control, 72, 77, 781 información de los pacientes para, 79-81 prospectiva, 361 pruebas en el lugar de atención, 81, 83, 174, 175 reglas de control en, 72-79 sistema estadístico de, 70, 71-81 Controles de verosimilitud, 79 Conversión de unidades, 22-23 SI, 676c Cooxímetros, 353-354 Coproporfirina (COPRO), 378, 381 hereditaria (CPH), 379, 381 Coronariopatía, 293 Corrida analítica, 64, 72 Corteza renal, 518 suprarrenal, 414-424 Cortisol hipercortisolismo, 419-423 insuficiencia suprarrenal, 418-419 orina, 420 plasma, 420-421 saliva, 421 síntesis de, 414, 418, 665 supresión de dexametasona de, 421 Cosintropina, 418-419 CPH (coproporfiria hereditaria), 379, 381 Creatina análisis de, 227 bioquímica de, 223, 224 correlaciones de enfermedad de, 225 Creatinina análisis de, 225-227 bioquímica de, 223, 224 correlaciones de enfermedad de, 223-225 eliminación de, 521 fuentes de error en, 227 intervalo de referencia de, 227 muestras de orina de 24 h, 28 pacientes pediátricos, 663 requerimientos de muestra de, 227, 524 sustancias interferentes, 227 Crecimiento células, 605 pacientes pediátricos, 656, 663 CRH (Véase Hormona liberadora de corticotropina) Cristales en orina, 529 Criterios de intervalo de confianza, 68 Criterios de valores sencillos, 68, 69c Cromatografía, 108-115 absorción, 108 adsorción, 108 afinidad, 277 análisis de aminoácidos, 186 bidimensional, 186 capa fina de alta resolución (CCFAR), 109-110 columna automatizada, 135 definición, 108 exclusión estérica, 108 intercambio catiónico, 278 intercambio iónico, 109, 247 líquido-líquido, 108 líquido-sólido, 108 modos de separación, 108-109 partición, 108 permeación de gel, 108 Cromatografía de capa fina (CCF), 109-110 detección de fármacos, 589, 599 líquido amniótico, 558, 559 Cromatografía de gases, 111-115 columnas para, 112-113 detección de fármacos, 589 detectores para, 113

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ÍNDICE

Cromatografía de gases, (cont.) determinaciones de etanol, 592 espectrometría de masas, 113, 115 gas-líquido, 111,112 gas-sólido, 111 Cromatografía líquida de alta resolución (CLAR), 110-111 análisis de ácido úrico, 230 análisis de creatinina, 226-227 bombas en, 110 columnas en, 110 detectores en, 111 fase inversa, 110 inyectores de muestra en, 110-111 porfirinas, 383 registradores en, 111 Cromatograma, 111,112 Cromo, 365c, 371, 638 Cromogranina A, 426, 428, 613 CRP (Véase Proteína C reactiva) CTUH (Capacidad total de unión con el hierro), 368c, 369 Cuantificación beta, 302 Cubetas analizadores automatizados, 129-130,131,134 espectrofotómetros, 94 transparentes, 136-137 Cubiertas de bioseguridad (gabinetes), 36, 38c Cuerpo lúteo, 433 Cuerpos laminares, 560 Curvas características de operación del receptor, 63, 64 Curvas de calibración, 93 Curvas de las características de operación del receptor (CCOR), 63, 64 CV (coeficiente de variación), 51-52

D DE50, 589 Defectos del conducto neural, 555 Defectos septales, 498-499 ventriculares (DSV), 498-499 Dehidroepiandrosterona (DHEA), 414, 423-424 5-Dehidrotestosterona (5-DHT), 423 DELFIA (fluoroinmunoensayo de lantánido mejorado por disociación), 158 Demostración del usuario de precisión y exactitud, 68-69 Densidad de soluciones, 22 Densidad relativa (DR), 22, 527 Densitometría de minerales óseos, 471 Densitómetros, 106, 208, 209, 210 Derrames materiales biopeligrosos, 38 mercurio, 40 productos químicos, 41 Desarrollo de los órganos en los niños, 656 Desarrollo fisiológico, 656 Desarrollos matemáticos (Véase Cálculos) Descomposición celular, 322, 324 Desecadores y desecantes, 15-16 desecantes y desecadores, 15-16 equipo de vidrio y de plástico, 9-15 jeringas, 15 pipetas, 10-15 termómetros, 9 vasos, 1 0 ,11c, 15 Desechos biopeligrosos, 45 Desechos de hospitales, 45 Deshidratación, 202, 649 Deshidrogenasa de glucosa-6-fosfato (G-6-PD), 258-259, 274 Deshidrogenasa de lactato (LD), 248-250 determinación de la, 250 fuentes de error en el, 250 fuentes tisulares del, 248 hepatopatías, 485 importancia diagnóstica del, 248-250 isoenzimas del, 248-250, 506 líquido cefalorraquídeo, 561

patrón de sacudidas, 249 trastornos cardíacos, 249, 505-506 valores de referencia del, 250 Desintoxicación, 480 Desnaturalización de proteínas, 188 Desnutrición, 628-632 (Véase también Valoración de la nutrición) definición, 628 hipermetabolismo por estrés, 629-632 pacientes en el hospital, 629 programa para prevenir el riesgo de, 632 respuesta inflamatoria en la, 629 riesgo de, 618, 628-632 11-Desoxicortisol (11-DOC), 419 Desoxihemoglobina (HHb), 352 Despachadores, 13,14 Desplazamiento de Stokes, 98 Desviación absoluta media (DAM), 52 Desviación de cloruros, 325, 345 Desviación de monfosfato de hexosa (HMP), 265, 266 Desviación estándar definición, 51,52 índices, 81 media, 52 recta de regresión, 55 Desviación promedio, 52 5'-Desyodinasa, 446-447 Detectores centelleo de cristales, 152 conductividad térmica (CT), 113 cromatografía, 111, 113 ionización de flama, 113 PDA (arreglo de fotodiodos), 95, 96 sistema de fotodiodos, 95, 96 DEXA (absorciometría de rayos X de energía dual), 471 Dextrinas, 256 DHEA (dehidroepiandrosterona), 414, 423-424 Diabetes idiopática tipo 1, 269 insípida (Di), 320, 409 Diabetes juvenil de inicio en la madurez (DJIM), 270 fisiopatología de, 271 insuficiencia renal, 532-534 microalbúmina, 213, 279, 525-526, 534 pacientes pediátricos, 662 proteinuria en, 213, 525-526 tipo 1, 269, 271, 532, 662 tipo 2, 269-270, 271, 532, 662 Diabetes mellitus, 268-273 ancianos, 647-648 aterosclerosis, 502 clasificación de, 268-269 criterios de diagnóstico para, 271-273 definición, 268 dependiente de insulina (DMDI), 269, 271, 532, 662 gestacional (DMG), 269, 270-271, 272-273 hallazgos de laboratorio en, 269 idiopática tipo 1, 269 índice L/S en, 559 magnesio, 328 no dependiente de insulina (DMNDI), 269-270, 271, 532, 662 tipo 1, 269, 271, 532, 662 tipo 2, 269-270, 271, 532, 662 Diagrama de Altman-Bland, 53 Diálisis enfermedad renal de etapa terminal, 535 insuficiencia renal aguda, 534-535 técnica de separación, 18-19, 135 Diálisis peritoneal, 534, 535 ambulatoria continua (DPAC), 534 cíclica continua, 534 Dicotomía adaptativa nutricionalmente dependiente, 628, 630 Dieta cardiopatía, 291, 292, 511 requerimientos de cinc en, 370 requerimientos de cobre en, 369

requerimientos de hierro en, 366 vitaminas en, 459, 627 2,3-Difosfoglicerato (2,3-DPG), 353 Difusión, 315 Digestión, 549 Digoxina, 577-578 1,25-Dihidroxivitamina D (l,25(OH)2D), 458-460, 524, 621 Dilantina, 580-581 Diluciones, 23-25 serie, 24-25 simples, 23-24 Diluidor/despachadores, 13,14 Dinamometría de prensión manual, 633 Dínodos, 95 Dinucleótido de nicotinamida y adenina (Véase NAD) Dióxido de carbono (Véase también Bicarbonato) aplicaciones clínicas de, 326 contenido total de, 358 determinación de, 326-327 equilibrio acidobase, 345, 346, 348 intercambio de gas, 349-351 intervalos de referencia de, 326 medición de, 356 presión parcial de (PC02), 354, 356 regulación de, 326 Dipéptidos, 187, 188 Diploide, 160 Director de programa POCT, 169-170 Disacáridos, 264 Disbetalipoproteinemia familiar, 296 Dislipidemias arteriesclerosis, 293-294, 650 definición, 283 elevación de Lp(a), 296 hipercolesterolemia, 289, 294, 295 hiperlipoproteinemia combinada, 296 hiperlipoproteinemias, 294-295 hipertrigliceridemia, 295-296 hipoalfalipoproteinemia, 296, 298 hipolipoproteinemia, 296 Disnea, 497 Disoluciones, 6-8 amortiguadoras, 8 concentración de, 7, 20-23 conductividad de, 8 definición, 7 densidad de, 22 densidad relativa de, 22 diluciones, 23-25 molalidad de, 7 molaridad de, 7, 21 normalidad de, 7, 21-22 pH de, 8 porcentaje, 7, 20-21 porcentuales, 7, 20-21 potencial redox, 8 propiedades coligativas, 7 saturación de, 7 superenfriadas, 118-119 supersaturadas, 7 unidades de conversión de, 22-23 Disolventes, 7, 109-110 Disopiramida, 579 Dispersión, 51, 55 Distribución de fármacos, 572, 575 Distribuciones gaussianas, 49-50, 51, 52 Distrofia miotónica, 439-440 muscular, 244, 246 muscular de Duchenne, 244, 246 Diuréticos, 513 tiacida, 465,469 DMDI (diabetes mellitus independiente de insulina), 269, 271, 532, 662 DMNDI (diabetes mellitus no dependiente de insulina), 269-270, 271, 532, 662 DNA (ácido desoxirribonucleico) (Véase también Sondas de ácido nucleico) análisis de hemoglobinopatías, 393 análisis de talasemias, 393

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análisis mediante citometría de flujo, 160 detección para fenilcetonuria, 183 estudio para hepatitis B, 488 índice de DNA (ID), 160 química de, 161 síntesis de proteínas, 191 Documentación para PLDA, 174, 175 Dopamina, 405,406 Ducto colector anatomía de, 518, 519 electrólitos, 340 fisiología de, 521 Dúplex, 161 Duplicación autosostenida de la secuencia (3SR), 163 cinc, 370 D-xilosa, 545, 550-551

E EAR (electroforesis de proteínas de alta resolución), 210 EC (electroforesis capilar), 107,142, 210-211 Ecuación de Henderson-Hasselbalch, 8, 348 Ecuación de Nernst, 103,356 Edad aterosclerosis, 501 e intervalos de referencia, 57, 58 gestacional, 557 gestacional del feto, 557 niveles de testosterona, 440 Edema, 498 EDTA (ácido etilendiaminotetracético), 27, 28c EEM (error estándar de la media), 52-53 EFD (ensayo de fluorescencia directa), 159 Efecto de gancho, 612 Efecto Wolff-Chaikoff, 454 Efecto Zeeman, 98 Efectores directos, 402, 403 Eficacia de diagnóstico, 61-63 Eficiencia, 62, 63 Efusiones, 565 EGPADSS (Electroforesis en gel de poliacrilamida de duodecilsulfato de sodio), 159 ELA (inrnunoensayos de enzimas), 151, 152 EID (ensayos de inmunofluorescencia indirecta), 159 EIE (enfoque isoeléctrico), 107, 211 Eje hipotalámico-hipofisario suprarrenal (EHHS), 401, 448, 664-665 Ejercicio ancianos, 652 enfermedad cardíaca, 502, 511 regulación de potasio, 322 Electrodispersión (ED), 111 Electrodo(s) amoniaco, 231 analizadores de gases sanguíneos, 354-355 Clarke, 354-355 detectores de gas, 104 enzimas, 104-105 indicadores, 102 PC02, 104 pH, 102-104, 356 P02, 104 referencia, 102 selectivos de iones, 102-105 selectivos de microiones, 120 sensores de macro y microelectrodo, 356-357 Severinghaus, 356 transcutáneos, 355 Electrodos selectivos de iones (ESI), 102-105 amoniaco, 231 analizadores automatizados, 125 calcio, 104, 334, 335 cloro, 105, 325 C 02 total 326 detectores de gas, 104 electrodos de pH, 102-104 enzima, 104-105 potasio, 324

sodio, 320-322 tipos de, 103-104 Electroendosmosis, 107 Electroforesis, 105-107 acetato de celulosa, 106, 392 agar de citrato, 392 análisis de lipoproteínas, 300 bidimensional, 116 capilar (EC), 107, 142, 210-211 cinasa de creatina, 245, 247 deshidrogenasa de lactado, 249 detección y cuantificación en, 106 electroendosmosis, 107 enfoque isoeléctrico, 107 fosfatasa alcalina, 252-253 fraccionamiento de proteínas, 207-211 alta resolución, 210 capilar, 210-211 enfoque isoeléctrico, 211 proteína sérica, 207-208, 209, 210 frontera móvil, 207 gel de poliacrilamida de dodecilsulfato de sodio (EGPADSS), 159 hemoglobina, 392 inmunofijación (EIF), 149, 150 libre, 207 líquido cefalorraquídeo, 214 materiales de soporte para, 106 orina, 525 procedimientos para, 105-106 proteínas de alta resolución (EAR), 210 proteínas séricas (EPS), 207-208, 209, 210 soluciones amortiguadoras para, 105-106 tratamiento y aplicación de la muestra, 106 zona, 105, 211 Electroforetograma, 105 Electroinmunoensayo, 150 Electrólitos, 315-340 agua, 315-317 ancianos, 649 bicarbonato, 326-327 calcio, 331-334 cloruro, 324-326 definición, 315 espacio aniónico, 338-339 fostato, 334-336 función renal, 339-340, 522-523 funciones de, 315 lactato, 336-338 magnesio, 327-330 nutrición parenteral total, 637, 638 pacientes pediátricos, 660 potasio, 322-324 sodio, 317-322 sudor, 544, 563, 564 Electroquímica 101-105 celdas galvánicas y electrolíticas en, 101 clorurómetros voltamétricos en, 105 electrodos de enzima en, 104-105 electrodos de pH, 102-104 electrodos detectores de gas, 104 electrodos selectivos de iones en, 102 semiceldas en, 101, 102c voltametría de decapado anódico, 105 Eliminación de desechos, 44-45 Eliminación de fármacos aclaramiento metabólico en, 574-575 aclaramiento renal en, 575 constante de, 572-574 primer orden, 572, 573 tasa de, 572-574, 575 Eliminación de materiales peligrosos, 44-45 Eliminación de primer orden, 572, 573 ELISA (análisis de inmunoabsorción ligado a enzimas), 156 Elución de gradiente, 111,112 Elución isocrática, 111,112 Embarazo diabetes mellitus gestacional, 269, 270-271, 272-273 fetoproteína alfa en, 190c, 195, 555

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fosfatasa alcalina en, 252 prueba del líquido amniótico en, 555-560 Embarque de materiales biopeligrosos, 39 Eminencia media, 400 Emisión de energía, 91, 92 Emisión gamma, 152 Empleados y empleadores, 35 Emulsiones coloidales, 189 Encefalopatía, 231 Endocartitis infecciosa, 504-505 Endosmosis, 107 Energía activación, 238, 239 metabolismo, en niños, 661-662 requerimientos nutricionales para, 618 Enfermedad almacenamiento de glucógeno, 274, 669-670 autoinmunitaria de la tiroides, 449 Bruton, 668 cardiovascular (ECV), 419 (Véase también Cardiopatía) células falciformes, 385-387,391-392 cerebrovascular (ECV), 293 fibroquística del páncreas (Véase Fibrosis quística) Graves, 449, 451-453 Günther, 380 hemoglobina H, 389 hemolítica del recién nacido, 555-557 membrana hialina, 557 molecular, 669-670 moléculas pequeñas, 670-671 Munchausen por delegación, 672 orina con olor a jarabe de arce (EOOJM), 184-185 Paget (osteítis deformante), 252 renal de etapa terminal (ERET), 220, 532, 535-536 Tangier, 289, 298 tiroides inducida por amiodarona, 453-454 vascular periférica (EVP), 293 von Gierke, 274 Wilson, 196, 370 Enfermedades genéticas, 668-671 diagnóstico, 164, 555, 669-671 enfermedades de moléculas grandes, 669-670 enfermedades de moléculas pequeñas, 670-671 exploración selectiva del recién nacido para, 669, 670 fibrosis quística, 540, 544, 563-564, 669 Enfoque isoeléctrico (EIE), 107, 211 Enlaces, 147,187 colorante, 205, 206-207 peptídicos, 187 Enmiendas de mejoramiento del laboratorio clínico de 1988 (CLIA 88) límites de error permisibles, 68 prueba automatizada, 126 pruebas en el lugar de atención, 169 Enolasa específica de las neuronas (NSE), 614 Ensayo de inhibición bacteriana de Guthrie enfermedad de la orina de jarabe de arce, 184 fenilcetonuria, 182 homocistinuria, 185 Ensayo de inmunoconcentración (ICON), 158 Ensayos captura de antígenos, 155 cinéticos, 242-243 competitivos, 151, 153-154 DNA ramificado, 164 duplicados, 360-361 fluorescencia directa (EFD), 159 inmunofluorescencia, 159 inmunofluorescencia indirecta (IFA), 159 inmunométricos, 154-155 monitoreo continuo, 242-243 Ensayos enzimáticos acoplados ácido úrico, 229-230 amilasa, 257 creatinina, 226 NAD/NADH en, 242

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Ensayos inmunoquímicos ACP prostático, 254 lipoproteínas, 300 proteínas, 211 Envejecimiento, 643-652 Enzima(s), 237-259 ancianos, 649, 650 auxiliar, 242 cinética de, 238-243 cálculo de, 26, 243 cofactores en, 241 concentración de enzimas en, 240 concentración de sustrato en, 239-240 inhibidores en, 241-242 mecanismo catalítico, 238-239 medición de, 242-243 medición de masa enzimática, 243 pH en, 240 temperatura en, 240-241 clasificación de, 237-238 convertidora de angiotensina (ACE), 415 definiciones de, 237 enfermedad hepática, 484-485 enfermedad pancreática, 544-545 específicas de grupo, 239 importancia clínica, 243-259 amilasa, 256-257 aminopeptidasa de leucina, 485 aminotransferasa de alanina, 251, 484 aminotransferasa de aspartato, 250-251, 484 cinasa de creatina, 243-248 deshidrogenasa de glucosa-6-fosfato, 258-259 deshidrogenasa de lactato, 248-250, 485 fosfatasa alcalina, 252-253, 484 fostatasa de ácido, 253-255 y-glutamiltransferasa, 255-256,485 lipasa, 257-258 5'-nucleotidasa, 485 resumen de, 244 indicadora, 242 inmovilizadas, 243 inmunoensayos, 152 marcadores cardíacos, 505-506 marcadores tumorales, 609-610 nomenclatura de, 237-238 pacientes pediátricos, 663 propiedades de, 237 reactivos, 243 síntesis en el hígado, 479-480 EOOJM, Enfermedad de la orina con olor a jarabe de arce, 184-185 Epitopos, 146 EQL (ensayo quimioluminscente), 151c, 152-153 Equilibrio acidobase aseguramiento de la calidad en evaluaciones, 358-361 evaluación de, 346,348-349 mantenimiento de H+, 344 medición de gases sanguíneos, 353-358 oxígeno e intercambio de gas en, 349-353 pacientes pediátricos, 659 pulmones en, 345 riñones en, 345, 346, 347, 348, 523 sistemas amortiguadores en, 344-345 trastornos de, 348-349 Equipo calidad, 83 mantenimiento preventivo de, 70 mejora, 83 plástico, 9-10, 686c protector de ojos, 37 pruebas en el lugar de atención, 174 seguridad, 36-38 Equipo de laboratorio, 8-16 balanzas, 16-17 buretas, 11c, 15 ERET (enfermedad renal de etapa terminal), 220, 532, 535-536 Ergocalciferol, 621 Eritroblastosis fetal, 555-557

Eritrocitos líquido cefalorraquídeo, 561 orina, 528 Eritropoyetina, 524 Error aleatorio (EA)+métodos de comparación, 54, 55, 68, 69c+datos de control, 70, 71, 73, 74, 76 analítico, 70, 71, 358 aseguramiento de la calidad, 69-70 constante (EC), 68 copiado, 70 criterios para evaluación, 68 detección con estudios de precisión, 64-65 estándar, 44, 52-53 estándar de la estimación, 44 estándar de la media (EEM), 52-53 médicamente permisible, 67-68 medición de gases sanguíneos, 355, 359-360 preanalítico y posanalítico, 83, 358 procesamiento de muestras, 29, 31 proporcional (PE), 54, 55, 68, 691 respuesta de reglas de control a, 72-79 sistemático constante, 54, 55 criterios de valor único, 68 detección con reglas de control, 73, 74, 75-76 estadística, 54, 55, 70, 71 inexactitud, 64, 66 medición de, 56 proporcional, 54, 55 tendencia, 358 total, 68, 69c Errores de tendencia, 358 Escala de Ferriman-Gallwey, 435 Esclerosis múltiple (EM), 214-215, 562, 563 Escorbuto, 618, 626 Esfingomielina (SP), 558 Esfuerzo y ateroesclerosis, 502 Espacio aniónico (EA), 338-339 Especificidad absoluta, 239 enlace, 239 enzimas, 239 estadística, 61-63, 64 estereoisométrica, 239 fluorometría, 100 marcadores tumorales, 608 Espectrofotometría, 91-98 absorción atómica, 97-98 analizadores automatizados, 136 aseguramiento de la calidad en, 96 bilirrubina, 483, 556-557 espectrofotómetros en, 93-96 ley de Beer en, 91-93 mediciones de los gases de la sangre, 353-354 tecnología de placa, 137,138 ultravioleta, 205 Espectrofotómetros absorción atómica, 97-98 aseguramiento de la calidad de, 96 células de muestra para, 94 fotodetectores de, 94-96 fuente de la luz en los, 93-94 haz sencillo y doble, 93, 95-96 monocromadores de, 94 Espectrometría absorción atómica, 97-98 láser, 101 masas en tándem, 113,115, 669, 671 masas MALDI-TOF; 116-117 masas SELD1-TOF 117,118 reflectancia, 137, 138 Espectrómetros de masas (EM) CLAR, 111 cromatografía de gases, 113, 114, 115 cuatro polos, 113,114 MALDI-TOF; 116-117 pruebas automáticas, 142 SELDI-TOF 117, 118 trampa para iones, 113, 114

Espermatogénesis, 437, 438 Espermatogonia, 437 Espermatozoides, 528 Estadística, 49-69 definición, 49 eficacia diagnóstica, 61-63 inferencial, 49, 55-56 intervalos de referencia en, 57-61 selección del método en, 64-69 teoría del valor predictivo en, 61-63, 64 Estadística descriptiva, 49-55 observaciones por pares, 52, 53-55 observaciones simples, 49-53 Estado hipermetabólico, 629 Estándar de comunicación de riesgo, 39 Esteatorrea, 541, 543 Esterilización del agua, 6 Esterasa de leucocitos, 528 Estereoisómeros, 264 Esteres de acridinio, 152 Esteroides anabólicos, 600 Estilo de vida y aterosclerosis, 502 Estradiol, 432 Estriol, 432 Estrógenos, 432, 666 Estrona, 432 Estructura aminoácidos, 180, 181c carbohidratos, 263, 264, 265 creatina, 224 creatinina, 224 cuaternaria, 188, 237 enzimas, 237 hemoglobina, 383-384 lípidos, 284 lipoproteínas, 285-287 mioglobina, 393-394 péptidos, 187-188 porfirinas, 378 proteínas, 187-188 urea, 220 Estudio para receptores, 151 Estudios de comparación de métodos, 52, 53-55, 66-69 Estudios de interferencia, 65-66, 67c Estudios de recuperación, 65-66 Estudios en emparedado, 155 Estudios microfluorométricos, 182, 184-185 Etanol efecto en el hígado, 481 indicadores comunes de abuso, 590c toxicología de, 590 Etapas de Tanner, 434 Etilenglicol, 591 Etiquetas de código de barras, 127,129,130,139 Etosuximida, 581 Evaporación, muestra, 130, 657 Exactitud análisis de lípidos, 298, 304-305 estimación de, 65-66 longitud de onda, 96 Exceso de base, 354, 358 Excreción ácidos, 523 bilis, 477-479 cinc, 370 cobre, 369 definición, 346 hierro, 366-367 Extinción, 100 Extintores de fuego, 42-43 Exudados, 565

F Factor de retención (Fr), 109 Factor inhibitorio de prolactina (PIF), 405 Factor intrínseco, 548, 624 Factores de crecimiento (FC), 402-405, 635, 665-666

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Factores de crecimiento análogos a la insulina (FCAI) evaluación nutricional, 635 hígado, 479 hormona del crecimiento, 403-404, 635, 665, 666 Factores preanalíticos, 69-70, 651, 657 Fagocitos, 667 Farmacocinética pediatría, 671-672 resumen de, 688c-689c vigilancia terapéutica de fármacos, 575-576 Fármacos Fármacos antiepilépticos, 580-581 ácido valproico, 581 carbamacepina, 581 etosuximida, 581 fenitoína, 580-581 fenobarbital, 580 parámetros farmacocinéticos de, 688c Fármacos cardioactivos, 577-579 digoxina, 577-578 disopiramida, 579 farmacocinética de, 688c lidocaina, 587 procainamida, 578-579 quinidina, 578 Fármacos de antirresorción, 468 Fármacos de bloqueo adrenérgicos (3, 512, 513c Fármacos inmunosupresivos, 582-583, 6891 Fármacos, mal uso de, 598-601, 690c-691c anfetaminas, 599-600 cannabinoides, 600 cocaína, 600-601 esteroides anabólicos, 600 fenciclidina, 601 hipnóticos sedantes, 601 opiáceos, 601 prevalencia de, 599c Fármacos psicoactivos, 581-582 antidepresivos tricíclicos, 581-582 litio, 581 parámetros farmacocinéticos de los, 689c Fase folicular del ciclo menstrual, 433 Fase lútea del ciclo menstrual, 433 Fatiga en cardiopatía, 498 Fenciclidina (PCP), 601 Fenilalanina, 182-183 Fenilcetonuria (PKU), 182-183, 669 Feniletanolamina N-metiltransferasa (PNMT), 424, 425 Fenitoína, 580-581 Fenobarbital, 580 FEO (flujo electroosmótico), 107 Feocromocitomas (Pheo) ácido homovanilínico, 614 catecolaminas, 424 consecuencias y pronóstico de, 428 cromogranina A, 426, 428, 613 diagnóstico de, 426, 428, 429 tratamiento de, 428 Ferritina, 367c, 368c, 369 Feto edad gestacional, 557 enfermedad hemolítica en, 555-557 madurez pulmonar en, 557-560 c^-Fetoproteína (AFP) características de, 190, 195 líquido amniótico, 555 marcador de tumores, 608, 612 Fibras ópticas, 136 Fibrinógeno características de, 190, 198 enfermedad cardiovascular, 502, 509, 513 Fibronectina, 202, 635, 659 fetal (fFN), 202, 659 Fibrosis quística (FQ), 540, 669 prueba de sudor para, 544, 563-564, 669 Filtración agua, 5-6 técnica de separación, 18 Filtrado sin proteínas, 220

Filtros agua, 5-6 aire particulado de alta eficiencia, 37 alta eficiencia para aire particulado (AEAP), 37 aseguramiento de la calidad del espectrofotómetro, 96 fluorómetros, 99 HEPA, 37 monocromadores, 94 separación, 18 Fi02 (fracción de oxígeno inspirado), 351 Flebotomía, 26-28, 657 Florescencia cromatografía, 111 fluorometría, 98-100 inmunoensayos, 152, 157-158,159 inmunofluorescencia directa e indirecta, 159 polarización, 99, 157-158, 560 Flujo electroosmótico (FEO), 107, 211 Fluoroinmunoensayo de lantánido mejorado por disociación (DELFIA), 158 Fluorometría, 98-100 aminoácidos de cadena ramificada, 184-185 espectrofotómetros, 93, 94, 97 fenilalanina, 182 fluorometría, 99 instrumentación en, 99-100 porfirinas, 383 ventajas y desventajas de, 100 Fluorómetros de filtro, 99 Fluorómetros monocromadores, 99 Fluoruro, 371-372 F 0 2Hb (oxihemoglobina fraccionaria), 352 Folatos, 519c, 523-524 Folículos ovarios, 392 tiroides, 446 Formas, para POCT, 174 Fórmula de Planck, 91 Fosfatasa alcalina (ALP), 252-253 enfermedad hepática, 484 ensayos quimioluminiscentes, 153 intervalos de referencia de, 57, 253 isoenzimas, 252-253 Fosfatasa de ácido (ACP), 253-255 estudio para, 254 fuentes de error, 255 fuentes de tejido de, 254 intervalo de referencia para, 255 significado del diagnóstico de, 254 Fosfatasas alcalinas carcinoplacentarias, 253 Fosfatidilcolina (PC), 558 Fosfatidilglicerol (PG), 558 Fosfato, 334-336 ácido, 523 balance acidobase, 523 determinación de, 336 distribución de, 335 funciones del, 334-335 hiperfosfatemia, 336 hipofosfatemia, 335-336, 637, 638c nutrición parenteral total, 637 reabsorción en los túbulos renales, 339, 523 regulación del, 335, 523 valores de referencia del, 336c Fosfenitoína, 581 Fosfolípidos análisis de, 303 líquido amniótico, 557-559 propiedades químicas de los, 284-285 Fotoceldas, 94-95 Fotodetectores, 94-96 Fotodiodos, 95 Fotometría (Véase también Espectrofotometría;' análisis automático, 136-138 flama, 98 fluorometría, 98-100 láser en, 101 turbidez y nefelometría, 100 ,101 quimioluminiscencia, 100 Fotosensibilidad, 379, 380, 381

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Fototubos, 95 multiplicadores, 95 FPIA (inmunoensayo de polarización de fluorescencia), 157-158 Fracción de oxígeno inspirado (Fi02), 351 Fraccionamiento de proteínas, 205-207 determinación de globulinas totales, 207 electroforesis, 207-211 capilar, 210-211 enfoque isoeléctrico, 211 proteína sérica, 207-208, 209, 210 proteínas de alta resolución, 210 enlace de colorante, 206-207 fraccionamiento de sales, 206 Fracturas fragilidad, 471 osteomalacia, 469-470 osteoporosis, 470, 471, 647 raquitismo, 469-470 Frecuencia respiratoria (FR), 618 FSH (Véase Hormona estimuladora de folículos) Fuerza centrífuga relativa (FCR), 18 Fumar cadiopatías, 502, 511 efecto en los analitos, 29, 30c Función cardíaca (Véase Cardiopatía) Función de la hipófisis, 400-409 características anatómicas, 400, 401 embriología y, 400 función hipotalámica-hipofisaria, 400-402 hipófisis anterior en, 400, 401, 402-408 hipófisis posterior en, 400, 401, 408-409 hipogonadismo, 441 hipopituitarismo, 407-408 hormona del crecimiento, 402-405 hormonas hipofisiotrópicas o hipotalámicas, 402 oxitocina en, 400, 409 prolactina en, 405, 407 vasopresina en, 400, 409 Función endocrina (Véase también Hormonas) ancianos, 645-647 glándula paratiroides, 458-461 glándula suprarrenal, 413-429 glándula tiroides, 446-454 hipófisis, 400-409 hipotálamo en, 400-402, 664-665 pacientes pediátricos, 664-666 páncreas, 539-540 sistemas reproductivos, 432-442 Función gastrointestinal, 547-551 absorción de cálcio, 459-460, 461 absorción de fármacos, 571-572 intestinos en, 549-551 secreción gástrica, 547-549 trastornos de, 463, 468 Función gonadal, 432-442 ovarios, 432-436 anatomía de, 432 ciclo menstrual en, 432-433, 434 desarrollo puberal femenino, 434 hipogonadismo hipogonadotrópico, 434-435 hirsutismo, 432, 435-436 ovulación, 433 producción hormonal, 432 terapia de reemplazo de estrógeno, 436, 511 testículos, 436-442 anatomía de, 436-437 fisiología de, 437-438 hipofunción de, 438-441 hipogonadismo, 438, 441 terapia de reemplazo de testosterona, 441-442 trastornos del desarrollo sexual, 438 Función hepática ácidos biliares séricos, 484 actividad de síntesis, 479-480 almacenamiento de vitaminas, 479 ALT, 251, 484 anatomía en, 476-477 bilirrubina, 481-483 cáncer, 608

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Función hepática, (cont.) capacidad de síntesis hepática, 485 cirrosis, 480 concentraciones de amoniaco, 231 desintoxicación y fármacos, 480,572 edad avanzada, 649 enfermedades, 480-481 enzimas, 484-485 excreción y secreción, 477-479 hepatitis, 486-491 ictericia, 478-479, 480 metabolismo del nitrógeno, 485-486 pacientes pediátricos, 656, 661-663 rastreo eletroforético en, 209, 210 relacionadas con fármacos y alcohol, 481 síndrome de Reye, 481 tumores, 480-481 urobilinógeno, 483-484 valoración de la, 481-491 Función pancreática, 538-545 anatomía y , 538, 539 edad avanzada, 647 enfermedades, 540-541 fisiología de la, 538-540 pruebas de la, 541-545 absorción de D-xilosa, 545 electrólitos en el sudor, 544 enzimas, 544-545 grasa en las heces, 543-544 radiográficas, 545 secretina/CCK, 542 tolerancia a los almidones, 545 Función pulmonar (Véase Pulmones) Función renal, 518-536 análisis de, 524-529 análisis de orina, 526-529 cistatina C, 526 electroforesis de orina, 525 mediciones de aclaramiento, 524-525 microalbúmina, 213, 279, 525-526 mioglobina, 525 balance acidobase, 345, 346, 347,348, 523 balance hídrico, 522 características anatómicas en, 518, 519 creatinina, 223-224, 521 edad avanzada, 648-649 eliminación de fármacos, 572 eliminación de nitrógeno no proteico), 220-221, 521-522 equilibrio electrolítico, 322, 339-340, 522-523 filtración glomerular en, 339, 519 fisiología y, 519-524 función endocrina, 523-524 función tubular en la, 339-340, 519-521 funciones, 339, 518 hormona paratiroidea, 462 metabolismo de la vitamina D, 461-462, 524 metabolismo del calcio, 461-462 pacientes pediátricos, 656, 660, 663 regulación del magnesio, 327, 523 trasplante y, 535-536 trastornos de la, 529-537 ácido úrico, 228 afecciones tubulares, 530 cálculos, 531 enfermedades glomerulares, 212-213, 529-530 hipercalcemia, 463 hipocalcemia, 333, 463 infecciones de las vías urinarias, 531 insuficiencia renal, 531-536 obstrucciones, 531 Función suprarrenal, 413-429 catecolaminas en, 424-426, 428, 429 causas de hiperactividad simpática, 426 corteza suprarrenal en, 414-424 esteroidogénesis de la corteza, 414-415 exceso de andrógeno, 423-424 hiperplasia suprarrenal congénita, 415-418, 666 insuficiencia suprarrenal, 418-419 médula suprarrenal en, 424-426, 428-429 Funciones de potencias, 73, 74, 76

G-6-PD (deshidrogenasa de glucosa-6-fosfato), 258-259, 274 Gabinetes, seguridad, 36, 38c Galactorrea, 407 idiopática, 407 Galactosemia, 274, 661-662 Gases comprimidos, 36, 43-44 presión parcial de, 350, 351 Gases sanguíneos, 344-361 aseguramiento de la calidad en, 358-361 equilibrio acidobase, 344-349 intercambio de oxígeno y gas en, 349-353 intervalos de referencia de, 348c medición de analizadores en, 354 calibración en, 357-358 corrección de temperatura en, 358 espectrofotométrica, 353-354 parámetros calculados, 358 pH y pC02, 356 P02, 354-355 sensores electroquímicos en, 356-357 sensores ópticos en, 357 muestra para, 27 pacientes pediátricos, 659 prueba del punto de atención para, 175 Gastrina, 548, 549 plasmática, 549 Gastrinomas, 540 Gel almidón, 106 electroforesis, 106, 208, 300 poliacrilamida, 106, 300 precipitación inmunitario, 147-150 Gel de azarosa electroforesis, 106, 208, 300 precipitación inmunitaria, 147-150 GeneChips, 164 Género, en la aterosclerosis, 501 Genes, susceptibilidad, 608 Genómica, 115 Geriatría, definición, 643 Gerontología, 643 GH (Véase Hormona del crecimiento) GH-RH (hormona liberadora de hormona del crecimiento), 403, 665 Ginecomastia, 438 Glándula tiroides, 446-454 anatomía y desarrollo de la, 446-448 control de la función de la tiroides, 448 evaluación de, 448-450 anticuerpos, 449 aspiración con aguja fina, 450 autoinmunidad de la tiroides, 449 captación de yodo radiactivo, 449-450 T4 y T3, 449 tiroglobulina, 446, 449 tirotropina, 448-449 ultrasonido, 450 hormonas de la, 331, 446-448 trastornos de la, 450-454 adenomas tóxicos, 453 bocio multinodular, 453 edad avanzada, 647 enfermedad de Graves, 451-453 enfermedad de la tiroides inducida por la amiodarona, 453-454 enfermedad no tiroidea, 454 hipotiroidismo, 446, 450-451 nodulos de la tiroides, 454 tiroiditis subaguda, 450, 454 tirotoxicosis, 448, 451, 452c Glándulas paratiroides, 446, 460 hiperparatiroidismo, 463-464, 466, 467, Globulinas, 194-199 antiquimotripsina cq, 195-196 antitripsina oq, 194-195 ceruloplasmina, 196

complemento, 198 enfermedad hepática, 485 fetoproteína cq, 195, 555, 608, 612 fibrinógeno, 190,198, 509, 513 Ge, 196 glucoproteína de ácido cq, 195 haptoglobina, 196 hemopexina, 197 inhibidor de inter-a-tripsina, 196 inmunoglobulinas, 198-199 lipoproteínas, 197 macroglobulina cq, 196-197 microglobulina P2, 197-198, 525, 612 proteína reactiva C, 190c, 198, 636, 667 total, 207 transferrina, 197, 634 unión con la tiroxina (TBG), 151, 447-448, 664 Glóbulos blancos en la orina, 528 Glóbulos rojos (Véase Eritrocitos) Glomérulo anatomía de, 518, 519 electrólitos y, 339 enfermedades de, 212-213,529-530 función de, 519 Glomerulonefritis, 529-530 Glucagon, 267, 268c, 271 Glucocorticoides, 267, 469 Glucogénesis, 266-267 Glucógeno, 265 Glucogenólisis, 267 Glucólisis, 265-266, 267c Gluconeogénesis, 265, 267c, 336, 662 Glucoproteína de ácido cq (orosomucoide), 190c, 195 Glucoproteinas, 192, 193 Glucosa automonitoreo, 276 ayuno, 269, 272c ayuno deteriorada, 269, 2721 estructura de, 263, 264 hiperglucemia, 268-273 hipoglucemia, 273-274 histograma de frecuencia de, 52 líquido cefalorraquídeo, 561-562 mediciones de, 275-276 metabolismo de, 265-268, 337, 661-662 plasmática de ayuno, 269, 272s pruebas en el lugar de atención, 119,175 pruebas posprandiales de 2 h, 276-277 tolerancia de ancianos, 647-648 categorías de, 272c deteriorada, 269 orina, 271, 527, 637 pruebas para, 272, 277 Glucósidos cardíacos, 512, 513, 577-578 Glucosuria, 271, 527, 637 Glutamina, 486, 561 y-Glutamiltransferasa (GGT), 255-256 gráfica de probabilidad para, 60 histograma de frecuencia para, 59 trastornos del hígado, 485 GnRH (hormona liberadora de gonadotropina), 401, 433, 437, 666 Gonadotropina coriónica humana (hCG), 613 GOT (Véase Aminotransferasa de aspartato) Gota, 228 GPBB (isoenzima de fosforilasa de glucógeno BB), 510, 513c GPT (Véase Aminotransferasa de alanina) Gradiente de albúmina en ascitis, 566 Gráfica de diferencia 53 Gráficas de control, 72, 77, 78c Gráficas de Lineweaver-Burk, 240, 241 Gráficas de probabilidad, 55, 56, 59, 60 Grasa (Véase también Lípidos) absorción deficiente, 541 composición del cuerpo, 633 fecal, 543-544, 551 síntesis en el hígado, 479 Grupos prostéticos, 237, 241 Guantes, 37

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H Haptenos (Hp), 146-147 Haptoglobina, 190c, 196 HBV (virus de la hepatitis B), 486-488, 489 hCG (gonadotropina coriónica humana), 613 HDL (Véase Liproproteínas de alta densidad) Heces enzimas proteolíticas en, 545 grasa en, 543-544, 551 urobilinógeno en, 484 Hélices anfipáticas, 285-286 Hematología, PLDA para, 176 Heme catabolismo de, 477-478 hemoglobina, 383, 384 síntesis de, 378, 379 Hemocromatosis, 368 Hemodiálisis, 534 Hemofiltración, 535 Hemoglobina, 383-393 Alc, 60, 277-278 A2, 384, 392 análisis de, 390-393 anormal, 391-392 Bart, 389 capacidad de oxígeno (enlace), 352 correlaciones de enfermedad con, 385-387, 389-390 curva de absorbancia de, 354 degradación de, 384-385, 386 disociación a partir de oxígeno, 353 electroforesis de, 392 estructura de, 383-384 función en el cuerpo, 383 glucosilada (HbAlc), 60, 277-278 glucosilada, 60, 277-278 hierro, 367 líquido cefalorraquídeo, 561 orina, 528 síntesis de, 384-385 sistema de amortiguación de bicarbonato, 345 transporte de oxígeno, 351-352 Hemoglobina fetal, 384 cuantificación de, 392-393 persistencia hereditaria de, 390 tinción de elución ácida para, 392 Hemoglobinopatías definición, 378, 384 diagnóstico de, 390-393 hemoglobina C, 387 D, 387 E, 387 S, 385-387, 391-392 SC, 387 Hemolisis ensayos enzimáticos, 248, 250, 253, 255 procesamiento de muestras, 27, 29 Hemopexina, 190, 197 Hemosiderosis, 368 Heparina, 360 Hepatitis, 486-491 A, 486 B, 486-488, 489, 491 BcAg (HBcAg), 488, 489 BeAg (HBeAg), 488, 489 BsAg (HBsAg), 487-488,489 C, 488-489, 491 crónica, 490-491 delta, 489-490 E, 490 exploración electroforética en, 210 incubación corta, 486 incubación prolongada, 486-488, 489 infecciosa, 486 sérica, 486-488, 489 Hepatoma, 480-481 H-FABP (proteína cardíaca de unión a ácidos grasos), 510, 513c Hibridación in situ, 164

Hidratos, 15 Hidrolasas, 237, 238, 253 Hidrólisis, 264 Hidropesía fetal, 389 1,7-Hidroxicorticosteroide (17-OHCS), 420 18-Hidroxicorticosterona, 417 21-Hidroxilasa, deficiencia, 665 Hierro, 366-369 absorción de, 366, 367 capacidad de enlace de hierro total, 369 contenido de hierro total, 368-369 daño tisular, 368 deficiencia de, 365c, 367-368 distribución de, 366 evaluación de laboratorio de, 368 excreción de, 366 ferritina, 369 funciones bioquímicas de, 365c, 367 intervalos de referencia de, 365c, 368c marcadores de laboratorio en estados de enfermedad, 367c por ciento de saturación, 369 requerimientos dietéticos de, 366 sérico, 367c, 368-369 sobrecarga de, 3651, 368 transferritina, 197, 369 transporte de, 366, 367 Hiperactividad del simpático, 426 Hiperaldosteronismo, 416, 417 idiopático (HAI), 417 Hiperbilirrubinemia, 480 Hipercalcemia, 333-334, 462-465 causas de, 3321, 463-465 hiperparatiroidismo, 333, 462 hipocalciúrica benigna familiar (HHBF), 461,464 humoral de malignidad, 465 pacientes pediátricos, 663-664 signos y síntomas de, 334, 463 tratamiento de, 334 Hipercalciuria, 462 Hipercarbia, 346, 349 Hipercarotenemia, 480 Hipercloremia, 325, 637, 638 Hipercolesterolemia, 289, 294, 295 familiar (HF), 294, 295 Hipercortisolismo, 419-423 Hiperfenilalaninemia, 182-183 Hiperfosfatemia, 336 Hiperglucemia, 268-273 (Véase también Diabetes mellitus) hallazgos de laboratorio en, 269 pacientes pediátricos, 662 Hiperlipidemia combinada, 295 Hiperlipidemias, 502 Hiperlipoproteinemia, 294-295, 296 Hiperlipoproteinemia combinada, 296 familiar (HCF), 296 Hipermagnesemia, 329-330 Hipematremia, 320 manifestaciones y causa de, 319c, 381 pacientes pediátricos, 660 Hiperosmolalidad, 322 Hiperparatiroidismo familiar, 464 hipercalcemia, 333, 463-464 osteomalacia, 469-470 primaria 463-464, 466, 467 raquitismo, 469-470 secundaria, 466, 467c terciaria, 467-468 vitamina D, 622 Hiperplasia, 605 Hiperpotasemia, 323-324 nutrición parenteral total, 638c pacientes pediátricos, 660, 661c Hiperprolactinemia, 406-407, 440 Hiperproteinemia, 202 Hipertensión (HT) aldosterona, 416,429 ancianos, 647

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cardiopatía, 502, 503-504, 511 definición, 503 esencial, 511 feocromocitomas, 426 hipercalcemia, 463 maligna, 504 portal, 480 primaria, 504 renal, 504, 534 secundaria, 504 subclínico, 449 Hipertiroidismo, 449, 451, 647 Hipertrigliceridemia, 295-296 Hipertrofia septal asimétrica, 501 Hiperuricemia, 228-229 Hiperventilación, 349 Hipervitaminosis, 464, 620 Hipnóticos sedantes, 601 Hipoalbuminemia, 333 Hipoaldosteronismo, aislado, 416 Hipoalfalipoproteinemia, 296, 298 Hipobetalipoproteinemia, 296 Hipocalcemia, 332-333, 465-468 causas de, 332-333, 466-468 hipomagnesemia, 332-333 neonatos, 333 nutrición parenteral total, 638c pacientes en cirugía y cuidado intensivo, 333 pacientes pediátricos, 663-664 signos y síntomas de, 333, 466 tratamiento de, 333 Hipocloremia, 325 Hipocortisolismo (Véase Insuficiencia suprarrenal) Hipófisis, 400 Hipofosfatemia, 335-336, 637, 638 Hipogammaglobulinemia, 668 Hipoglucemia, 273-274, 662 fisiológica, 662 Hipoglucorraquia, 562 Hipogonadismo diagnóstico de, 441 hipergonadotrópico, 438-440 hipertalámico, 434 hipotalámico, 434 mujeres, 434-435 varones, 438, 440-441 Hipolipoproteinemia, 296, 298 Hipomagnesemia, 327-329 causas de, 327-328 hipocalcemia, 332-333, 663-664 nutrición parenteral total, 638 pacientes pediátricos, 664 síntomas de, 328-329 tratamiento de, 329 Hiponatremia, 318-320 causas de, 318-319 clasificación de, 319 nutrición parenteral total, 381 pacientes pediátricos, 660 seudohiponatremia, 319 síntomas de, 319 tratamiento de, 319-320 Hipoparatiroidismo, 332, 460-461, 467 autoinmunitario, 467 hipoparatiroidismo, 332, 460-461, 467 primario, 332 Hipopituitarismo, 407-408 Hipopotasemia, 322-323 hiperaldosteronismo, 416, 417 nutrición parenteral total, 637, 638c pacientes pediátricos, 660, 661 Hipoproteinemia, 202 Hipotálamo anatomía, 400, 401 función de la hipófisis, 400-402 hormonas de, 402 Hipotiroidismo, 450-451 ancianos, 647 causas de, 451 congénito, 446, 664-665 deficiencia de yodo, 446

722

ÍNDICE

Hipotiroidismo, (cont.) pacientes pediátricos, 664-665 primario, 664-665 secundario, 664-665 síntomas, 450 subdínico, 449 tratamiento de, 451 Hipouricemia, 229 Hipoventilación, 349 Hipovitaminosis, 467, 619 Hipovolemia, 317 Hipoxemia, 349 Hipoxia, 336, 337 Hirsutismo, 432, 435-436 Histogramas frecuencia, 49, 50, 52, 59, 60, 62 frecuencia acumulada, 50-51, 59 Hitachi, analizadores estaciones de lavado en, 134 fotómetro en, 136 historia de, 125 mezclado en, 135 sondas de muestra en, 131,132 soportes para muestras en, 129 HIV (virus de inmunodeficiencia humana), 159 Hojas de información sobre la seguridad del material (HISM), 5, 39-40 Holoenzimas, 237 Homeostasis calcio, 331, 332, 458-469, 523 envejecimiento, 646 pH, 344 Homocisteína, 185-186, 510, 513 Homocistinuria, 185-186, 529 estimulante de la tiroides (TSH) (Véase Tirotropina) hipofisiotrópicas, 402 Hormona(s) ancianos, 645-647 factores de crecimiento, 402-405, 665-666 función renal, 523-524 función testicular, 437 función tiroidea, 446-448 glándulas suprarrenales, 414-429 hipófisis, 400-409 hipomagnesemia, 328 hipotálamo, 402 inhibidora de la hormona del crecimiento (GH-1H), 665 islotes de Langerhans, 539 liberadora de gonadotropina (GnRH), 401, 433, 437, 666 liberadora de la hormona del crecimiento (GHRH), 403, 665 liberadora de tirotropina (TRH), 401, 448, 664 luteinizante (LH), 401, 433, 437, 666 metabolismo del calcio, 331, 458-461 ovulación, 433 pacientes pediátricos, 664-666 paratiroides, 460-461 producidas por los ovarios, 432 regulación de la glucosa, 267-268 trópicas, 402, 403c Hormona adrenocorticotrópica (ACTH) biosíntesis de la hormona esteroidea, 414-415 cortisol, 418, 421-422, 665 regulación de la glucosa, 267 ritmos diurnos, 402 y vasopresina, 402 Hormona antidiurética (ADH) deficiencia de, 409 función de la hipófisis, 400, 408, 409 función renal, 520, 521 mecanismo de la sed, 409, 522 osmolalidad, 315-316,409 producción de, 400, 409 secreción de ACTH, 418 Hormona de la tiroides acciones de la, 448 proteína de unión con, 447-448 síntesis de la, 446-447

Hormona del crecimiento (GH), 402-405 acciones de, 403-404 deficiencia de, 405, 665-666 exceso de (acromegalia), 404-405, 526 modificadores de secreción de, 403 prueba para, 404 regulación de glucosa, 267 secreción de, 665 Hormona estimuladora de folículos (FSH) control de testosterona, 437 ovulación, 433 pacientes pediátricos, 666 secreción de, 401 Hormona liberadora de corticotropina (CRH) prueba de estimulación de CRH, 421-422 secreción, 414, 415 secreción de ACTH, 418, 665 Hormona paratiroidea (PTH) crecimiento óseo, 663 equilibrio electrolítico, 523 hipercalcemia, 463-465 hipocalcemia, 466-467 recombinante humana, 469 regulación del calcio, 331, 332, 333-334, 460-461,523 regulación del magnesio, 327, 523 Hs-CRP, 508, 513c Hueso cortical, 462 metabolismo del calcio, 462, 663 pacientes pediátricos, 663 trabecular, 462 vitamina D, 460, 663

l ICON (Ensayo de inmunoconcentración), 158 Ictericia, 29, 478, 480 hepática, 478 pediátrica, 480, 482, 661 posterior a hepatitis, 478-479 tipos y causas de, 478-479, 480 IDCG (inmunodeficiencia combinada grave), 668 IDE (índices de desviación estándar), 81 Identificación muestras, 127,139 pacientes, 27 Idiotipos, 199 IDR (inmunodifusión radial), 149 IECP (inmunoensayo enzimático de captura de micropartículas, 157 1EE (índice de estabilidad de espuma), 558 IEO (inmunoensayo óptico) IF (inmunoensayo fluorescente), 151c, 152 IFCP (Inmunoensayo por fluorescencia para concentración de partículas, 157 IFD (inmunofluorescencia directa), 159 IFI (inmunofluorescencia indirecta), 159 IFNS (inmunoensayo por fluorescencia en el nivel del sustrato), 157 IFSF (Inmunoensayo de fase sólida por fluorescencia), 157 IgA características, 1901,199, 668c pacientes pediátricos, 668 trastornos hepáticos, 486 IgD, 190c, 199, 668c IgE, 190c, 199, 668 IGF (factor de crecimiento insulínico), 403-404, 635, 665, 666 IgG características de, 190, 198, 199, 668 líquido cefalorraquídeo, 214-215, 562-563 pacientes pediátricos, 668 subclases, 668 trastornos hepáticos, 486 IgM características de, 190,198-199, 668 pacientes pediátricos, 668 trastornos hepáticos, 486

IITMP (Inmunoensayo de inhibición turbidimétrico mejorado por partículas, 156 IMA (Véase Infarto del miocardio) Imágenes suprarrenales, 417-418 Immunodeficiencias, 668 Imprecisión, 64-65 Incidentaloma, 427, 429 Incubación, 135 índice altura, 632 cintura-cadera, 648 estabilidad de espuma (IEE), 558 ictérico, 482 IgG-albúmina, 215, 562 L/S, 558, 559-560, 659 lecitinas/esfingomielinas (L/S), 558, 559-560, 659 masa corporal (IMC), 618 nitrógeno de la urea/creatinina, 221 nutricional inflamatorio pronóstico, 633 PAiPRA, 417 Inexactitud, 64, 65-66 Infantes (Véase Pacientes pediátricos) Infarto del miocardio (IMC), 503 aminotransferasa de aspartato, 250 cadenas ligeras de miosina, 507 cardiopatía coronaria, 503 cinasa de creatina, 244, 246, 506 deshidrogenasa de lactato, 248, 249, 505-506 diagnóstico de, 505-511 marcadores de insuficiencia cardíaca congestiva en,509 mioglobina, 199-200, 394, 506-507 proteínas en la fase aguda, 507-508 troponinas, 201-202, 246, 507 Infecciones testículos, 440 tracto urinario, 531 Infecciones/obstrucciones de las vías urinarias, 531 Infertilidad, 434, 436c Inflamación marcadores de, en IMA, 507-508 reactivos de fase aguda, 208, 209, 210 Información de los resultados, 175 Información sobre el paciente, promedio de la, 79-80 Infundíbulo, 400 hipotálamo, 400 Inhibición no competitiva, 241, 242 Inhibidores competitivos, 241-242 inter-a-tripsina (ITI), 190, 196 no competitivos, 241, 242 reacciones enzimáticas, 241-242 Inhibina, 437 Inmunoblots, 158-159 Inmunocitoquímica, 159 Inmunocromatografía enzimática, 158 Inmunodeficiencia combinada grave (IDCG), 668 Inmunodifusión radial, 149 Inmunoelectroforesis (IEF) 149-150 Inmunoensayo (s), 146-160 análisis de digoxina, 578 análisis de DNA por citometría de flujo, 160 antígeno carcinoembriónico, 611 CK-MB, 247 consideraciones generales, 146-147,151 difusión doble, 148-149 difusión simple, 149 diseño de ensayo, 153-155 donador de enzimas clonadas (CEDIA), 157 ejemplos de, 156-158 enzimas, 243 enzimático (IME), 151, 152 enzimático de captura de micropartículas (IECM), 157 etiquetado, 151-160 etiquetas para, 151-153 fase sólida por fluorescencia (IFSF), 157 fluorescencia (FIA), 151c, 152 concentración de partículas (IFCP), 157 nivel del sustrato (IFNS), 157

ÍNDICE

heterogéneos, 155 homogéneos, 155 inhibición turbidimétrico mejorado por partículas (IITMP), 156 inmunoblots, 158-159 inmunocitoquímica, 159 inmunofenotipo, 159-160 inmunohistoquímica, 159 no competitivos, 154-155 óptico (IEO), 158 polarización por fluorescencia (FPIA), 157-158 precipitación inmunitaria en gel, 147-150 rápidos, 158 sin etiquetado, 147-151 técnicas de separación, 155-156 transferencia de excitación por fluorescencia (FETI), 157 turbidimetría y nefelometría, 150-151 Inrnunoensayos marcados, 151-153 análisis de DNA mediante citometría de flujo, 160 consideraciones generales de los, 151 diseño del estudio, 153-155 ejemplos de, 156-158 inmunoblot, 158-159 inmunocitoquímica, 159 inmunoensayo rápido, 158 inmunofenotipos, 159-160 inmunohistoquímica, 159 técnicas de separación en, 155-156 Inmunofenotipo, 159-160 Inmunofluorescencia directa (IFD), 159 Inmunofluorescencia indirecta (IIF), 159 Inmunogenicidad de proteínas, 189, 191 Inmunógeno, 146 Inmunoglobulinas (Ig) características de, 190c, 198-199 líquido cefalorraquídeo, 214-215, 562-563 monoclonales, 199, 208, 209 pacientes pediátricos, 667-668 sistema inmunitario, 667, 668c trastornos del hígado, 485 Inmunohistoquímica, 159 Inmunoinhibición, 247 Instrumentación control de calidad de, 70 cromatografía, 108-115 electroforesis, 105-107 electroquímica, 101-105 espectrofotometría y fotometría, 91-101 osmometría, 117-119 pruebas en el lugar de atención, 119-120 quimioluminiscencia, 100 Insuficiencia cardíaca congestiva, 500-501, 502, 509 ancianos, 650 coronaria 501-503 ancianos, 650 factores de riesgo para, 291c, 501-502 insuficiencia cardíaca en, 500-501 lípidos y lipoproteínas en, 283, 295, 296, 298, 502 presentación de, 502 diagnóstico de, 505-511 dieta, 291, 292c, 511 hipertensiva, 503-504, 511 hipocalcemia, 466 inefectiva, 504-505 infartos de miocardio, 503 aminotransferasa de aspartato, 250 cinasa de creatina, 244, 246 deshidrogenasa de lactato, 248, 249, 505-506 mioglobina, 199-200, 394, 506-507 troponinas, 201-202, 246, 507 insuficiencia cardíaca congestiva, 500-501, 502, 509 monitoreo, 511 reumática, 504 síntomas de, 497-498 tratamiento quirúrgico de, 514 tratamientos con fármacos de la, 511-513

Insuficiencia primaria del ovario, 434 Insuficiencia renal, 531-536 aguda, 531-532, 534-535 crónica, 532, 533, 533 diabetes mellitus, 532-534 hipertensión, 534 metabolismo del calcio, 465, 468 terminal, 532, 535-536 tratamiento de, 534-536 uremia, 220 Insuficiencia suprarrenal, 418-419 Insulina descripción, 267 diabetes mellitus, 271, 662 hipocalemia, 323 metabolismo de carbohidratos, 267, 268c prueba para, 279 resistencia a, 647-648 Insulinoma, 273-274 Interacciones de matrices, 305 Interfase, 176 Interleucinas, 636 Intervalo analítico, 64 dinámico, 64 lineal, 64 osmolal, 317, 591 terapéutico, 572 Intervalos de referencia análisis estadístico de, 58-61 ácido ascórbico, 626 ácido úrico, 230 ácidos grasos, 627 aclaramiento de creatinina, 525 amilasa, 257 aminotransferasa aspártica, 251 aminotransferasa de alanina, 251 amoniaco, 232 bilirrubina, 483, 590 calcio, 334, 335c cinasa de creatina, 248 cloruro, 326c creatinina, 227 deshidrogenasa de glucosa-6-fosfato, 259 deshidrogenasa de lactato, 250 dióxido de carbono, 327 fosfatasa ácida, 255 fosfatasa alcalina, 253 fosfato, 336c gases de la sangre arterial, 348c glutamiltransferasa gamma, 256 hierro, 368c lactato, 338c lipasa, 258 lípidos en las heces, 544 lípidos, 290c magnesio, 330c osmolalidad, 317c potasio, 324c proteínas plasmáticas, 190c prueba de absorción de D-xilosa, 551c pruebas en el lugar de atención, 174 sodio, 3221 urea, 223 urobilinógeno, 484 vitamina B12, 625 definición de, 57-58 edad avanzada, 650-65 1 niños, 58 recolección de información para, 58 validación de, 61 Intervalos/valores normales (Véase Intervalos de referencia) Intestinos, 549-551 absorción de calcio en, 459-460, 461 fisiología de, 549 pruebas de, 550-551 Investigaciones en casos de violación, 254 Inyectores de asa, 111 Inyectores para cromatografía, 110-111

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Inyectores para muestras, 110-111 Ion hidrógeno (H+), 344-345 ( Véase también pH) Iontoforesis, 105, 544, 564 nitrato de pilocarpina, 544, 564, 669 ISE (Véase Electrodos selectivos de iones) Islotes de Langerhans, 267, 268, 539 Isoenzimas amilasa, 256-257 anhidrasa carbónica, 510, 513 cinasa de creatina, 245-246, 506, 507 definición, 237 deshidrogenasa de lactato, 248-250, 506 fosfatasa alcalina, 252-253 fosforilasa de glucógeno BB (GPBB), 510, 513 III de anhidrasa carbónica, 510, 513c marcadores de tumores, 609-610 Nagao, 253 Regan, 253 Isoformas, 237 Isomerasas, 237 Isopropanol, 591 Isostenuria, 527 Isquemia, cardíaca, 501, 502-503, 650 (Véase también Cardiopatía) ITEF (inmunoensayo de transferencia de excitación por fluorescencia), 157 ITI (inhibidor de inter-a-tripsina), 190c, 196

J Jeringas, 15, 133, 360 Joint Commission on Accreditation o f Health care Organízations 0CAHO), 35,126,169

K Kfl (constante de disociación), 8 Katal, 26 Kemícterus, 480 Km (constante Michaelis-Menten), 239-240, 241 Kringles, 287

Kwashiorkor, 628, 630

L Lactación, 328, 406, 407 Lactato, 336-338 determinación del, 336-338 líquido cefalorraquídeo, 562 manejo de las muestras, 336-337 propiedades bioquímicas y fisiológicas, 336, 337 regulación del, 336 usos clínicos del, 336 valores de referencia del, 338 Lámparas cátodo hueco, 97 espectrofotómetros, 93-94, 96 espectrofotómetros de absorción atómica, 97 fluorómetros, 99 vapor de mercurio, 96 LCR (reacción en cadena de la ligasa), 163 LCR (Véase Líquido cefalorraquídeo) LD (Véase Deshidrogenasa de lactato) LDL (Véase Lipoproteínas de baja densidad) Lesiones, 45-46 esfuerzo y desnutrición, 629-630 Leucemias, 159-160, 164 Leucocitos, en la orina, 528 Ley de Beer (Beer-Lambert), 25-26, 91-93 LH (Véase Hormona luteinizante) Liasas, 237 Licencia para PLA, 169 Lidocaína, 578 Ligasas, 237 Límite de detección, 64 Linealidad, 96 Linfocitos, 160, 667 Linfocitos B, 667 Linfomas, 159-160, 164

724

ÍNDICE

Lipasa (LPS), 257-258, 544-545 lipoproteína (LPL), 288, 296 Lípidos, 283-306 absorción de, 288 ácidos grasos, 283-284, 303 análisis de, 298-306 exactitud, 304-305 Cholesterol Reference Method Laboratory NetWork en, 305

analizadores compactos, 303 objetivos del funcionamiento, 292c, 305 precisión en, 304 control de calidad, 305 recolección de muestras, 305-306 estandarización, 304-306 apolipoproteínas, 285-286,303 arteriosclerosis, 293-294, 650 cardiopatía coronaria, 283, 295, 296, 298, 502 colesterol, 284, 285, 298-299 HDL, 300-302 LDL, 302 distribución de los, 290-291 edad avanzada, 650 enfermedades relacionadas con los, 293-296, 298 fosfolípidos, 284-285, 303 función hepática, 479 heces, 543-544 lipoproteínas, 285-287,300-302 metabolismo de los, 288-290, 479 propiedades químicas de los, 283-285 triglicéridos, 284, 299-300 valores de referencia para, 290c Lipiduria, 530 Lipólisis, 267 Lipoprotein Measurement Working Group, 291 Lipoproteína (a) (Lp(a)), 287, 296 Lipoproteínas de alta densidad (HDL) análisis de, 300-302 características de, 286, 287 cardiopatía y, 294 electroforesis de proteínas séricas, 197 función de, 283 vía inversa de transporte de colesterol, 289-290 Lipoproteínas de baja densidad (LDL) aféresis para extraer, 295 análisis de, 302 características de, 286, 287 cardiopatía, 294 electroforesis de proteínas séricas, 197 función de, 283 Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) características de las, 286c, 287 electroforesis de, 197 función de las, 283 Lipoproteínas, 283-306 (Véase también Lípidos) alta densidad análisis de, 300-302 características, 286, 287 cardiopatía y, 294 electroforesis de las proteínas séricas, 197 función de, 283 vía de transporte de colesterol inversa, 289-290 análisis de, 298-306, 300-303 analizadores compactos en, 303 control de calidad en, 305 Cholesterol Reference Method Laboratory NetWork en, 305

exactitud en, 304-305 normalización en, 304-306 objetivos, 292c, 305 precisión en, 304 recolección de muestras, 305-306 apolipoproteínas en, 285-286 baja densidad aféresis para extraer, 295 análisis de, 302 características de, 286, 287 cardiopatías, 294 electroforesis en las proteínas séricas, 197 función de las, 283 características de las, 286c

cardiopatía coronaria, 283, 295, 298, 502 definición, 190c, 192,197, 283 distribución entre la población, 290-291 estructura de, 285-287 función de, 283 hiperlipoproteinemia, 294-295 hipolipoproteinemia, 296, 298 lipoproteína (a), 287, 296 muy baja densidad, 197, 283, 286c, 287 propiedades fisiológicas y metabolismos de, 287-290 quilomicrones, 286-287 trastornos relacionados con, 293-296, 298 Líquido(s), 555-566 ascítico, 566 células intersticiales, 315 colección y procesamiento de, 28-29 extracelular (LEC), 315 extracelular intravascular, 315 gástrico, 548-549 intracelular (LIC), 315 líquido cefalorraquídeo, 561-563 pancreático, 539, 542 paracentesis, 28, 29, 566 pericárdico, 565 peritoneal, 565-566 pleural, 565 sinovial, 564 sudor, 544, 563-564 Líquido amniótico (LA), 555-560 análisis de defectos del tubo neural, 555 edad gestacional, 557 enfermedad hemolítica del recién nacido, 555-557 enfermedades congénitas, 555 madurez pulmonar fetal, 557-560 colección de, 555 procesamiento de, 28, 29 Líquido cefalorraquídeo (LCR) análisis de, 561-563 deshidrogenasa de lactato en, 561 funciones de, 560-561 glucosa en, 28-29, 561-562 glutamina en, 486, 561 procesamiento de, 28-29 proteínas en, 28-29, 214-215, 562-563 recolección de, 561 sangre y hemoglobina en, 561 volumen de, 561 Líquidos serosos, 564-566 líquido pericárdico, 565 líquido peritoneal, 565-566 líquido pleural, 565 Litio, 465, 469, 581 Lóbulo del hígado, 476-477 Logaritmo inverso, 19-20 Logaritmo negativo, 19-20 Logaritmos, 19-20 Longitud de onda, 91, 96 Lp(a) (lipoproteína (a)), 287, 296 LPL (lipoproteína lipasa), 288, 296 LPS (lipasa), 257-258, 544-545 Luminol, 152 Luminómetros, 138 Luteinización, 432 Luz fuentes de, 93-94, 97 medición en análisis automáticos, 136-137 nefelometría, 100 parásita, 96 polarizada, 99, 157-158 ultravioleta, 383

M Macroamilasemia, 256 Macro-CK, 247 Macroglobulina a-2, 190c, 196-197 Macroglobulinemia de Waldenstróm, 199

Macronutrimentos, 618 Madurez sexual, 656, 666 Magnesio, 327-330 determinación de, 330 fisiología del, 327 hipermagnesemia, 329-330 hipomagnesemia, 327-329 hipopotasemia, 323 nutrición parenteral total, 637 reabsorpción de los túbulos renales, 339, 523 regulación del, 327, 523 valores de referencia de, 330c Mamas cáncer de, 608, 613 desarrollo de, 434 Manejo de datos análisis automatizado, 138-139, 142 automatización total de laboratorio, 142 pruebas en el lugar de atención, 174, 176 Manganeso, 365c, 372 Mantenimiento preventivo, 70 Mantisa, 16 Mapeo del espectro, 142 Marasmo, 628, 630 Marbetes, código de barras, 127, 129,130, 139 Marcadores cardíacos, 505-5 10 albúmina modificada por isquemia, 510, 513c características de, 505 diagnóstico de cardiopatía, 497, 506 enzimas, 505-506 homocisteína, 185-186, 510, 513c importancia de, 513 isoenzima BB de fosforilasa de glucógeno, 510, 513 isoenzima III de anhidrasa carbónica, 510, 513 marcadores de inflamación y coagulación como, 507-509, 513c péptido natriurético B, 509, 513c proteína cardíaca de enlace a ácidos grasos, 510, 513c proteínas, 506-507 pruebas en el LDC para, 510-511 troponinas, 200-201, 246, 507 Marcadores luminescentes, 152-153 Marcadores para inmunoensayos enzimas, 152 fluorescentes, 152 luminiscentes, 152-153 radiactivos, 151-152 resumen de, 151c Marcadores radiactivos, 151-152 Marcadores tumorales, 608-614 ácido homovanílico, 613-614 ácido siálico asociado a lípidos en el plasma, 614 microglobulina beta-2, 612 antígeno carcinoembrionario, 613 antígeno de cáncer 15-3, 613 antígeno de cáncer 19-9, 613 antígeno de cáncer 125, 612 antígeno específico de la próstata, 608, 614 antígeno vanililmandélico, 614 antígenos del carcinoma de células escamosas, 614 cáncer de la tiroides, 449 cromogranina A, 426, 428, 613 detección de cáncer, 608 detección temprana, 609 detectar recurrencia, 609 determinar el pronóstico, 609 efecto de gancho, 612 enolasa específica de las neuronas, 614 enzimas, proteína, hormonas, 609-610 especificidad y sensibilidad de los, 605 específicos de células, 611 fetoproteína alfa, 608, 612 genes de la susceptibilidad, 608 gonadatropina coriónica humana, 613 monoclonales definidos, 611 no específicos, 611 proteínas carcinoembrionarias, 610-611 receptor de estrógeno, 613 receptor de progesterona, 614 recomendaciones al hacer los pedidos, 612

ÍNDICE

terapia dirigida, 609 vida media de los, 612 vigilar el tratamiento, 608-609 Marihuana, 600 Masa celular corporal, 633 Masa extracelular, 633 Masa magra del cuerpo, 633 Material de referencia certificado (CRC/MRE), 5 Material de vidrio, 9-15 buretas, 111 características de, 685c categorías de, 9 jeringas, 15 limpieza, 10, 687c pipetas, 10-15 recipientes de laboratorio, 10 riesgos de, 44 tolerancias de clase A, 11c Materiales criogénicos, 44 Materiales de control, 70-71, 360 Materiales de referencia estándar (MRE), 5 Materiales de referencia, 5 Matraces, 10 Erlenmeyer, 10 volumétricos, 10, 11c Matrix-assisted láser desorption ionization time-offlight mass spectrometry (MALDITOF), 116-117 Mecanismo catalítico de enzimas, 238-239 Media (estadística), 51, 52 Mediana, 51 Medicamentos abuso, 598-601, 690c-691c anfetaminas, 599-600 cannabinoides, 600 cocaína, 600-601 esteroides anabólicos, 600 fenciclidina, 601 hipnóticos sedantes, 601 opiáceos, 601 prevalencia de, 599c arteriesclerosis, 294 causa de enfermedad tiroidea, 453-454 efecto en los analitos, 29, 31 enfermedad cardíaca, 511, 512-513 farmacocinética de, 688c-689c fármacos antiinflamatorios no esteroideos, 416 hipercalcemia, 465 hiperpotasemia, 324 hipomagnesemia, 328 metabolismo, 480, 672 vitaminas, 627c cáncer, 468-469 pediatría, 671-672 supresores de aldosterona, 416 toxicidad para el hígado, 481 Medición análisis automático, 136-138 unidades de, 3, 41 Mediciones de eliminación, 224, 524-525 Medidas precautorias normales, 39 Medidor de sólidos totales, 527 Medidores de la lectura de salida, 103 Medidores de pH, 102-104 calibración de los, 103, 358 ecuación de Nernst, 103, 356 electrodo de combinación de los, 103-104 electrodo indicador en los, 102 electrodos de referencia en, 102 lectura de salida en, 103 unión líquida en, 102-103 Médula renal, 518 suprarrenal, 424-426, 428-429 Mejoramiento de la calidad (MC), 174 Mejoramiento del desempeño (MD), 175 Menopausia, 434-435, 646 Mercurio, 40, 595-596 Metabolismo aclaramiento de fármacos, 575 aminoácidos, 180, 181

bilirrubina, 478 carbohidratos, 265-268, 274, 661-662 energía del, 661-662 fármacos, 480, 672 glucosa, 265-268, 337, 661-662 lípidos, 287-290,479 nitrógeno, 485-486 primer paso, 572 vitaminas, 626-627 Metabolitos en porfirias, 380c Metaloenzimas, 365 Metaloproteínas, 192, 365 Metanefrinas, 425, 426 Metanol, 591 Metástasis, 605, 607 Metemoglobina (MetHb), 352,353 Metiltransferasa de catecol (COMT), 425 Metirapona, 419 Método anticuerpo doble, 156 bilirrubina de Jendrassik-Grof, 482-483 biuret, 205, 212 Caraway, 229 Fahey-McKelvey, 149 hexocinasa para glucosa, 275, 276 Kjeldahl, 204 Mancini, 149 punto final (Mancini), 149 tiempo fijo, 242 Métodos cinéticos Fahey-McKelvey, 149 método de Jaffe, 225, 227 Métodos de amplificación de señales, 163-164 Métodos de referencia, 66 Metotrexato, 583 Mezcla en análisis automáticos, 134-135 Mezcladores rompedores, 134-135 Micción, 531 Micelas, 189, 288 Microalbúmina, 213, 279, 525-526 Microalbuminuria, 213, 279, 525-526, 534 Microamperímetro, 355 Microelectrodos, 357 Microglobulina (3-2 ((32M) características de la, 190c, 197-198 función renal, 525 marcador tumoral, 612 Micronutrimentos, 618 Microorganismos patógenos orina, 527, 528 prueba de inhibición de Guthrie, 182, 184, 185 seguridad biológica, 38-39 detección mediante sondas de ácidos nucleicos, 164 Micropipetas, 12, 13 Microsistemas, 164 Microvellosidades, 549 Mieloma múltiple, 464 Minerales y NPT, 637, 638c Miocarditis, 504 Mioglobina análisis de, 394 análisis renal, 525 estructura y función en el cuerpo, 393-394 importancia clínica de la, 394 marcador cardíaco, 199-200, 394, 506-507 Mixedema, 527 Moda, 51 Modificación de Benedict, 276 Molalidad, 7 Molaridad (M), 7, 21 Moléculas de adhesión, 607 Molibdeno, 365c, 372-373 Monitoreo de glucosa sanguínea, 119 Monocromadores analizadores automatizados, 136 Monosacáridos, 264 Monóxido de carbono, 592-593 Movilidad, 105 MRC/MRE (material de referencia certificado), 5 MRE (material de referencia estándar), 5

725

Mucoproteínas, 192 Mucoviscidosis (Véase Fibrosis quística) Muerte, causas de, 6461 Muestras almacenamiento de las, 29, 70 aseguramiento de la calidad de la, 69-70 ayuno, 29 cadena de cuidado para, 31 capilares, 657 diagnóstico, 39 dimensiones de las, 132 evaporación de, 130, 657 identificación de, 127 preparación de, 127 procesos en la, 29, 140-141 pruebas en el lugar de atención, 173 recolección de, 26-27, 69 ácido úrico, 230 alcoholes, 591 amoniaco, 231-232 análisis de los gases de la sangre, 358-360 bicarbonato, 326 bilirrubina, 483 calcio, 334 cloruro, 325 creatinina, 227, 524 edad avanzada, 651 estudios de los intervalos de referencia, 58 fósforo, 336 líquido de la pleura, 565 potasio, 324 lactato, 336-337 lípidos y lipoproteínas, 305-306 líquido amniótico, 555 líquido sinovial, 564 magnesio, 330 oligoelementos, 366 orina, 28, 524, 526 pacientes pediátricos, 657 potasio, 320 sudor, 544, 564 urea, 222-223 vigilar los fármacos terapéuticos, 576-577 tipos de, 26-29 urobilinógeno, 484 variables de las, 29, 30c-31c, 31 Muestreo de venas suprarrenales, 418 Muestreo en tubo cerrado, 130 Músculos cinasa de creatina en, 244, 245 pruebas funcionales, 633

N NAD/NADH metabolismo de la glucosa, 265-266 niacina, 623 reacciones enzimáticas, 242 Nanofiltración, 6 National Cholesterol Education Program (NCEP)

factores de riesgo de cardiopatía, 291c normas del tratamiento, 292c normas en la dieta, 292c objetivos, 292, 305 National Committee fo r Clinical Laboratory Standards

(NCCLS), 5 National Fire Protection Association (NFPA), 36

Nefelometría, 100,101,150-151 Neuronas características anatómicas de las, 518, 519 características fisiológicas de, 519-524 Nefropatía diabética (ND), 648 Negativos falsos (NF), 62 Negativos verdaderos (NV), 62 Negociaciones de contrato, 173 Neonatos ( Véase Pacientes pediátricos) Neoplasia, 605 Neurohipófisis (hipófisis posterior), 400 Neutrófilos, 528 segmentados, 528

726

ÍNDICE

NFPA (National Fire Protection Association), 36 Niacina, 619c, 623 Nictalopía, 620 Nicturia, 498 Niños ( Véase Pacientes pediátricos) Nitratos, 512 Nitrito urinario, 527 Nitrógeno balance del, 192, 635-636 metabolismo pediátrico, 662-663 no proteínico, 220-232 ácido úrico, 227-230, 522 amoniaco, 231-232 creatina/creatinina, 223-227, 521 eliminación del, 521-522 urea, 220-223, 52c proteínas, 188 total, 203-204 urea, 220 (Véase también Urea) ureico sanguíneo (ÑUS), 220 (Véase también Urea) valoración hepática, 485-486 Nitrógeno no proteínico, 220-232 ácido úrico, 227-230, 522 amoniaco, 231-232 compuestos de importancia clínica, 220 creatina/creatinina, 223-227, 521. 524 eliminación de, 521-522 urea, 220-223, 521 Nivel mínimo del fármaco, 575 NNP (Véase Nitrógeno no proteínico) Nodulos tiroideos, 454 Nomenclatura de enzimas, 237-238 Noradrenalina (NE), 424, 425 Normalidad (N), 7, 21-22 Normalización análisis de lípidos, 298, 304-306 pruebas en el lugar de atención, 171-172 Normas calibrar analizadores automatizados, 138-139 electrodo del pH, 358 laboratorio, 40 Light, 565 primarias, 5, 70 secundarias, 5, 70 Normas de ejecución análisis de lípidos, 292c, 305 analitos comunes, 68c Northern blot, 162 NPT (Véase Nutrición parenteral total) NSE (enolasa específica de neuronas), 614 Nucleoproteínas, 192 5'-Nucleotidasa, 485 ÑUS (nitrógeno ureico sanguíneo), 220 (Véase también Urea) Nutrición parenteral total (NPT), 636-638 electrólitos en la, 637 minerales en la, 637 oligoelementos en la, 637-638 pruebas en, 638 pruebas en la orina, 637 Nutrimentos esenciales, 619

o Obesidad, 648 Objetivos de desempeño analítico, 305 Obstrucción del tracto biliar, 252, 255 Obstrucciones conducto biliar, 252, 255 vías urinarias, 531 Occupational Safety and Health Act (OSHA), 5, 35, 45 Oftalmopatía, 452 25(OH)D3 (25-hidroxicolecalciferol), 622 Oligoelementos, 365-373 cinc, 365c, 370-371 cobalto, 365c, 371 cobre, 365c, 369-370 consideraciones generales de, 366 cromo, 365c, 371

definición, 365 esenciales, 365c fluoruro, 371-372 funciones y anormalidades de los, 365c hierro, 365c, 366-369 manganeso, 365c, 372 molibdeno, 365c, 372-373 nutrición parenteral total, 637-638 selenio, 365c, 373 ultraoligoelementos, 365 valores de referencia, 365c Oligomenorrea, 434 Oligosacáridos, 264 Oliguria, 527 Olor de la orina, 526 Opiáceos, 601 Opsonización, 198 Organismos infecciosos detección mediante sondas de ácidos nucleicos, 164 orina, 527, 528 prueba de inhibición de Guthrie, 182,184, 185 Organofosfatos, 596 Orina (Véase también Análisis de orina) alcaptonuria, 184 análisis de aminoácidos en, 186 apariencia de la, 526 bacterias en la, 527, 528, 531 bilirrubina en la, 528 calcio en la, 334 células en la, 528 cetonas en la, 278, 527 cilindros en la, 528-529 cistinuria, 186, 529 cortisol en la, 420 cristales en la, 529 densidad relativa de la, 527 electroforesis de, 525 enfermedad de la orina con olor a jarabe de arce, 184-185 fármacos en la, 598 fenilcetonuria, 182-183 glucosa en la, 271, 527, 637 hemoglobina en la, 528 homocistinuria, 185, 529 lípidos en la, 530 metanefrina en la, 426 microalbúmina en la, 213, 279, 525-526, 534 olor de la, 526 osmolalidad de la, 317, 320 pH de la, 527 porfirinas en la, 381 potasio en la, 417 proteínas en la, 211-214, 527 recolección de, 28, 212, 524 turbidez de, 526 urobilinógeno en la, 484, 528 volumen de la, 526-527 Orosomucoide, 190c, 195 OSHA (Occupational Safety and Health Act), 5,35,45 Osmolalidad definición, 117,315 determinación de, 317 determinaciones de etanol, 591 hiponatremia, 319, 320 importancia clínica de, 315-316 muestras para determinar la, 317 orina, 320 regulación del potasio, 322 valor de referencia de, 317c Osmolaridad, 315 Osmometría, 117-119, 317 Osmómetros de punto de congelamiento, 118-119,317 Osteoblastos, 460 Osteoclastos, 460 Osteomalacia, 469-470, 524, 622 Osteopatías cáncer, 532 enfermedad de Paget, 252 fosfatasa ácida, 254

fosfatasa alcalina, 252 hipercalcemia, 463 osteomalacia, 469-470, 524, 622 osteoporosis, 470-472 raquitismo, 469-470, 618, 622 Osteoporosis, 470-472, 646-647 Otorrea, 562 Ovarios, 432-436 características anatómicas de los, 432 ciclo menstrual, 432-433, 434 hipogonadismo hipogonadotrópico, 434-435 hirsutismo, 432, 435-436 insuficiencia primaria de los ovarios, 434-435 ovulación, 433 producción de hormonas, 432 pubertad en las mujeres, 434 síndrome del ovario poliquístico, 435 terapia de reemplazo de estrógeno, 436, 511 Ovulación, 433 Oxidación, 354 ultravioleta, 6 Oxidasa de glucosa, 275-276 Oxidasa de monoamina (MAO), 425 Oxidorreductasas, 237, 238c, 258 Oxígeno disociación de hemoglobina, 353 fracción inspirada, 351 intercambio de gases, 349-351 presión parcial de, 350,351, 352-353, 354-355 transporte de, 351-352 valoración del paciente, 352-353 Oxihemoglobina (0 2Hb), 352, 353-354 Oxihemoglobina fraccionaria (porcentual) (F 02Hb), 352 Oximetría de pulso (Sp02), 352 Oxitocina, 400, 409

P Pacientes cuidado intensivo, 333 estudios en intervalos de referencia, 57-58 identificación, 27 preparación, 69 Pacientes geriátricos, 643-652 cambios bioquímicos y fisiológicos en, 645-650 diabetes y resistencia a la insulina, 647-648 electrólitos, 649 enzimas, 650 función cardiovascular, 650 función endocrina, 645-647 función hepática en, 649 función pulmonar, 649 función renal, 648-649 lípidos, 650 cambios en analitos en, 646c causas principales de muerte en, 646c enfermedades y trastornos con, 645c impacto en el laboratorio, 643-644 incremento de la población de, 643 resultados de laboratorio, 650-652 ejercicio y nutrición en, 652 intervalos de referencia, 650-651 monitoreo de fármacos terapéuticos, 651-652 variables preanalíticas en, 651 Pacientes pediátricos, 656-672 balance hídrico en, 660-661 bilirrubina en, 480, 482,483c calcio en, 333 cambios derivados del desarrollo, 656-657 circulación en, 656 colesterol en, 290-291, 295 crecimiento de, 656, 663 deficiencia de la hormona del crecimiento, 405 desarrollo de los órganos en los, 656 diabetes en, 662 elección del analizador para, 658 electrólitos en, 660-661 enfermedad de la orina con olor a jarabe de arce en, 184-185

ÍNDICE

enfermedad hemolítica del recién nacido, 555-557 enfermedades genéticas en, 668-671 equilibrio ácido-básico en, 659 fenilcetonuria en, 182-183 flebotomía en, 657 función endocrina en, 664-666 función hepática en, 656, 661-663 función renal en, 656, 660, 663 galactosemia en, 274 gases en sangre en, 659 homocistinuria, 185 ictericia en, 480,482, 661 madres diabéticas, 271 madurez de los pulmones en los, 557-560 madurez sexual en, 656, 666 metabolismo de los fármacos en, 671-672 metabolismo del calcio y los huesos en, 663-664 metabolismo del nitrógeno, 662-663 metabolismo energético en, 661-662 nutrición parenteral total, 637 prematuros, 656-657 producción de anticuerpos en, 667-668 prueba del punto de atención para, 658 puntos preanalíticos en, 657 respiración en, 656 sistema inmunitario en, 666-668 toxicidad del plomo, 594, 595 vitamina E en, 620 PAI (plasma acoplado inductivamente), 98 Palpitaciones, 498 Pancreatitis, 540-54 1 Pancreocimina (Véase Colecistocinina) Panencefalitis esclerosante (PEE), 562 Panhipopituitarismo, 407, 408, 665 Paquetes de prueba, reactivo en, 133,134 Paraproteínas, 199 Parásitos, 528 Parche escrotal, 442 Partícula de Dañe, 486 Patógenos llevados por el aire, 39 Patógenos transportados por la sangre, 38-39 PBG (porfobilinógeno), 380, 382 PC02 (presión parcial de dióxido de carbono), 354, 356 PCR (reacción en cadena de la polimerasa), 162-163,164 PCT (porfiria cutánea tardía), 379, 380-381 PE (porfiria eritropoyética), 379, 381 PEC (porfirina eritropoyética congénita), 379, 380 Pelagra, 623 Pepsina, 548 Péptido inhibitorio vasoactivo (VIP), 414 Péptido natriurético auricular (ANP), 414 B (BNP), 509, 513c cerebral (BNP), 509, 513c Percentiles, 51, 59 Pérdidas de sodio, aumento de la, 318 Pericarditis, 505 Peroxidas tiroidea (TPO), 446 Persistencia del conducto arterioso, 499 Persistencia hereditaria de hemoglobina fetal (PHEF), 390 Personal, 169-171, 173, 174 Peso atómico, 684c-685c cardiopatía, 511 equivalente, 7 niños, 656 pérdida de, 623 Pesos atómicos, 684c-685c pH (Véase también Gases sanguíneos) arterial, valor de referencia para, 344 balance ácido-básico, 344-345, 348-349, 523 conservación de la homeostasis del, 344 jugo gástrico, 672 medición del, 354,356 orina, 527 pacientes pediátricos, 659 plasma sanguíneo, 344

reacciones enzimáticas, 240 soluciones amortiguadoras, 8, 344 PHE (porfiria hepatoeritropoyética), 379, 381 PIA (porfiria intermitente aguda), 379, 380 PIE (factor inhibitorio de prolactina), 405 Piel en el sistema inmunitario, 667 Pielonefritis, 531 Pipeta(s), 10-15 autodesagüe, 11 autolimpieza, 11 automáticas, 13 bulbos para, 12 calibración de, 14-15 clasificación de, 11c contener y entregar, 10-11 contener, 10-11 descarga, 11 despachadores, 13,14 desplazamiento de aire, 13 desplazamiento positivo, 13 diluidor/despachadores, 13,14 entregar, 10-11 graduadas, 11c, 12 limpieza, 10 medición, 11c, 12 medición o graduación, 11c, 12 micropipetas, 12,13 Mohr, 12 Ostwald-Folin, 12-13 Pasteur, 13 pipetas, 14-15 posiciones correctas, 12 pruebas en el lugar de atención, 174 recomendaciones para, 13-14 serológicas, 12 técnica para, 11,12 termómetros, 9 tolerancia clase A, 11c transferencia, 11c, 12-13 transferir, 11,12-13 volumétricas, 12,13 Piridoxina, 619c, 623 Piuria, 531 pK, definición, 344 p K ,8 Placas, 293-294 Placas de química seca calibración de, 139 espectrofotometría en, 137 historia de, 125 incubación en, 135 mezclado en, 134 procesamiento de señales y manejo de datos en, 139 reactivos en, 133 separación en, 135 Plaguicidas, 596-597 Plan químico de higiene, 40 Plasma, 27 acoplado inductivamente (PAI), 98 Plomo, 594-595 Plumboporfiria, 379 PMEP (prueba de microscopia ejecutada por el proveedor), 168 P02 (presión parcial de oxígeno), 350, 351, 352-353, 354-355 Polidipsia, 316,317,319 Polimorfismo de la longitud del fragmento de restricción, 164 Polipéptidos, estructura de los, 187-188 Polisacáridos, 264 Políticas en PLA, 173-174 Poliuria, 526 Porcentaje de pureza, 22 Porcentaje de saturación de hierro, 367c, 368c, 369 Porcentaje de transmitancia (%T), 92, 93, 682c-683c Porcentaje real de oxihemoglobina (0 2Hb), 353-354 Porfibilinógeno (PBG), 380, 382 Porfiria aguda intermitente (PAI), 379, 380 cutánea tarda (PCT), 379, 380-381

727

deficiencia de deshidratasa de ALA (PDA), 379 eritropoyética (PE), 379, 381 hepatoeritropoyética (PHE), 379, 381 secundaria, 381 variegada (PV), 379 Porfirinas, 378-383 análisis de, 381-383 correlaciones en enfermedades con, 379-381 función en el cuerpo, 378 propiedades químicas de, 378 síntesis de, 378-379 Porfirinógenos, 378 Porfirinurias, 381 Positivos falsos (PF), 62, 63 Positivos verdaderos (PV), 62, 63 Poszona, 148 Potasio, 322-324 colapso celular, 322 comparación de métodos para, 52, 53 determinación del, 324 ejercicio, 322 excreción urinaria de, 417 hiperosmolalidad, 322 hiperpotasemia, 322, 323-324, 638c hipopotasemia, 322-323, 417, 638c nutrición parenteral total, 637 pacientes pediátricos, 660-661 recolección de muestras determinación de, 324 regulación del, 322, 339, 522 valores de referencia de, 325c Potencial de óxido-reducción, 8 Potencial Redox, 8 Potenciales de reducción estándar, 102c Prealbúmina (transtirretina) líquido cefalorraquídeo, 562 proteínas plasmáticas, 190c, 193 valoración nutricional, 634-635 Prealbúmina de unión con tiroxina (TBPA), 448 Precipitación inmunitaria, 147-150 contrainmunoelectroforesis, 149 difusión doble (Ouchterlony), 148-149 difusión sencilla (inmunodifusión radial), 149 electroforesis de inmunofijación, 149-150 inmunoelectroforesis, 149-150 métodos para, 148c técnica del cohete, 150 no inmunitaria, 155-156 química, 300, 301 Precipitación inmunitaria en gel, 147-150 contrainmunoelectroforesis, 149 difusión doble (Ouchterlony), 148-149 difusión simple (inmunodifusión radial), 149 inmunoelectroforesis, 149-150 métodos para, 148c técnica del cohete, 150 Precisión, 64-65,304 Pregnenolona, 414, 415 Presión barométrica (PB), 350 Presión de vapor, 7 Presión osmótica, 7 Presión parcial de los gases, 350, 351 Presión parcial del oxígeno (P02), 350, 351, 352-353, 354-355 Prevalencia de la enfermedad, 62, 63c Prezona, 148 Primidona, 580 Prismas, 94 PRL (Véase Prolactina) Probabilidad de detección del error (Ped), 73, 74 Probabilidad de rechazo falso (Pfr), 73, 74 Probetas graduadas, 10 Procainamida, 578-579 Procedimiento de Shewhart de varias reglas, 76, 77, 78-79 Procedimiento Westgard de varias reglas, 73, 75-79, 80 Procedimientos manuales para, 69 pruebas en el lugar de atención, 173-174 Proceso de las muestras, 29

728

ÍNDICE

Proceso de señales, 138-139 Productos de la división de fibrina, 198 Productos finales de glucosilación avanzada (AGE), 648 Productos químicos reactivos, 41 Proenzimas, 237 Prueba de aprovechamiento análisis de los gases de la sangre, 361 control de calidad externo, 80-81, 82 pruebas en el lugar de atención, 174-175 límites de error en, 68 Progesterona, 432 Programas para computadora, 139 Prolactina (PRL), 405-407 galactorrea idiopática, 407 hiperprolactinemia, 406 prolactinoma, 406-407, 440 secreción de, 402 Prolactinoma, 406-407 Prooxidante, 368 Propiedades coligativas de soluciones, 7 Prostaglandinas (PG), 524 Protección personal, 37-38, 41 Proteína C reactiva (CRP) características de, 190c, 198 enfermedad cardíaca, 508, 513c evaluación nutricional, 636 inmunidad, 667 Proteínas plasmáticas, 193-199 albúmina, 193-194, 634 características de, 190c globulinas, 194-199 prealbúmina (transtiretina), 193, 562, 634-635 sistema amortiguador plasmático, 345 valoración nutricional, 633-636 Proteínas totales análisis de, 204-205 absorción ultravioleta, 205 método de Biuret, 205 método de Kjeldahl, 204 refractometría, 204 unión con la tinción, 205 anormalidades de, 202, 203c líquido cefalorraquídeo, 214-215 orina, 211-214 Proteínas y reactivos de fase aguda a-antitripsina, 190c, 194-195 electroforesis de proteínas, 210 fibrinógeno, 190c, 198, 509, 513c inmunidad, 667 proteína reactiva C, 190c, 198, 636, 667 Proteína(s), 186-215 amiloides, 202 aminoácidos en síntesis de, 181c análisis de, 203-211 anfotéricas, 188 anormalidades de, 202, 203 balance del nitrógeno, 192 carcinoembrionarias, 610-611 cardíaca de enlace a ácidos grasos (H-FABP), 510,513c carga de, 188-189 catabolismo de, 192 conjugadas, 192 contenido de nitrógeno en las, 188 definición, 180 dimensiones moleculares de las, 186 enlace a IGF, 665 enlace al factor de crecimiento insulínico, 665 específica de grupo, 196 estructura de, 187-188 fase aguda electroforesis de proteínas, 209, 210 fibrinógeno, 190c, 198, 509, 513c immunidad, 667 proteína C reactiva, 190c, 198, 636, 667 fibronectina, 202, 635, 659 funciones de las, 192-193 G, 374 G, estimuladora, 461 globina, 383, 384

inmunogenicidad de, 189, 191 líquido cefalorraquídeo, 28-29, 214-215, 562-563 mielina básica, 215, 563 mioglobina, 199-200, 394, 506-507, 525 oligoclonales, 214, 563 orina, 211-214 plasma, 1901,193-199 producción hepática de, 479, 485 punto isoeléctrico de, 189 relacionada con la hormona paratiroidea (PTHrP), 464-465 separación en analizadores automatizados, 135 simples, 192 síntesis de, 191-192 solubilidad de, 189 Tamm-Horsfall, 213-214 troponina, 200-201, 246, 507 unión con el retinol (RBP), 635 unión con vitamina D, 196 unión para la tiroides, 447-448 valoración nutricional, 633-636 Proteinuria, 211-214 electroforesis y, 525 exceso, 213 glomerular, 212-213 importancia de las, 212-214 métodos de análisis para determinar, 211-212 microalbuminuria, 213, 279, 525-526, 534 proteína de Tamm-Horsfall, 213-214 prueba para, 527 tubular, 213 Proteoglucanos, 192 Proteómica, instrumentación, 115-117 electroforesis bidimensional, 116 espectrometría de masas MALDI-TOF, 116-117 espectrometría de masas SELDI-TOF, 117,118 Protooncogén Ret, 464 Protoporfirina (PROTO), 378 cinc (PPC), 381, 383 cinc de eritrocito (ZPP), 381, 383 Proyecciones de Fisher, 263 Proyecciones de Haworth, 263, 264 Prueba(s) absorción de la D-xilosa, 545, 550-551 descartadas, 169,170c especialistas, 638 F, 55, 56, 67 Hoesch, 382 inmunológica para desnutrición, 632 intolerancia al almidón, 545 manchas, 598 microscopia ejecutada por el proveedor, 168 moderadamente complejas, 169 molecular ( Véase Sondas de ácidos nucleicos) muy compleja, 169 orales de tolerancia a la glucosa (POTG), 272, 277 posprandiales, 276-277 Schilling, 624 sensibilidad a la angiotensina (AST), 505 solubilidad, 391-392 supresión de clonidina, 428 supresión de dexametasona, 421 t, 55-56, 67 tolerancia a la lactosa, 550 Watson-Schwartz, 382 Pruebas en el lugar de atención (PLA), 169-176 análisis de lípidos, 303 análisis químicos, 175 analitos descartados, 169,170c capacitación para, 174 coagulación, 175-176 comunicación en, 172-174,175 conectividad en, 176 control de calidad de, 81, 83, 174,175 coordinación de, 170-171 definición, 169 elementos para establecer las, 169c estandarización en, 171-172 estructura del sistema, 172 formas/registros para, 174

gases en la sangre, 175 glucosa, 175 hematología, 176 licencia CLIA y reglamentos para, 169, 171c negociación contractual, 173 organización de, 173-174 pacientes pediátricos, 658 personal de apoyo para, 169-171 procedimientos/políticas, 173-174 pruebas cardíacas, 510-511 pruebas de eficacia, 174-175 recertificación para, 174 selección de dispositivos/métodos, 172-1 73 solicitudes de nuevas pruebas, 172 técnicas analíticas para, 119-120 validación de, 173 PSA (Véase Antígeno específico de la próstata) PTH (Véase Hormona paratiroidea) Pubertad, 434, 438 Pulmones edad avanzada, 649 equilibrio ácido-básico, 345, 346, 348 madurez fetal de los, 557-560 presión parcial de los gases en, 351 Punción de talón, 27, 657 Punción digital, 27, 657 Punción lumbar, 561 Punto de congelamiento, 7 Puntos isoeléctricos (pl), 189 Púrpura de bromocresol (PCB), 206-207 PV' (valor predictivo de una prueba negativa), 62, 63 PV+ (valor predictivo de una prueba positiva), 62, 63

Q Queladores, 368 Quemadores, trayectoria larga de premezcla, 97 Quilomicrones, 286-287, 288-289 Quimioluminiscencia análisis automatizado, 138 análisis de nitrógeno, 204 inmunoensayos, 151c, 152-153 principios de, 100 Quimioterapia, 228 Quinidina, 578

R Rabdomiólisis, 525 Radiación electromagnética, 91 eliminación de desechos, 45 no ionizante, 41-42 políticas de seguridad contra la, 41-42 Radicales libres, 645 Radioinmunoensayo (RIE), 151-152,158 Raquitismo, 469-470, 618, 622 RBP (proteína de unión con retinol), 635 Reabsorción ácido úrico, 227, 522 definición, 345 tubular, 339, 520 urea, 220, 521 Reacción cadena de la ligasa (LCR), 163 cadena de la polimerasa (PCR), 162-163,164 cadena de la transcriptasa polimerasa inversa (RT-PCR), 163 Folin-Ciocalteau, 212 Jaffe, 225-226, 227 prueba clínica, 276 Trinder, 275, 597 Reacciones químicas en analizadores, 133-136 incubación en, 135 mezclado en, 134-135 separación en, 135 sistemas automatizados, 141 tiempo de reacción en, 135-136 Reactividad cruzada, 147

In d i c e

Reactivos agua, 5-6 análisis automáticos, 132-133 anticuerpos monoclonales, 147, 611 aseguramiento de la calidad de los, 70 Ehrlich, 484 enzimas como, 243 líquidos, 132 materiales de referencia, 5 propiedades de las disoluciones, 6-8 pruebas en el lugar de atención, 174 químicos, 4-5 secos, 132-133 Recambio óseo, 462 Receptor de estrógeno (RE), 613 Receptor de progesterona (PgR), 613, 614 Receptores de la transferrina (TrfR circulante), 368 Receptores de la transferrina sérica, 368 Receptores detectores del calcio, 460, 461 Recién nacidos (Véase Pacientes pediátricos) Recuperación, 346 Reducción definición, 354 potenciales estándar de, 102c 5a-Reductasa, deficiencia, 439 Refractometría, 204-205, 527 Registradores cromatográficos, 111 Registros para PLA, 174 Reglamentos, 35,169 Reglas de control, 72-79 definición, 72 gráficas de funciones de potencia, 73, 74, 76 procedimiento de Shewhart de reglas diversas, 76, 77, 78-79 técnica de suma acumulada, 79 utilizadas con frecuencia, 73j violaciones de, 75 Rejillas de difracción, 94 Relación A/G (albúmina-globulina), 205 características de, 190c, 193-194 enfermedad hepática, 485 evaluación nutricional, 634 fraccionamiento de, 205-207 líquido cerebroespinal, 215, 562 microalbuminuria, 213, 279, 525-526, 534 pacientes pediátricos, 663 relación de A/G, 205 Relación de albúmina y creatinina, 526 Relación de líquido y plasma (L/P), 565 Relación de respuesta de dosis inmunoensayos, 153-154,155 toxicología, 588-589 Remanentes en analizadores automatizados, 127, 130 Renina actividad de la renina en el plasma, 416 aldosterona, 415 control del volumen sanguíneo, 316 función renal, 523-524 Requerimientos dietéticos recomendados (RDR), 626 biotina, 626 folato, 624 niacina, 623 piridoxina, 623 riboflavina, 623 tiamina, 622 vitamina A, 620 vitamina B12, 624 vitamina D, 621 vitamina E, 621 vitamina K, 622 Rescate con leucovorina, 583 Resinas de intercambio catiónico, 231 Resistencia iónica, 8 Resistividad, 8 Resorción ósea, 331 Respiradores, 37 Retinol, 620 Retroalimentación negativa, 401 Revascularización transmiocárdica con láser, 514

Revisión de los colegas, 361 RIA (radioinmunoensayo), 151-152, 158 Riboflavina, 619c, 622-623 Riesgos biorriesgos, 38-39 eléctricos, 43 eliminación de materiales, 44-45 equipo de seguridad para, 36-38 ergonómicos, 44 gases comprimidos, 43-44 incendio, 42-43 materiales criogénicos, 44 mecánicos, 44 químicos, 39-41 radiación, 41-42 regulaciones para, 35 señalización y etiquetado de, 36, 37 Right to Know Law, 39 Rinorreea, 562 Riñones (Véase Función renal) Ritmo diurno hormonas de la hipófisis en, 400, 401-402 síndrome de Cushing, 420-421 Ritmos circadianos, 400, 401-402 RNA (ácido ribonucleico), 161, 191-192 Robótica, 127, 141, 142 Rotores para analizadores, 127,129 RT-PCR (reacción en cadena de la transcriptasa polimerasa inversa), 163 Ruta aeróbica, 265, 266 Rutas de administración de fármacos, 571

S Sacarosa, 265 Sal fraccionamiento con, 206 ingesta excesiva de, 320 precipitación, 189 Salicilatos, 597 Saliva, 421 Sangre arterial, 27 colección de, 26-28, 69, 657 completa, 27 entera, 27 líquido cefalorraquídeo, 561 orina, 528 regulación de volumen, 315,316-317 Saturación de oxígeno, 352, 353-354 Saturación de transferrina, 367c, 368c, 369 Secreción bilirrubina, 478-479 creatinina, 223 definición, 346 hormones de la tiroides, 446-448 tubular, 520 Secreción gástrica, 547-549 análisis de, 548-549 fisiología y bioquímica de, 547-548 pH de, 672 Secreciones pulsátiles, 400, 401 Secretagogos, 547 Secretina, 540, 542 Sed hormona antidiurética y, 522 iponatremia, 319 osmolalidad regulatoria, 315, 316 Sedimento de la orina, 528-529 Seguridad, 35-46 accidentes, 45-46 biológica, 38-39 conocimiento de la, 35-36 contra incendios, 42-43 eléctrica, 43 eliminación de materiales peligrosos, 44-45 equipo, 36-38 fuego, 42-43 materiales criogénicos, 44

mecánica, 44 química, 39-41 radiación, 41-42 reglamentos de, 35 relacionada con gases comprimidos, 43-44 responsabilidades de la, 35-35 riesgos ergonómicos, 44 señales y marbetes, 36, 37 Selección del método, 64-69 comparación de, 66-69 evaluación de, 64, 65 imprecisión en, 64-65 inexactitud en, 65-66 Selenio, 365c, 373, 638 Semiceldas, 101,102c Sensibilidad analítica, 64 diagnóstica, 61-63 fluorometría, 100 marcadores tumorales, 608 Sensores, 356-357 electroquímicos, 356-357 macroelectrodos, 356-357 ópticos, 357 Señales de riesgo, 36, 37 Señales para indicar peligro, 36, 37 Separación de la fase sólida, 156 Sesgo, 50, 59 estadístico, 56,691 Seudoaldosteronismo, 416 Seudocolinesterasa (SChE), 596-597 Seudohiponatremia, 319 Seudohipoparatiroidismo, 333, 460-461, 467 SGOT (Véase Aminotransferasa de aspartato) SGPT (Véase Aminotransferasa de alanina) Siderofilina (Véase Transferrina) Signo de Chvostek, 466 Signo de Trousseau, 466 Silla turca, 400 Síncope, 498 Sincronización de muestras, 28, 576 Síndrome alcoholismo fetal, 498 Bartter, 416 coronario agudo, 501-503 Crigler, 478, 661 Dubin-Johnson, 478-479 Fanconi, 527 feminización testicular, 439 Gilbert, 478 Gitelman, 416 insuficiencia respiratoria (SIR), 557, 659 Kallmann, 440 leche y álcali, 465 Lesch-Nyhan, 228-229 malabsorción, 541, 550, 551 Menkes del pelo ensortijado, 196, 370 nefrótico, 208,209, 530 NEM, 464 neoplasia endocrina múltiple (NEM), 464 ovario poliquístico (SOPQ), 435,436 realimentación, 629 Reye, 231, 481 rotor, 478 secreción inadecuada de ADH (SSIADH), 319 Tumer, 434 urémico, 220, 532, 535-536 Zollinger-Ellison, 540, 548, 549 Síndrome de células de Sertoli aisladas, 440 lesión testicular e infección, 440 síndrome de feminización testicular, 439 Síndrome de Cushing, 419-422 aldosteronismo primario, 417-418, 429 algoritmo para la determinación de, 422 dependencia de ACTH en, 42 1-422 diagnóstico de, 420-421, 429 embriología y anatomía en, 413-414 feocromocitoma, 424, 426, 428 hipercortisolismo, 419-423 incidentaloma, 427, 429

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ÍNDICE

Síndrome de Cushing, (cont.) pacientes pediátricos, 665 procedimientos de localización, 422 tratamiento de, 423 Síndrome de Klinefelter, 438-439 deficiencia de 5a-reductasa, 439 distrofia miotónica, 439-440 Sintasa de ácido 6-aminolevulínico (ALA), 276, 378-379 Síntesis carbohidratos, 479 enzimas, 479-480 grasas, 479 hem, 378-379 hemoglobina, 384-385 hormonas de la tiroides, 446-447 porfirinas, 378-379 proteínas, 191-192, 479 Sinusoides hepáticos, 477 Sistema amortiguador de fosfato, 345 automatización de laboratorio clínico Hitachi (SALC), 141 hipotalámico-hipofisario de la corteza suprarrenal, 665 Internacional de Unidades (SI), 3 ,4c, 675c MODULAR ANALYTICS , 141 multiplicador de contracorriente, 520 oxidasa de función mixta (MEO), 574 portal hipotalámico-hipofisario, 400-402 renina-angiotensina (SRA), 316,415-416,522, 523 replicasa Q-beta, 163 reproductor ( Véase Función gonadal) Sistema inmunitario adaptación, 667 células asesinas naturales en, 667 células B en, 667 fagocitos en, 667 innato, 667 pacientes pediátricos, 666-668 piel en, 667 producción de anticuerpos en, 667-668 proteínas de fase aguda en, 667 sistema de complemento en, 667 trastornos de, 668 Sistema reproductor femenino, 432-436 ciclo menstrual, 432-433, 434 desarrollo puberal femenino, 434 hipogonadismo hipogonadotrópico, 434-435 hirsutismo, 432, 435-436 infertilidad, 434, 436c ovarios en, 432-436 ovulación, 433 producción hormonal por, 432 terapia de reemplazo de estrógeno, 436, 511 Sistema reproductor masculino hipofunción testicular, 438-441 hipogonadismo, 441 infertilidad, 436c terapia de reemplazo de testosterona, 441-442 testículos, 436-442 trastornos del desarrollo sexual, 438 Sistema respiratorio edad avanzada, 649 equilibrio ácido-básico, 345, 346, 347, 348, 349 pacientes pediátricos, 656 Sistemas amortiguadores (Véase también Gases sanguíneos) bicarbonato-ácido carbónico, 345, 346, 348 fosfato, 345 regulación del ion hidrógeno, 344-345 Sistemas de control de calidad estadísticos, 70, 71-72 definición, 70 información de los pacientes en, 79-81 operación general de, 71-72 reglas de control, 72-79 Sistemas de información en el laboratorio (SIL), 142 Sistemático, error (ES) constante, 54, 55 criterios de valor sencillo, 68 detección con reglas de control, 73, 74, 75-76

estadística, 54, 55, 70, 71 inexactitud, 64, 66 proporcional, 54, 55 Sitios activos de enzimas, 237 Sitios alostéricos, 237 Sitosterolemia, 288 S02 (saturación de oxígeno), 352, 353-354 Sodio, 317-322 determinación de, 320-322 función renal, 522 hipernatremia, 319c, 320, 638c, 660 hiponatremia, 318-320 intervalo de referencia de, 322c muestras para, 320 nutrición parenteral total, 637 osmolalidad, 316 pacientes pediátricos, 660 regulación del, 318, 339, 522 sudor, 544, 563, 564 Solubilidad de las proteínas, 189 Soluciones amortiguadoras definición, 8, 344 electroforesis, 105-106 soluciones, en, 8 Soluciones concentradas, 7 Soluciones diluidas, 7 Solutos, 6 Somatomedinas (Véase Factores de crecimiento análogos a la insulina) Somatostatina (SS) liberación de la hormona del crecimiento, 402, 403, 665 regulación de la glucosa, 267-268 Somatotropina (Véase Hormona del crecimiento) Sondas ácidos nucleicos aplicaciones de, 164 definición, 161 panorama de las, 160 propiedades químicas de, 161 técnicas de hibridación, 161-164 analizadores automatizados, 130,131, 132 termistores, 9 Sorbente, 109 Southern blot, 162,164 SPE (electroforesis de proteínas séricas), 207-208, 209, 210 Sp02 (oximetría de pulso), 352 SSIADH (síndrome de secreción inadecuada de ADH), 319 Suero, 5, 27, 30c Sulfato de dehidroepiandrosterona (DHEAS), 414 Suministros para laboratorio (Véase Equipo de laboratorio) Supresión de captopril, 417 Sustancias delicuescentes, 16 infecciosas, 39 Sustancias interferentes ácido úrico, 230 amoniaco, 232 análisis de orina, 222-223 creatinina, 227 Sustancias químicas almacenaje de, 36-37,40-41 carcinógenas, 41 carcinógenas, 41 combustibles, 40-41 corrosivas, 41 corrosivas, 41 derrames de, 41 efectos tóxicos por, 40 eliminación de, 44-45 etiquetado de, 36, 37 grados de pureza, 4-5 incompatibles, 678c-679c inflamables, 40-41 inflamables/combustibles, 40-41 peligrosas, 40 reactivas, 41 seguridad con, 39-41

Sustancias trombolíticas, 513 Sustratos concentración de, 239-240 definición, 238 relación con la enzima y el producto, 239

T T3 (triyodotironina) estudios para determinar, 449 libre, 448, 449 proteína de unión con, 448 síntesis de, 446-447, 664 T4 (tetrayodotironina) estudios para, 449 libre, 448, 450 producción de, 410 proteína de unión con, 448 regulación de la glucosa, 267 síntesis de, 446-447, 664 Tabla periódica de los elementos, 692 (Véase también Oligoelementos) Tabletas, reactivo en, 132-133 Tacrolimus, 583 Tactoides, 386 Talasemia, 387, 389-390 alfa, 389 beta, 389-390 definición, 378, 384 diagnóstico de, 390-393 mayor, 389, 390 menor, 389, 390 Tasa de filtración glomerular (TFG) cálculo de, 224 creatinina, 224-225 estimada, 525 función renal, 519, 524 pacientes pediátricos, 660 Tasa metabólica basal (TMB), 629 TB (Tuberculosis), 39 TBG (globulina de unión con tiroxina), 447-448 TBPA (prealbúmina de unión con tiroxina), 448 TD50, 589 Técnica cohete, 150 cusum (suma acumulada), 79 inmunoensayo multiplicado por enzimas (TIME), 156-157 Laurell, 150 Ouchterlony, 148-149 película gruesa y fina, 125, 357 suma acumulada (cusum), 79 Técnicas analíticas, 91-120 cromatografía, 108-115 electroforesis, 105-107 electroquímica, 101-105 espectrofotometría y fotometría, 91-101 osmometría, 117-119 proteómica, 115-117 pruebas en el lugar de atención, 119-120 Técnicas de hibridación, 161-164 amplificación de señal, 163-164 hibridación in sítu, 164 Northern blot 162 polimorfismo de la longitud del fragmento de restricción, 164 reacción en cadena de la polimerasa, 162-163 reacción en cadena de la transcriptasa-polimerasa inversa, 163 reacción en cadena de ligasa, 163 replicación de secuencia autosostenida, 163 resumen de, 162c sistema de replicada Q-beta, 163 Southern blot 162, 164 Técnicas de medicina nuclear, 449 Técnicas de separación, 17-19 análisis automático, 135 análisis de lipoproteínas, 300 centrifugación, 17-18 cromatografía, 108-109

ÍNDICE

diálisis, 18-19 filtración, 18 immunoensayos, 155-156 Tecnología de circuitos integrados, 142 Tecnología de placa (Véase Placas de química seca) Temperatura análisis de los gases de la sangre, 357-358 ebullición, 7 mediciones de, 9 reacciones enzimáticas, 240-241 Tensión arterial (Véase Hipertensión) Tensoactivos, 558 Teofilina, 582 Teoría del valor predictivo, 61-63, 64 Terapia antiplaquetaria, 513 Terapia de reemplazo de estrógeno, 436, 511 Teratógenos, 40 TERF (transferencia de energía de resonancia por fluorescencia), 163 Teriparatida, 469, 472 Termómetro del National Institute o f Standards and Technology (NIST), 9 Termómetros, 9 electrónicos, 9 líquido en gas, 9 Testículos, 436-442 características anatómicas de los, 436-437 funciones de los, 437-438 hipofunción de los, 438-441 hipogonadismo, 441 lesiones e infecciones en, 440 terapia de reemplazo de testosterona, 441-442 trastornos del desarrollo sexual, 438 Testosterona desarrollo posnatal, 438 desarrollo prenatal, 437-438 efecto en la espermatogénesis, 438 efectos secundarios sexuales, 438 función testicular, 436, 437 funciones de la, 437-438 hipogonadismo hipergonadotrópico, 438-440 hipogonadismo hipogonadotrópico, 440-441 mecanismos celulares de la, 437 pacientes pediátricos, 666 terapia de reemplazo, 441-442 Tetania, 331 Tetraedro del fuego, 42 Tetrahidrobiopterina (BH4) 182 Tetrahidrocannabinol (THC), 600 Tetralogía de Fallot, 499-500 Tetrapéptidos, 187 Tetrayodotironina (Véase T4) TFG (Véase Tasa de filtración glomerular) TFGE (tasa de filtración glomerular estimada), 525 THC (tetrahidrocannabinol), 600 Tiamina, 619c, 622 Tiempo de coagulación activada (TAC), 175-176 Tiempo de protrombina, 485, 622 Tiempo de reacción, 135-136 Tiempos de coagulación, 176 TIME (técnica de inmunoensayo multiplicado por enzimas), 156-157 Tinción de elución con ácido, 392 Tinción de Sudán, 543 Tiroglobulina, 446, 449 Tiroiditis De Quervain, 454 dolorosa, 454 Hashimoto, 451 linfocítica, 449, 451 linfocítica crónica, 449 no supurativa subaguda, 454 posparto, 454 subaguda, 450, 454 Tirosinemia, 183-184 Tirotoxicosis, 451 enfermedad de Graves, 449,451-453 síntomas y signos de, 448, 452c trastornos relacionados con, 453c

Tirotropina (TSH) captación de yodo radiactivo, 450 estudios para, 448-449 hipotiroidismo, 450 regulación de la tiroides, 402, 448 ritmo diurno, 402 secreción de, 401, 664 síntesis de hormona de la tiroides, 446 Tiroxina (Véase T4) Titulación amperométrica-voltamétrica, 326 Tnl (troponina I), 200, 201, 246, 507 TnT (troponina T), 200, 202, 246, 507 Tocoferoles, 620 Tolerancia a la glucosa deteriorada, 269, 272c Tonometría, 360 Toracentesis, 565 Tos en cardiopatía, 498 Toxicidad (Véase también Aspectos toxicológicos) aguda y crónica, 589 cinc, 365c, 371 plomo, 594-595 sustancias peligrosas, 40 vitamina A, 620 vitamina D, 464, 622 vitamina K, 622 TPO (peroxidasa tiroidea), 446 Trabécula, 462 Tranquilizantes, 601 Transaminasa glutámica-oxaloacética (GOT), 250-251, 484-485 Transaminasa glutámica-pirúvica (GPT), 251, 484-485 Transaminasas, 250, 484-485 Transcetolasa de eritrocito (ETK), 622 Transferasas, 237, 238c, 250 Transferencia de energía de resonancia por fluorescencia (TERF), 163 Transferrina (siderofilina) características de, 190c, 197 hierro, 367c, 368c, 369 valoración nutricional, 634 Transfusión intrauterina, 556 Transmitancia, porcentaje de (%T), 92, 93, 682c-683c Transportador ABCA1, 289-290 Transportadores de monoamina vesicular (TMAV), 424 Transporte activo, 315 cinc, 370 cobre, 369 hierro, 366, 367 oxígeno, 35 1-352 Transtirretina (TTR) líquido cefalorraquídeo, 562 proteínas plasmáticas, 190c, 193 valoración nutricional, 634-635 Trasplante corazón, 514 riñón, 535-536 Trastorno de sistemas combinado, 624 Trastornos congénitos agammaglobulinemia, 668 cardiopatía, 498-500 hiperplasia suprarrenal, 415-418, 666 hipotiroidismo, 446 porfiria eritropoyética, 379, 380 uso de líquido amniótico para diagnóstico, 555 Trastornos del esqueleto (Véase Osteopatías) Trastornos del sistema nervioso central cinasa de creatina, 244 hipercalcemia, 463 hipocalcemia, 466 Trastornos hepatobiliares fosfatasa alcalina en, 252 y-glutamiltransferasa en, 255 Trastornos neuromusculares, 466 Trasudados, 565 Trazadores, 152, 153 TRH (hormona liberadora de tirotropina, 401, 664 Trifosfato de adenosina (ATP), 265-266

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Trigliceridemia familiar, 295 Triglicéridos absorción de, 288 análisis de, 299-300 endógenos, 287 hipertrigliceridemia, 295-296 objetivos del rendimiento analítico para los, 292c propiedades químicas de los, 284 Triosas, 263 Tripéptidos, 187 Triyodotironina (Véase T3 TSH (Véase Tirotropina) TTR (Véase Transtirretina) Tuberculosis (TB), 39 Tubos evacuados, 26, 27, 28c vacío, 26, 27, 28c Túbulo contorneado distal anatomía de, 518, 519 fisiología de, 520 reabsorción de electrólito, 339 Túbulo contorneado proximal características anatómicas del, 518, 519 electrólitos y, 339 funciones de, 519-520 Túbulos contorneados distales, 339, 518, 519, 520 enfermedades de, 530 proximales, 518, 519-520 Túbulos renales afecciones de los, 530 asa de Henle en, 518, 519, 520 características anatómicas de, 518, 519 conducto colector en, 340, 518, 519, 521 contorneado distal, 339, 518, 519, 520 contorneado proximal, 518, 519-520 electrólitos, 339-340 función de, 519-521 Tumores (Véase también Cáncer) benignos y malignos, 605 células de los islotes, 397, 540 glándulas suprarrenales, 424, 426, 428, 429 hígado, 480-481 hipercalcemia, 464-465 hipófisis, 404, 405, 406, 407-408 páncreas, 274, 540, 613 Tumorigénesis, 605 Turbidez de muestras, 29, 526 Turbidimetría, 100,150-151 Tumos control de calidad, 71 intervalos de referencia, 58

u UI (unidades internacionales), 26 Úlceras, 548 pépticas, 548 Ultracentrifugación, 300, 302 preparativa, 300 Ultrañltración del agua, 6 Ultraoligoelementos, 365 Ultrasonido en la tiroides, 450 Umbral renal, 520 Unidades actividad, 243 derivadas, 3, 41 internacionales (UI), 26, 243 medición, 3, 4c que no son del SI, 3, 4c SI (Sistema Internacional de Unidades), 3, 4c, 675c, 676c Uniones líquidas, 102-103 Urea, 220-223 aclaramiento de la, 525 análisis de, 221-222, 223c cantidades necesarias de muestras, 222-223 correlaciones de la enfermedad con la, 220-22 1 eliminación de la, 521 intervalos de referencia, 223

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ÍNDICE

Urea, (cont.) pacientes pediátricos, 663 propiedades bioquímicas de la, 220 sustancias que interfieren, 222-223 Uremia, 220 Urobilinógeno análisis de, 483-484 función hepática, 478 heces, 484 orina, 484, 528 Uroporfirina (URO), 378

v Vacuna contra hepatitis B, 487 Valencia, 7 Validación de PLA, 173 Valoración de la nutrición, 618-638 ácidos grasos esenciales, 627-628 composición corporal en, 632-633 desnutrición, 618, 628-632 edad avanzada, 652 energía, 618 índice creatinina/altura en, 632 marcadores proteínicos en, 633-636 albúmina, 634 balance del nitrógeno, 635 características ideales de, 634c factor-1 de crecimiento insulínico, 635 fibronectina, 635 interleucinas, 636 proteína C-reactiva, 636 proteína de unión con el retinol, 635 transferrina, 634 transtirretina, 634-635 modificación del peso en, 632 necesidades energéticas, 618 nutrición parenteral total en, 636-638 pruebas funcionales en, 633 pruebas inmunológicas en, 632 vitaminas en, 618-627 Valores de ensayo, 22 Vancomicina, 579-580 Vapores tóxicos, 40 Variación intraindividual, 49 Variaciones analíticas, 49 Variaciones interindividuales, 49 Vasodilatadores, 512,513c Vasopresina (Véase Hormona antidiurética) Vasos, 10,111,15 precipitados de Griffin, 10 Vello, púbico, 434 Vellosidades aracnoideas, 561 intestinales, 549 Velocidad de reacciones enzimáticas, 239-240 Vena porta, 476 Venenos, 588 Venipunción, 26-28, 657 Verde de bromocresol (VBC), 206, 207 VHA (virus de hepatitis A), 486 Viada media, de fármacos, 573, 574 Vías colesterol endógeno, 288, 289 colesterol exógeno, 288-289

Embden-Myerhof, 265, 266 endógena de lípidos, 288, 289 exógena de lípidos, 288-289 transducción de señales, 605, 606 transporte inverso de colesterol, 288, 289-290 Vigilancia de longitud de onda múltiple, 142 Vigilancia terapéutica de fármacos (VTF), 571-583 absorción en la, 571-572 aclaramiento metabólico en la, 574-575 aclaramiento renal en la, 575 antibióticos, 579-580 antineoplásicos, 583 aspectos toxicológicos, 597-598 broncodilatadores, 582 distribución de medicamentos en la, 572, 575 edad avanzada, 651-652 eliminación de fármacos en la, 572-575, 651-652 farmacocinética en la, 575-576, 688c-689c fármacos cardioactivos, 577-579 fármacos inmunosupresores, 582-583 fármacos libres y unidos a otra sustancia, 572 fármacos psicoactivos, 58 1-582 indicaciones, 571 medicamentos antiepilépticos, 580-581 niveles máximo y mínimo, 575 oscilación de régimen permanente, 575-576 pacientes pediátricos, 671c, 672 recolección de muestras para la, 576-577 vías de administración en la, 571 Vigilancia transcutánea, 142, 355, 659 Virilización, 432 Virus de inmunodeficiencia humana (H1V), 159 Virus de la rubéola, 498 Virus y cardiopatía, 505 Vitamina A, 465, 619c, 620 Bj (tiamina), 619c, 622 B2 (riboflavina), 619c, 622-623 B3 (ácido pantoténico), 626 B6 (piridoxina), 619c, 623 B12, 619 c , 624-625 C (ácido ascórbico), 619c, 626 D3, 331, 332 E, 6191, 620-621 K, 619c, 622 Vitamina D, 621-622 deficiencia de, 619c, 622 función renal, 524 hipervitaminosis D, 464 hipovitaminosis D, 467 mecanismo de acción, 459 metabolismo del calcio, 458-460, 464 raquitismo, 470, 618, 622 síntesis de, 458, 459 Vitaminas liposolubles, 620-622 síntomas de deficiencias, 619c vitamina A, 620 vitamina D, 621-622 vitamina E, 620-621 vitamina K, 622 Vitaminas solubles en agua, 622-626 ácido ascórbico, 626 ácido pantoténico, 626 biotina, 625-626 carnitina, 626

folato, 623-624 niacina, 623 piridoxina, 623 riboflavina, 622-623 síntomas de deficiencia, 619c tiamina, 622 vitamina B12, 624-625 Vitaminas, 618-627 (Véase también vitaminas específicas)

almacenamiento en el hígado, 479 cantidades mínimas tolerables de, 626 deficiencia/dependencia de, 618-619 deficiencias de, 618-620 determinaciones químicas de, 619-620 dietas especiales, 627 efecto de fármacos y anticonceptivos en, 627c factores que afectan el metabolismo de, 626-627 solubles en agua, 619, 622-626 solubles en grasas, 619, 620-622 VLDL (Véase Lipoproteínas de muy baja densidad) Voltametría de decapado anódico, 105 Volumen distribución de fármacos, 572 orina, 526-527 pipetas, 10-11 sanguíneo, 316-317 VP (porfiria variegada), 379 VTF (Véase Vigilancia terapéutica de fármacos)

w Western blot, 158-159

x Xantocromia, 561 Xantomas, 294 Xenobiótica, 574

Y Yodo hipotiroidismo, 446, 447 terapia radiactiva, 452-453

z Zeitgéber, 401-402

Zimógeno, 237 Zona F, 414, 415, 418 Zona fascicular, 414 Zona G, 414, 415f, 416 Zona glomerular, 414 Zona R, 414, 415 Zona reticular, 414 ZPP (protoporfirina de cinc de eritrocito), 381,383