Determinación de macroelementos en suero de recién nacidos y adultos

MSc Tahiry Gómez Hernández*, Dra. María Nela Ballestero Hernández* MSc Leticia Béquer Mendoza,* Dra. Jadiyer Olga Acosta González**, Tec. Angel Mollineda Trujillo***, Dr. Orlando Molina Hernández****, Dra. Olga Lidia González González*

*Grupo de Diagnostico 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: Sodio, potasio, magnesio, calcio, suero, humanos, adultos, recién nacidos.

Resumen

El organismo humano está constituido en un 1,9% del peso seco por metales, de los cuales 1,89% corresponden al sodio, potasio, calcio y magnesio, nombrados como macroelementos. Es el magnesio el que se encuentra en menor proporción (0,027%). Los objetivos de este trabajo fueron adaptar la técnica de determinación de macroelementos por absorción atómica a suero del cordón umbilical y comparar los valores medios de estos macroelementos de suero de sangre de cordón umbilical y suero de adultos sanos. Se estudiaron 59 recién nacidos y 95 donantes voluntarios de sangre y se determinaron los niveles de calcio, sodio, potasio y magnesio 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 potasio y magnesio y niveles significativamente menores en recién nacidos que en adulto de sodio y calcio Estos valores, de recién nacidos (K+ 6,53`+2,06, Mg++ 1,01+0.05, Na+ 126,5+14,92 y Ca++ 1,96+0,4) y adultos (K+ 4,41`+0,54, Mg++ 0,84+0,07, Na+ 134,1 + 652 y Ca++ 2,31+ 0,15) sirven de referencia para estudios posteriores en individuos enfermos de ambos grupos.

Summary

The present study assessed for the determination of the calcium, sodium, potassium and magnesium 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.

1. Introducción

Los minerales son indispensables para el desarrollo de las reacciones que se llevan a cabo en la célula. Intervienen en multitud de enzimas, en al 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.

Los macroelementos son los constituyentes inorgánicos que se encuentran en elevadas proporciones: sodio, potasio, calcio y magnesio Del 1,9% del peso del organismo que constituyen los metales el 1,89% corresponden al sodio potasio, calcio y magnesio. Es el magnesio el que se encuentra en menor proporción 0,027%

2. Fundamentación teórica del trabajo

Potasio

El potasio, (K) es el principal catión intracelular y solo un 2% del potasio total del organismo es extracelular. La dieta contiene, normalmente, entre 50 y 150 mmol de K por día. Los riñones excretan entre 80 y 90% de la cantidad ingerida de potasio y contrariamente a lo que sucede con el sodio, no existe un umbral renal para el K, por lo que éste continúa excretándose en la orina aún en estados de depleción. Normalmente, los cambios por la incorporación de potasio se compensan, por cambios en la excreción renal, manteniéndose así, una reserva corporal total de potasio, constante. La concentración plasmática de potasio, no es solo regulada por la reserva total de potasio corporal, pero es un reflejo de ella. Cambios en el potasio plasmático regulan mecanismos como la concentración de aldosterona y por influencia de la secreción de potasio en el túbulo distal, mantienen la reserva total corporal de potasio, constante.

Aumentos o disminuciones en la concentración de potasio plasmático son causados por disturbios del balance interno o externo. Desórdenes del balance externo están modulados por: la cantidad de potasio ingerido por dieta, el contenido de sodio y la velocidad de flujo en el túbulo distal, el balance ácido-base, la actividad de sustancias mineralocorticoides o similares, la respuesta del túbulo distal frente a los mineralocorticoides, el tipo y la disponibilidad aniones. Los disturbios del balance interno, si bien varían la concentración plasmática de potasio, no afectan el potasio corporal total. Hipokalemia: se define como el estado de concentración de potasio sérico o plasmático menor de 3,5 meq/L. En estos casos se recomienda determinar el potasio urinario.

La combinación de hipokalemia con baja excreción de potasio en la orina, sugiere que no hay pérdida renal de potasio. La combinación de hipokalemia y excreción urinaria de potasio mayor a 20 meq/L indica pérdida renal. Frente a una hipokalemia, no solo es útil determinar la excreción urinaria de potasio, sino también el pH sanguíneo y la excreción urinaria de cloruros. La hiperkalemia se define como el estado de concentración de potasio sérico o plasmático mayor de 5,0 meq/L. Los síntomas clínicos son de naturaleza cardiovascular y neuromuscular

Valor de referencia:

Utilidad clínica:

• Evaluar el balance electrolítico, especialmente, en pacientes mayores con alimentación intravenosa, pacientes con tratamiento diurético, pacientes con falla renal aguda, pacientes con hemodiálisis y pacientes con nefritis intersticial o nefropatía.
• Evaluar hipertensión arterial donde pueda ocurrir hiperpotasemia y ser causa de falla renal aguda.
• Monitorear en el tratamiento de las acidosis, incluyendo cetoacidosis en la diabetes.
• Evaluar debilidad muscular e irritabilidad, confusión mental, seguimientos de leucemia, enfermedades gastrointestinales, encefalopatía hepática, vómitos, fístula, tubos de drenaje.
• Evaluar en casos de arritmias.
• Evaluar en casos de alcoholismo con “delirium tremens”.
• Diagnosticar y monitorear en hipermineralo-corticismos (aldosteronismo primario, síndrome de Cushing, tumor productor de ACTH ectópica, algunos casos de hiperplasia adrenal congénita); golpe de calor, efecto de la ingestión de regaliz.

Sodio

El sodio es el principal ión del plasma. Las concentraciones máximas de sodio se encuentran presentes en el espacio extracelular. Es el catión más importante del fluido extracelular. Su función es mantener el equilibrio ácido-base y la presión osmótica. El volumen del fluido extracelular es directamente dependiente del sodio corporal total. La concentración plasmática de sodio es idéntica a la del fluido intersticial. Al evaluar una hiponatremia, debemos descartar una pseudohiponatremia (hiperproteinemia o hiperlipemia severa; con la disminución de la fracción acuosa que contiene sodio; y en hiperglucemia o presencia en plasma de solutos osmóticamente activos). Una hiponatremia puede tener como consecuencias, complicaciones neurológicas letales. La hiperosmolaridad plasmática induce un desplazamiento de agua del espacio extravascular con la producción de hiponatremia dilucional.

El sodio urinario varía marcadamente con la ingesta de sodio en la dieta.

Valor de referencia:

Utilidad clínica:

Evaluación de electrolitos, balance ácido-base, balance hídrico, intoxicación acuosa, deshidratación.

Magnesio

Los dos principales papeles del magnesio en los sistemas biológicos son:

• Competir con el calcio por los sitios de unión a las proteínas y membranas
• Formar quelatos con importantes ligandos intracelulares aniónicos (ATP).

El magnesio cataliza o activa más de 300 enzimas en el cuerpo y actúa como cofactor esencial para las enzimas involucradas en la respiración celular, glucólisis, transporte transmembrana de cationes así como el calcio y el sodio. La permeabilidad y las propiedades eléctricas de la membrana son afectadas por el magnesio.

Debido a que la concentración de magnesio eritrocitaria es sustancialmente mayor que en suero, la muestra debe ser separada lo antes posible, evitando la hemólisis. Las concentraciones de magnesio en sangre son estables varios días si la muestra ha sido separada de los glóbulos rojos y almacenada a 2-8ºC.

Valor de referencia:

1 mEg/l=1,22 mg/dl=0,05 mmol/l=12,2 mg/l

Utilidad clínica:

• Evaluación de desórdenes malabsortivos, pancreatitis, anormalidades asociadas con clearence renal, terapia de drogas y de la toxemia del embarazo.
• Evaluación de pacientes que reciben diuréticos (altas dosis de tiazidas, diuréticos como la furosemida).
• Evaluación de pacientes con hipocalcemia inexplicable.
• Evaluación de pacientes con desórdenes cardíacos en los cuales la hipomagnesemia puede ser un riesgo de infarto cardíaco, falla congestiva, ectopia ventricular, uso de digitálicos, hipertrofia ventricular izquierda.
• Monitoreo del tratamiento.

Calcio

• El esqueleto contiene el 99% del calcio corporal, predominantemente como cristales extracelulares con una composición aproximada a la de la hidroxiapatita (Ca 10 (PO4)6(OH)2). Los tejidos blandos y el tejido extracelular contienen 1% del calcio corporal.
• El calcio intracelular cumple varias funciones, entre ellas en la contracción muscular, la secreción hormonal, el metabolismo del glucógeno y la división celular.
• El calcio libre se ha identificado como un segundo mensajero intracelular.
• El calcio extracelular es la fuente de mantenimiento del calcio intracelular, algunas de las funciones del calcio extracelular son: proveer calcio iónico para la mineralizaron ósea, participar en la cascada de la coagulación y mantener el potencial de membrana plasmática
• El calcio plasmático existe en tres estados 50% libre o ionizado, 40% unido a proteínas plasmáticas y 10% complejado con aniones pequeños (HCO3-, citrato, lactato, fosfato diácido y monoácido). Tanto la fracción de calcio complejado como la libre son ultrafiltrables por riñón (60%), el 95-99% es reabsorbido.
• El calcio libre es la forma biológicamente activa. De la fracción unida a proteínas un 80% está asociado a albúmina y un 20% a globulinas. El calcio se une a los sitios de las proteínas cargados negativamente, por lo tanto es pH dependiente, por cada 0,1 unidad de cambio de pH cambia en 0,2 mg/dl el calcio libre.

La concentración de calcio, fosfato y magnesio en plasma depende del efecto neto de la resorción y deposición mineral ósea, absorción intestinal y excreción renal.

Valor de referencia: 8,5 –10,5 mg/dl

Utilidad clínica:

• Evaluar el nivel de calcio en pancreatitis y otros problemas gastrointestinales, nefrolitiasis, polidipsia, poliuria, azotemia, adenomatosis endocrina múltiple.
• Screening en pacientes menopaúsicas.
• Monitoreo del coma.

3. Objetivos:

Adaptar la técnica de determinación de macrolementos 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.

4. Materiales y métodos

Muestra

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 59 recién nacidos y la sangre venosa de los 95 donantes de sangre, se procesaron con cristalería previamente tratada en acido clorhídrico para garantizar la ausencia de elementos contaminantes. Se extrajo el suero en las mismas condiciones y se realizaron las determinaciones de sodio, potasio, magnesio y calcio por el método de absorción atómica.

Los resultados se expresaron en mmol/L.

Técnicas de espectrofotometría de absorción atómica.

Fundamento.

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 macroelementos sodio, potasio, calcio y magnesio (Na, K, Ca y Mg) se utilizó una solución de Cloruro de Lantano al 0,1%. Para cada elemento se utilizó una curva patrón. El calcio fue determinado a una longitud de onda de 422,7 nanómetro (nm), el magnesio a 285,2 nm, el sodio a 586 nm y el potasio 722,5 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 sodio, potasio, calcio y magnesio, fueron procesados utilizando el Programa estadístico SPSS-11.0.

5. Resultados y discusión

En la tabla (1) se presentan los valores medios de los macrominerales en suero de sangre del cordón umbilical y en suero de donantes de sangre voluntarios.

Tabla 1: Valores promedio de macrominerales en suero de recién nacido y adultos

Como se muestra en la tabla los niveles de sodio y calcio en recién nacidos son inferiores a los encontrados en adultos encontrándose diferencias significativas cuando se compararon. Igual diferencia se encontró en los niveles de potasio y magnesio, pero se encontraron valores superiores en recién nacidos que en adultos.

Tabla 2. Valores de referencia de macroelementos encontrados en la bibliografía.

*1 mEg/l=1,22 mg/dl=0,05 mmol/l=12,2 mg/l

6. Conclusiones

Los valores de referencia para de recién nacidos son: K+ 6,53`+2,06, Mg++ 1,01+0.05, Na+ 126,5+14,92 y Ca++ 1,96+0,4.

Los valores de referencia para adultos son: K+ 4,41`+0,54, Mg++ 0,84+0,07, Na+ 134,1 + 652 y Ca++ 2,31+ 0,15.

Existen diferencias significativas en las determinaciones de calcio, sodio potasio y magnesio entre recién nacidos y adultos.

7. Recomendaciones

Realizar este estudio en los grupos de pacientes que se investigan en nuestro grupo de trabajo.

8. Bibliografía

1.     www.raymundomotter.com.ar/interfaz/vademecum/p/Potasio.doc

2.     http://groups.msn.com/QuimicosclinicosXalapa04/potasio.msnw

3.     http://groups.msn.com/QuimicosclinicosXalapa04/calcio.msnw

4.     http://groups.msn.com/QuimicosclinicosXalapa04/sodio.msnw

5.     http://groups.msn.com/QuimicosclinicosXalapa04/magnesio.msnw