Todos los tejidos animales y vegetales contienen elementos minerales o inorgánicos en cantidades y proporciones muy variables. Los elementos inorgánicos constituyen las cenizas Los metales de acuerdo a su participación en el organismo se clasifican en dos categorías: Electrolitos, minerales macronutrientes, macroelementos, elementos mayoritarios o simplemente minerales o Minerales micronutrientes, elementos minoritarios, oligoelementos, elementos en traza o vestigiales. La costumbre de utilizar la concentración sérica de hierro como límite de separación entre elementos mayoritarios y traza tiene respaldo oficial. De esta forma se define un elemento ¨traza¨ como aquel que representa menos de 0,01% de la masa corporal o aquel que precisa ingresos dietéticos inferiores a 100 mg/dia. Oficialmente se ha propuesto que el término traza debe referirse al contenido relativo de elementos de no más de 100 ppm en suero o plasma.
Determinación de microelementos en suero de recién nacidos y adultos
MSc Tahiry Gómez Hernández*, Dra. Maria Nela Ballestero Hernández* MSc Leticia Béquer Mendoza,* Dra. Jadiyer Olga Acosta Gonzalez**, Tec. Angel Mollineda Trujillo***, Dr. Orlando Molina Hernández****, Dra. Olga Lidia González González*
*Grupo de Diagnóstico Molecular Unidad de Investigaciones Biomédica Villa Clara Cuba
** Hospital Camilo Cienfuegos Sancti Spiritus Cuba
*** Universidad Central de las Villa ¨Martha Abreu¨ Villa Clara Cuba
**** Hospital Universitario de Maternidad ¨Mariana Grajales¨ Villa Clara Cuba
Palabras clave: Cobre, hiero, zinc, suero, humanos, adultos, recién nacidos
Resumen
Todos los tejidos animales y vegetales contienen elementos minerales o inorgánicos en cantidades y proporciones muy variables. Los elementos inorgánicos constituyen las cenizas Los metales de acuerdo a su participación en el organismo se clasifican en dos categorías: Electrolitos, minerales macronutrientes, macroelementos, elementos mayoritarios o simplemente minerales o Minerales micronutrientes, elementos minoritarios, oligoelementos, elementos en traza o vestigiales. La costumbre de utilizar la concentración sérica de hierro como límite de separación entre elementos mayoritarios y traza tiene respaldo oficial. De esta forma se define un elemento ¨traza¨ como aquel que representa menos de 0,01% de la masa corporal o aquel que precisa ingresos dietéticos inferiores a 100 mg/dia. Oficialmente se ha propuesto que el término traza debe referirse al contenido relativo de elementos de no más de 100 ppm en suero o plasma (100parte/109 o 100m/L) (IUPAC, 1972).
Los objetivos de este trabajo fueron adaptar la técnica de determinación de microelementos por absorción atómica a suero del cordón umbilical y comparar los valores medios de estos microelementos de suero de sangre de cordón umbilical y suero de adultos sanos. Se estudiaron 50 recién nacidos y 94 donantes voluntarios de sangre y se determinaron los niveles de cobre, hierro y zinc por la técnica de absorción atómica, en la muestra de recién nacidos y adultos y se compararon las medias de las concentraciones encontradas en los dos grupos estudiados Encontrándose niveles significativamente mayores en recién nacidos que en adultos de hierro y zinc y niveles significativamente menores en recién nacidos que en adulto de cobre Estos valores, de recién nacidos (Cu++ 11,06+/-4,67, Zn++ 18,45+/- 3,83 y Fe++ 22,01+/-7,02) y adultos (Cu++ 20,00+/-3,44, Zn++ 15,96+/-2,56 y Fe++ 17,83+/-3,44) sirven de referencia para estudios posteriores en individuos enfermos de ambos grupos
Summary
The present study assessed for the determination of the copper, iron and zinc from the umbilical cord and adult blood. The adequateness of its functioning was demonstrated as well as the reliability for the intended purpose. The results achieved in the study are part of the research line developed by the Molecular Diagnosis Laboratory of the Biomedical Research Unit belonging to the Medical University of Villa Clara for the assembly of techniques devoted to assess the biochemical parameters in the blood of the umbilical cord and adult.
Introducción
Todos los tejidos animales y vegetales contienen elementos minerales o inorgánicos en cantidades y proporciones muy variables. Los elementos inorgánicos constituyen las cenizas.
Los minerales son indispensables para el desarrollo de las reacciones que se llevan a cabo en la célula. Intervienen en multitud de enzimas, en la propia estructura de la célula y el juego de presiones que se produce entre el medio intracelular y el extracelular. Además es indispensable para producir células, para el transporte de oxigeno, contracción muscular, conducción de los impulso nerviosos y un numero numerosos de funciones vitales. Sin ellos la vida no sería posible Algunos de estos elementos tienen funciones muy especificas, pero todos de una forma u otra participan en el enrejado conjunto de reacciones que forman el metabolismo general y el particular. Aunque existe cierto solapamiento entre las funciones biológicas de los oligoelementos, estas se pueden desglosar en tres niveles: nutricional, metabólico y genético. El papel nutricional de estos elementos, están relacionados con que su déficit puede producir enfermedades carenciales o por intoxicación. El papel metabólico está relacionado con la participación de estos elementos en la formación de estructuras como las membranas, por su participación en la estructura proteica, regulación y la acción de las enzimas, algunos como el zinc influye en más de 300 enzimas de todas las clases. El papel genético, muy relacionado con la acción de estos elementos sobre las enzimas, está relacionado con el papel del zinc y el magnesio en los procesos de replicación, transcripción y traducción.
Los metales de acuerdo a su participación en el organismo se clasifican en dos categorías:
- Electrolitos, minerales macronutrientes, macroelementos, elementos mayoritarios o simplemente minerales
- Minerales micronutrientes, elementos minoritarios, oligoelementos, elementos en traza o vestigiales
La costumbre de utilizar la concentración sérica de hierro como límite de separación entre elementos mayoritarios y traza tiene respaldo oficial. De esta forma se define un elemento ¨ traza ¨ como aquel que representa menos de 0,01% de la masa corporal o aquel que precisa ingresos dietéticos inferiores a 100 mg/dia. Oficialmente se ha propuesto que el termino traza debe referirse al contenido relativo de elementos de no más de 100 ppm en suero o plasma (100parte/109 o 100m/L) (IUPAC, 1972).
Los oligoelementos se aportan habitualmente a través de la alimentación, una cantidad excesiva o déficit podría favorecer la aparición de enfermedades o retrasar la curación de las mismas. Algunos de ellos son beneficiosos pero otros son perjudiciales, produciendo enfermedades por intoxicación. La cantidad de oligoelementos varia de una región a otras desde pico gramos a gramos y varia de un alimento a otro, dependiendo de la recogida del alimento (si es verdura o fruta) y luego hay que tener presente que puede existir una incompatibilidad entre algunos de ellos, disminuyendo o aumentando la absorción de alguno de ellos, llegando a provocar enfermedades, por ejemplo, una anemia de hierro se debe a un déficit de hierro, pero también podría ser de cobre, cobalto o por una intoxicación de molibdeno.
Objetivos:
- Adaptar la técnica de determinación de microelementos por absorción atómica a suero del cordón umbilical
- Comparar los valores medios de oligoelementos de suero de sangre de cordón umbilical y suero de adultos sanos.
Significado clínico del Zinc.
El Zinc es un oligoelemento regulador hormonal y estimulante inmunológico. Su déficit puede provocar cansancio, infecciones, bajada de defensas, impotencia, esterilidad, caída del pelo, problemas de la piel. La deficiencia de zinc es un grave problema de salud a nivel mundial que afecta a países desarrollados y en vías de desarrollo. A pesar de la evidencia que prueba que la privación de zinc en los períodos de rápido crecimiento afecta negativamente el desarrollo cognitivo, cerebral y sexual, se han realizado muy pocos estudios completos en niños. Este trabajo propone una revisión de la evidencia reunida hasta el momento acerca de la relación que existe entre la deficiencia de zinc y el desarrollo intelectual y sexual durante las etapas de la infancia, preadolescencia y adolescencia (1)
El zinc está relacionado con la inmunidad, reparación de heridas, desarrollo neurológico y crecimiento, siendo esencial con más de 300 enzimas en el organismo. Así lo destacó la doctora Mary Penny, actual directora del Instituto de Investigación Nutricional, con sede en Lima (Perú). En el sistema gastrointestinal, cumple la importante función de transporte de electrolitos y regeneración de células epiteliales, en la síntesis de enzimas digestivas y en el sistema inmune intestinal.
Se ha estudiado la consecuencia de su deficiencia en animales y humanos. En animales, es un componente de anorexia, retardo de crecimiento y diarreas, además de mortalidad perinatal. En seres humanos, se relaciona con acrodermatitis enteropática, dermatosis, alopecia, anorexia y diarreas. La deficiencia subclínica se manifiesta con retardo en el crecimiento, morbilidad incrementada en diarreas, neumonía, desarrollo fetal.
Los grupos vulnerables son los niños pequeños, mujeres gestantes y las que están dando de lactar a sus bebés, habiéndose encontrado en estos grupos alta prevalencia de enfermedades, especialmente diarreas. En el campo preventivo, se considera que suplementos diarios de zinc pueden reducir prevalencia de enfermedades infecciosas, como diarrea y neumonía. Pero los investigadores presumen que el efecto ocurre sólo en niños con deficiencia.
Significado clínico del Cobre.
El Cobre es un oligoelemento de funciones muy diversas desde su participación en la síntesis de hemoglobina, en el transporte electrónico, de la respiración celular, en el estrés oxidativo, en la formación de colágeno y elastina, alteraciones neurológicas por su efecto sobre la dopamina hidroxilasa, anomalías en la pigmentación por un descenso de la tirosinasa
El cobre, junto con el hierro, ayuda a la formación de los glóbulos rojos, así como al mantenimiento de vasos sanguíneos, nervios, sistema inmunitario y huesos saludables.
Fuentes alimentos
Las ostras y otros mariscos, los granos enteros, las legumbres, las nueces, las papas (patatas) y las vísceras (riñones, hígado) son buenas fuentes de cobre en la dieta, al igual que las verduras de hoja oscura, las frutas deshidratadas como ciruelas, el cacao, la pimienta negra y la levadura.
Efectos secundarios
Normalmente, las personas obtienen suficiente cobre en los alimentos que consumen. La enfermedad de Menkes (síndrome del cabello ensortijado de Menkes) es un trastorno muy poco común del metabolismo del cobre que está presente antes del nacimiento y ocurre en bebés de sexo masculino.
La falta de cobre puede llevar a que se presente anemia y osteoporosis.
El cobre es tóxico en grandes cantidades. Un trastorno hereditario muy raro, la enfermedad de Wilson, ocasiona depósitos de cobre en el hígado, el cerebro y otros órganos. El aumento de cobre en estos tejidos conduce a hepatitis, problemas renales, trastornos cerebrales y otros problemas.
Recomendaciones
El centro de Nutrición y Alimentos del Instituto de Medicina (Foodand Nutrition Center of the Institute of Medicine) ha establecido los siguientes consumos recomendados en la dieta para el cobre:
Niños menores de un año:
0-6 meses: 200 microgramos/día
7-12 meses: 220 microgramos/día
Niños:
1-3 años: 340 microgramos/día
4-8 años: 440 microgramos/día
9-3 años: 700 microgramos/día
Adolescentes y adultos:
14-18 años: 890 microgramos/día
19 años en adelante: 900 microgramos/día
Las mujeres embarazadas y lactantes (que están produciendo leche) necesitan cantidades ligeramente mayores (1000 microgramos durante el embarazo y 1300 microgramos durante la lactancia). Se recomienda preguntarle al médico sobre la mejor cantidad en cada caso particular.
Significado clínico del Hierro
El hierro es uno de los elementos más conocido para la nutrición y la terapéutica humana, sus funciones están relacionadas con el transporte de oxigeno y sus posibilidades de participar en las reacciones redox. Su déficit produce la causa más frecuente de anemia en el mundo, y el conocimiento que se tiene de su función biológica constituye un paradigma de los estudios de minerales en el hombre.
Valores de referencia:
Adultos:
Hombres: 70-130 µg/dl
Mujeres: 60-120 µg/dl
Niños:
2 semanas: 63-201 µg/dl
6 meses: 28-135 µg/dl
12 meses: 35-115 µg/dl
2-12 años: 22-135 µg/dl
Mujeres embarazadas:
12 semanas de gestación: 42-177 µg/dl
A término: 25-137 µg/dl
6 semanas postparto: 16-150 µg/dl
Significado clínico:
El hierro es un elemento fundamental para la vida que se encuentra en la hemoglobina (Hb), mioglobina y muchas otras enzimas. La mayor proporción de hierro (2,5 gramos) se encuentra unida a la hemoglobina en los hematíes. En hombres normales, hay 0,5 - 2,0 g de hierro almacenado en forma de ferritina en el hígado, bazo y médula ósea.
La deficiencia de hierro es el desorden metabólico más frecuente, representando básicamente una diferencia nutricional. Esta condición puede causar diversos tipos de anemias microcíticas hipocrómicas
La sobrecarga de hierro se basa en la detección de niveles elevados de ferritina en plasma, saturación de transferrina aumentada y hallazgos histológicos de depósitos de hierro en médula ósea o hígado. Se debe principalmente a tres causas: hemocromatosis primaria, anemia crónica debida a eritropoyesis ineficaz o hemólisis y enfermedad crónica asociada con anemia con un estado iatrogénicamente exacerbado por transfusiones de sangre repetidas.
Utilidad clínica:
- Deficiencia dietaria (alimentaria, infecciones por parásitos)
- Absorción insuficiente (síndromes de malabsorción. gastrectomía)
- Transporte insuficiente (deficiencia de transferencia, artritis reumatoidea
- Pérdida anormal de hierro (hemorragia, menstruación, carcinoma intestinal
- Requerimientos aumentados (niños, mujeres embarazadas )
- Diagnóstico de sobrecarga de hierro:
- Eritropoyesis ineficaz.
- Daño necrótico severo en hígado.
- Hemocromatosis idiopática.
- Anemia crónica debido a sobrecarga de hierro post transfusional.
- Ingestión de sustancias conteniendo hierro.
Variables preanalíticas:
Aumentado: Alcoholismo, transfusión de sangre, neonatos.
Variables por enfermedad:
Aumentado:
Hepatitis B aguda, LLA, LMA, leucemia monocítica, anemia megaloblástica, enfermedad de Gaucher, hemocromatosis, fibrosis quística, coproporfiria, anemias con alteración del metabolismo del glutatión, talasemia menor, talasemia mayor, anemia aplásica, anemia sideroblástica, necrosis hepática aguda y subaguda, cirrosis, síndrome de Down.
Disminuido:
Infecciones agudas, cirugía gástrica, edad. Desnutrición, neoplasia digestiva. Fiebre tifoidea, septicemia, enfermedad de Whipple, malaria, anquilostomiasis, infecciones, cáncer gástrico, de colon, intestino delgado, de recto, de mama, de riñón y de duodeno; enfermedad de Gaucher, hemoglobinuria paroxística nocturna, anemia de enfermedad crónica, infarto agudo de miocardio, síndrome de Goodpasture, enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), hemosiderosis, úlcera, gastrectomía, ileoctomía, cirrosis, síndrome nefrótico, enfermedad celíaca, artritis reumatoidea.
Variables por drogas:
Aumentado:
Cobre, dextrán, hemoglobina, hemólisis, ácido acetilsalicílico, cloranfenicol, anticonceptivos, anabólicos, ingesta de vitaminas conteniendo hierro.
Disminuido:
EDTA, oxalato de sodio, alopurinol, aspirina en altas dosis, cortisona, epinefrina.
Desarrollo
En este estudio se utilizan muestras de suero procedente de recién nacidos en el Hospital Materno Mariana Grajales de Santa Clara y de donantes del Banco Provincial de Villa Clara.
Metodología
La sangre proveniente del cordón umbilical de los 50 recién nacidos y la sangre venosa de los 94 donantes de sangre, se procesaron con cristalería previamente tratada en ácido clorhídrico para garantizar la ausencia de elementos contaminantes. Se extrajo el suero en las mismas condiciones y se realizaron las determinaciones de hierro. Cobre y zinc por el método de absorción atómica. Los resultados se expresaron en micromol/litro.
En este estudio se utilizan muestras de suero procedente de recién nacidos en el Hospital Materno Mariana Grajales de Santa Clara y de donantes del Banco Provincial de Villa Clara.
Técnicas de Espectrofotometría de absorción atómica.
El elemento de interés en la muestra se disocia de sus enlaces químicos y se coloca en un estado no excitado, no ionizado y en un estado mínimo de energía. En estas condiciones el elemento es capaz de absorber radiación externa que es la que se mide. Se usan lámparas de cátodo hueco como fuentes de luz o energía. La luz proveniente de la lámpara de cátodo hueco pasa a través de una llama en la cual se aspira la muestra. Las proteínas y los fosfatos intervienen en el análisis. Para lo primero solo se requiere una simple dilución de 100 veces. En el caso de los fosfatos, adicionando sales de estroncio o lantano al 0.1%. Otro factor que interfiere es la presión de acetileno por debajo de 100 libras.
Las determinaciones se realizaron en un Espectrofotómetro de Absorción Atómica marca PYE UNICAM SP9, en la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la UCLV. Este método consiste en la medición de las especies atómicas por su absorción a una longitud de onda particular. La especie atómica se logra por atomización de la muestra, siendo distintos los procedimientos utilizados para esto. En este caso se aplicó la técnica de atomización más usada que es la de absorción atómica con llama, que nebuliza la muestra y luego la disemina en forma de aerosol dentro de una llama de aire acetileno.
Para la determinación de los oligoelementos (hierro, cobre y zinc) se utilizó una solución de Tritón X-100 al 0,003 %. Para cada elemento se determinó una curva patrón a la longitud de onda correspondiente a cada elemento: el cobre a 324 nm, el zinc a 213 nm y el hierro a 248 nm, según los Procedimientos Normalizados de Operación (PNO) establecidos. El equipo realiza tres lecturas de cada muestra y determina el valor medio.
Procesamiento estadístico
Los resultados de la concentración de zinc, cobre e hierro, fueron procesados utilizando el Programa estadístico SPSS-11.0.
Resultados y discusión
Como se muestra en la tabla los niveles de cobre en recién nacidos son inferiores a los encontrados en adultos encontrándose diferencias significativas cuando se compararon. Igual diferencia se encontró en los niveles de hierro y zinc, pero se encontraron valores superiores en recién nacidos que en adultos
Tabla 1. Valores de microelementos en suero de recién nacidos y adultos sanos.
El análisis de los valores encontrados por nosotros demuestra que los valores de este estudio pueden ser utilizados como referencia para estudios de individuos de ambos grupos erarios. En la tabla 2 se muestran los valores obtenidos de la literatura.
Tabla 2 Valores de referencia de microelementos encontrados en la bibliografía.
Conclusiones
Existen diferencias significativas en las determinaciones de los tres oligoelementos entre el suero de sangre de cordón umbilical y venosa de donantes de sangre.
Los valores de hierro y zinc son significativamente más bajos en suero de donantes que en suero de recién nacido.
Los valores de cobre son significativamente más altos en suero de donantes que en suero de recién nacido.
Recomendaciones
Realizar este estudio en los grupos de pacientes que se investigan en nuestro grupo de trabajo.
Bibliografía
1. Salgueiro M Jimena, Weill Ricardo, Hernández-Triana Manuel, Zubillaga Macela, Lysionek Alexis, Goldman Cynthia et al . Deficiencia de zinc en relación con el desarrollo intelectual y sexual. Rev Cubana Salud Pública [periódico en la Internet]. 2004 Jun [citado 2008 Sep 02] ; 30(2): . Disponible en: http://scielo.sld.cu/ scielo.php?script=sci_arttext &pid=S0864-34662004000200007 &lng=es&nrm=iso.
2. FELIU, María Susana, PINEIRO, Adriana, LOPEZ, Clara et al. Valores de referencia de cobre, zinc y selenio en niños. Acta Bioquím. Clín. Latinoam. [online]. sept./dic. 2005, vol.39, no.4 [citado 02 Septiembre 2008], p.459-462. Disponible en la World Wide Web:
3. http://www.scielo.cl/pdf/rcp/v54n2/art04.pdf
4. http://www.efdeportes.com/efd113/zinc-y-rendimiento-deportivo.htm