Principios de Bioquimica Clinica y Biologia Molecular - González

Principios de bioquímica clínica
y patología molecular

Principios de bioquímica clínica
y patología molecular
Dr. Alvaro González Hernández
Profesor Titular de Bioquím ica y Biología íviolecular
Especialista en Bioquím ica Clínica. Clínica Universidad
d e Navarra. Pam plona
ELSEVIER
Ám strrdam B írce lo iu Beijing Boston FiUdelfía Londres Madrid
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ELSEVIER
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ISBN : 978-84-8086-700-9
D epósito Legal: M . 33.227-2010
Producción: Fotoletra, S. A.
Impreso en España por G ráficas M uriel, S. A.
Advertencia
La medicina es un área en constante evolución. Aunque deben seguirse unas precauciones de seguridad estándar, a medida que
aumenten nuestros conocimientos gracias a la invest^ación básica y clínica liabrá que introducir cambios en los tratamientos y en
los fármacos. En consecuencia, se recomienda a los lectores que analicen los últimos datos aportados por los fabricantes sobre cada
fórmaco para comprobar la dosis recomendada, la vía y duradón de la administración y las contraindicaciones. Es responsabilidad
ineludible del médico determinar las dosis y el tratamiento más indicado para cada paciente, en fimción de su experiencia y del
conocimiento de cada caso concreto. Ni los editores ni los directores asumen responsabilidad alguna por los daños que pudieran
generarse a personas o propiedades como consecuencia del contenido de esta obra.
El Editor

Colaboradores
Dra. Estibaliz Alegre Martínez.
Profesora Contratada D octor de Bioquím ica y Biología M olecular Especialista en Bioquím ica C línica. C línica Universidad de Navarra. Pamplona
Dra. Carmen Mugueta Uriaque.
Profesora A sociada de B ioquím ica y Biología M olecular. Especialista en Bioquím ica C línica. C línica Universidad de Navarra. Pamplona
Dr. José Ignacio Monreal Marquiegui.
Profesor Agregado de Bioquím ica y Biología M olecular. Especialista en Bioquím ica Clínica. Jefe de Servicio. C línica Universidad de Navarra. Pamplona
Dra. Patricia Restituto Aranguibel.
Profesora A sociada de B ioquím ica y Biología M olecular. Especialista en Bioquím ica C línica. C línica Universidad de Navarra. Pamplona
Dra. Nerea Varo Cenarruzabeitia.
Profesora Titular de B ioquím ica y Biología M olecular Especialista en Bioquím ica C línica. C línica Universidad de Navarra. Pamplona

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índice
Colaboradores
Prefacio ix
v
Parte III
Alteraciones de órganos y sistemas
P a rte I
Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
1 Fase preanalítica. Obtención de especím enes... 3
2 Metodología analítica I. Técnicas generales .... 15
3 Metodología analítica II. Técnicas
inmunoquímicas y de biología m olecular.......... 29
4 Metodología analítica III. Análisis
a la cabecera del paciente..................................... 45
5 Valores de referencia e interpretación
de resultados a n a lític o s....................................... 55
6 Gestión del laboratorio clínico y control
de calidad............................................................... 65
Parte II
Analitos y metabolismo
7 Agua y e lectro lito s............................................... 83
8 Gases en sangre y equilibrio ácido-base............ 95
9 Metabolismo del calcio y del fosfato.
Enfermedades ó seas............................................. 105
10 Metabolismo del hierro. Anemia ferropénica.
Hem ocrom atosis................................................... 117
11 Síntesis y degradación del hemo. Porfiria.
Hiperbilirrubinemia ............................................. 127
12 Elementos traza..................................................... 139
13 Metabolismo de la glucosa. Diabetes mellitus.
Hipoglucemia......................................................... 147
14 Metabolismo lipídico. Dislipem ias...................... 161
15 P ro te ín a s............................................................... 175
16 En z im as................................................................. 187
17 Análisis de las alteraciones de la coagulación
y fibrinolisis ......................................................... 199
18 Purinas y pirimidinas. Hiperuricemia y gota .... 209
19 Estudio bioquímico de la función
e integridad h e p á tic a s......................................... ...221
20 Enfermedad gástrica, intestinal
y pancreática e x o c rin a ......................................... ...235
21 Enfermedad re n a l................................................. ...247
22 Enfermedad c a rd ía c a ........................................... ...261
23 Arteriosclerosis..................................................... ...271
24 Hormonas hipofisarias......................................... ...279
25 Hormonas tiroideas............................................... ...289
26 Hormonas esteroideas su prarrenales....................301
27 Hormonas sexuales............................................... ...313
28 Catecolaminas y sero tonina....................................327
29 Neoplasia. Marcadores tu m o rales..........................337
30 Alteraciones nutricionales.
Síndrome metabólico. Alcoholism o........................351
Parte IV
Elementos de patología molecular
31 Patología molecular de las alteraciones
del metabolismo de azúcares y ácidos grasos . . 363
32 Patología molecular de las alteraciones
del ciclo de la urea y am inoácidos..........................377
33 Alteraciones eritrocitarias.
Hem oglobinopatías............................................... .. 391
34 Distrofias m usculares........................................... ...401
35 Enfermedades m itocondriales................................409
36 Enfermedades lisosom ales......................................419
37 Enfermedades peroxisom ales................................429
38 Radicales libres y en ferm ed ad................................439
39 Bases moleculares de las enfermedades
neurodegenerativas............................................. ...449
Vil

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Prefacio
La Bioquímica Clínica es una especialidad del laboratorio hospitalario
y, com o tal, su actividad está orientada hacia la asistencia
al paciente com o apoyo al médico clínico. Hoy día, gran parte
de las decisiones clínicas se basan en los datos proporcionados
por el laboratorio, lo que implica que el bioquímico clínico ha
de participar de forma activa en el abordaje de la enfermedad
del paciente. Los datos proporcionados por el laboratorio necesitan
una interpretación adecuada y deben ser dirigidos a un
paciente concreto, teniendo en cuenta los diferentes factores
preanaliticos y analíticos que pueden influir en ellos.
D urante los últim os años, la especialidad de Bioquímica
Clínica ha sufrido una importante transformación puesto que
ha ido incorporando los nuevos avances científicos. De esta
forma, muchas técnicas analíticas se han quedado obsoletas y
otras, que en un principio parecían extrañas o inalcanzables, se
han añadido paulatinamente a la rutina diaria. Así, por ejemplo,
muchas técnicas de Biología M olecular o de Proteóm ica
se encuentran disponibles actualm ente en los laboratorios
asistenciales. También la automatización y la informatización
se han instalado en todos los ám bitos del laboratorio para
facilitar el trabajo, el acceso a la información y minimizar las
fuentes de errores. Todo ello influye en la form ación del especialista
en Bioquím ica Clínica, que dem anda una constante
actualización de sus conocimientos.
Al escribir este libro, nos dirigimos al estudiante de grado
que se inicia en esta m ateria. También pretendem os que el
residente y el profesional de Bioquímica Clínica encuentren
una revisión sencilla, actualizada y de rápida lectura, de los
tem as presentados. Por ello, tratam os de explicar los fundam
entos de la Bioquím ica C línica de form a fácilm ente
comprensible y acom pañam os la inform ación del texto con
num erosos ejemplos y tablas, y la ilustramos con fotografías
y esquemas. Al final de cada capítulo se indica un pequeño
núm ero de referencias recom endadas, en las cuales el lector
puede profundizar en el tem a presentado. Com o complemento
al texto, se ha desarrollado un sitio web donde el lector podía
encontrar preguntas de elección múltiple, con la respuesta
correcta razonada; casos clínicos prácticos com entados, que
se presentan com o ejemplos de la información proporcionada
en el libro y desde una perspectiva analítica. Y además, se
puede encontrar una tabla de valores de referencia de m agnitudes
bioquímicas m ás amplia que la presentada en el texto.
Estos valores de referencia son orientativos y están basados en
los empleados por nuestro propio laboratorio.
Desde un punto de vista form al, los capítulos del libro se
han englobado en cuatro grupos tem áticos. Sin embargo, el
orden de estudio de éstos en cada grupo puede variar en función
de las necesidades organizativas y docentes. El estudio
analítico de las enfermedades se presenta con la explicación
de aquellas magnitudes bioquímicas que son más relevantes
y contrastadas, incluyendo las de Biología Molecular. Se han
intentado evitar aquellas de utilidad muy dudosa o que han
quedado obsoletas. Asimismo, se han añadido, en la medida
de lo posible, las recom endaciones proporcionadas por las
diversas Sociedades Científicas reconocidas. Se ha intentado
buscar un com prom iso en la nomenclatura y en las unidades
de medida, entre las recom endadas internacionalmente y las
que son utilizadas más habitualmente entre los profesionales
del laboratorio clínico.
Este libro se basa en la experiencia de los autores en el trabajo
investigador, asistencial y docente. Ha sido fundamental
nuestra experiencia con los estudiantes de grado y posgrado,
de quienes siempre estamos aprendiendo y que constituyen
un estimulo y una fuente de inspiración constante.
M uchos de los ejemplos proceden del trabajo habitual del
laboratorio de nuestro hospital universitario. Para ello hemos
contado con la colaboración inestimable de nuestro equipo
de enfermeras, técnicos de laboratorio y auxiliares. Queremos
agradecer especialm ente a nuestras residentes de especialidad,
Natalia Suárez, Ainhoa Arroyo, María M oreno y Carmen
Pérez de Ciriza, su colaboración y observaciones para intentar
hacer de este libro una herram ienta asequible, am ena y útil.
También queremos agradecer a las Dras. Salgado, Honorato y
Zárate, del laboratorio de Genética Clínica, por habernos proporcionado
los electroforetogram as. Finalmente, dedicamos
un recuerdo especial a nuestro com pañero Francisco Javier
Fernández Díaz.
Dr. Alvaro González
Dra. Estibaliz Alegre
Dra. Carm en Mugueta
Dr. J. L Monreal
Dra. Nerea Varo
Dra. Patricia Restituto
IX

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Introducción a la bioquímica
clínica y patología molecular
In d i c e d e c a p í t u l o s
1 Fase preanalítica. Obtención de especímenes.
2 M etodología analítica I. Técnicas generales.
3 M etodología analítica II. Técnicas inmunoquímicas y de biología molecular.
4 M etodología analítica III. Análisis a la cabecera del paciente.
5 Valores de referencia e interpretación de resultados analíticos.
6 Gestión del laboratorio clínico y control de calidad.

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Fase preanalítica.
Obtención de especímenes
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Variabilidad preanalítica 3
Variabilidad biológica no modificable 4
Variables biológicas modificables 4
Variabilidad debida al momento de extracción
Variabilidad debida al espécimen 6
Preparación del paciente 7
O btención del espécim en 7
Espécimen de sangre 7
Especímenes de orina 10
Otros tipos de especímenes 11
Identificación del espécim en 11
Transporte de los especím enes 12
M anipulación y alm acenam iento de los especím enes 12
O btención de m uestras para m onitorización
de fárm acos 13
Calidad de la fase preanalítica 13
Referencias adicionales 13
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Identificar las fuentes de variabilidad que tienen su origen
en la fase previa al análisis.
• Conocer los mecanismos fisiológicos y físicos que pueden
modificar la composición de las muestras biológicas.
• Establecer medidas que corrijan las fuentes de variabilidad
y error preanalítico.
• Orientar la fase preanalítica con medidas para la calidad.
Solicitud de análisis
V
Obtención del espécimen
Identificación Fase preanalítica
i
Transporte al laboratorio
V ariab ilid a d p reanalítica
La secuencia tem poral por la cual atraviesan todas las pruebas
del laboratorio incluye tres fases: una inicial o preanalítica,
a continuación la analítica y finalmente la postanalítica. P ro ­
bablemente, la fase preanalítica es la más compleja del proceso
por la cantidad de etapas que incluye y la variabilidad del personal
que interviene, con diversa form ación y, en muchas ocasiones,
ajeno al laboratorio.
La fase preanalítica abarca todos los procesos (flg. 1-1) desde
el m om ento en que se solicitan las pruebas hasta que la m uestra,
ya preparada, entra en la fase analítica, en que se determ i­
nan las magnitudes bioquímicas. Los factores que inciden en
ella, com o la variabilidad biológica, la debida a algunos factores
en el m omento de la extracción o la debida a algunos factores
relacionados con el espécimen, afectan de form a im portante
los resultados. El efecto incluso puede invalidar la
▼
Recepción y clasificación
Cuantificación de la ^
,, . , . Fase analítica
m agnitud bioquímica
Figura 1-1. La fase preanalítica es crucial en el desarrollo de todo el
proceso del laboratorio.
interpretación de un resultado analitico. Las causas de la variabilidad
biológica pueden ser endógenas, com o los ritm os circadianos
hormonales, o exógenas, com o el estrés o la actividad
física antes de la extracción. Algunas no cam bian en una persona,
com o la edad, la raza o el sexo. E n cam bio, otras van
cambiando a lo largo del tiempo, com o la situación de embarazo,
y pueden modificarse, com o el tipo de dieta o el ayuno

Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Tabla 1-1. Variables preanalíticas
Variabilidad biológica no modificable
Variabilidad biológica modificable
Variabilidad debida al m om ento de extracción
Variabilidad debida al espécimen
Edad
Sexo
Raza
Embarazo
Variaciones cíclicas
Dieta
Actividad: ejercicio o estrés
Entorno
Ingesta de fármacos
Postura
Tiempo de aplicación del torniquete
Características físicas
Estabilidad de los constituyentes
Recipiente para la muestra
(tabla 1-1). Debe tenerse en cuenta la variabilidad biológica ya
que puede tener un efecto im portante en la concentración de
la magnitud biológica. N o obstante, en ocasiones estas fuentes
de variación escapan al control del laboratorio y son causa de
error.
Variabilidad biológica no modificable
A lo largo del libro se describirán num erosas magnitudes
bioquímicas cuyos intervalos de referencia están acotados por
las variables de edad, raza, sexo o embarazo:
1. Edad. Numerosas magnitudes biológicas tienen diferentes
intervalos de referencia en función de la edad. Así, los valores
de la fosfatasa alcalina son unas tres veces m ás altos
durante la edad infantil que durante la edad adulta porque
la isoenzima más abundante en sangre está relacionada con
el crecim iento óseo (fig. 1-2). N o obstante, en algunos indi-
2 .
3.
4.
viduos la edad cronológica no coincide con la edad biológica.
Raza. H ay algunos parám etros que varían según la raza,
com o la concentración de creatina-cinasa o de antígeno
prostático específico, que presentan valores más elevados
en personas de raza negra.
Sexo. La influencia del sexo es evidente en la concentración
de algunas magnitudes biológicas, como el estradiol o la testosterona,
que es m uy diferente en hombres y en mujeres.
Por lo general, la creatina-cinasa y la creatinina también son
más elevadas en hombres porque suelen tener mayor masa
muscular que las mujeres. Estas diferencias de concentración
se suelen poner de manifiesto tras la pubertad.
Durante el período del embarazo se producen importantes
cambios en la concentración de hormonas, electrolitos, hierro,
proteínas, lípidos, enzimas y factores de coagulación.
Variables biológicas modificables
4 0 0 ^
3 0 0 -
1 0 0 -
Figura 1-2.
de la edad.
15
Edad (años)
Intervalo de referencia de la fosfatasa alcalina en función
Variaciones cíclicas
Las variaciones cíclicas afectan, sobre todo, a la concentración
de h orm on as. P o r ello, es n ecesario d ocu m en tar el
m om ento de la extracció n ya que una m uestra tom ada en
el tiempo inapropiado puede generar errores al interpretar los
resultados.
H ay variaciones fisiológicas debidas a ciclos cortos, com o el
ritm o circadiano (fig. 1-3), de tal m anera que algunas h orm o­
nas, sobre todo las que produce la hipófisis o la glándula suprarrenal,
com o la corticotropina o el cortisol, varían su concentración
a lo largo del día. Los viajes a través de varias franjas
horarias también afectan el ritm o circadiano y se tarda aproxim
adam ente 1 sem ana en volver a un ritm o norm al. Ello no
sólo altera la concentración de horm onas, sino también otros
analitos, com o la glucosa o el sodio.
O tras hormonas tienen una secreción pulsátil, coincidiendo
con diversas actividades, com o la somatotropina o la prolactina,
que presentan picos de secreción nocturna en la fase de
sueño profundo.
O tras variaciones fisiológicas presentan ciclos más largos,
com o los ritm os mensuales o estacionales. El ciclo m enstrual
afecta a las concentraciones séricas de algunas hormonas, como
las gonadotropinas o los estrógenos.

Capítu lo 1— Fase preanalítíca. Obtención de especímenes
Hora del día
Figura 1-3. Variaciones de las concentraciones de las magnitudes bioquímicas
a lo largo del día.
Dieta
El efecto de la ingesta depende de la com posición de la
com ida y del tiempo que transcurra entre la ingesta y la obtención
del espécim en. La ingesta reciente afecta de m anera
im portante a m uchos componentes bioquímicos séricos por
tres motivos:
1. El com ponente que va a determ inarse form a parte de la
dieta. Tras una com ida rica en grasa, los triglicéridos pueden
alcanzar un nivel hasta diez veces superior a su valor
basal. La glucosa aumenta rápidamente tras la ingesta de
alimentos y vuelve a los valores iniciales, en condiciones
norm ales, al cabo de 2 o 3 h.
2. La ingesta causa cam bios m etabólicos que afectan a los
parám etros que van a determinarse. Así, una com ida rica
en proteínas y ácidos nucleicos eleva el am oníaco, la urea
y el ácido úrico. Las personas vegetarianas tienen una concentración
de colesterol, especialmente lipoproteína de baja
densidad-colesterol (LD L-C, del inglés low-density lipoprotein
colesterol), y triglicéridos inferior a las personas que
siguen una dieta m ixta.
3. La grasa incorporada con la ingesta produce un espécimen
lipémico que interfiere en la técnica que se va a emplear en
la determ inación analítica.
La existencia de lípidos en los especímenes de plasma o suero
causa turbidez. Puede ser consecuencia de una com ida rica en
grasa o de dislipemia y produce la dispersión de la luz, lo cual
afecta de form a im portante a todas las técnicas espectrofotométricas,
prácticamente a cualquier longitud de onda. Además,
la lipem ia desplaza el agua plasm ática de tal form a que los
constituyentes solubles en agua, com o electrolitos y m etabolitos,
aparentemente están bajos por unidad de volumen, pero
tienen una concentración norm al en el volumen de agua correspondiente.
También la turbidez puede producir interferencia
por un mecanism o fisicoquímico ya que las lipoproteínas de
la m uestra pueden incorporar constituyentes lipofílicos que
hacen dism inuir la accesibilidad a los anticuerpos empleados
en los inm unoanálisis y tam bién pueden estar afectados los
procedim ientos electroforéticos y crom atográficos. Ante la
sospecha de que una determ inación en sangre esté interferida
por la lipemia de la m uestra, en el caso de espectrofotom etría
pueden utilizarse técnicas bicrom áticas o, en cualquier caso,
se puede depurar la m uestra por ultracentrifugación o precipitación
y repetir el análisis sobre la m uestra depurada.
La cafeína inhibe la fosfodiesterasa y aumenta la degradación
del A M Pc (adenosina monofosfato cíclico), por lo que
activa la glucogenólisis y provoca un aumento de la glucemia.
Se elevan cortisol, renina y catecolam inas en sangre, por lo
que la adrenalina también colabora de form a indirecta en el
aumento de la glucemia. En relación con el metabolismo lipídico,
la cafeína puede elevar la concentración de triglicéridos
y dism inuir la de colesterol, así com o aum entar la actividad
lipasa con elevación de los ácidos grasos libres, lo que dificulta
la cuantificación de h orm on as y fárm acos unidos a albúmina.
El etanol produce, 2 -4 h después de la ingesta, una elevación
de la concentración de glucosa; en cambio, pasadas unas horas
tiene efecto hipoglucémico que provoca el aumento de lactato
por inhibición de la gluconeogénesis en el tejido hepático. La
toma de alcohol durante largo tiempo y en cierta cantidad afecta
a la determinación de diversas magnitudes bioquímicas, por lo
que algunas de ellas se aprovechan para el diagnóstico y la
m onitorización terapéutica, com o la Y-glutamiltransferasa.
Por estos m otivos, al paciente que tiene solicitados análisis
en sangre generalm ente se le recom ienda acudir en ayunas.
Sin embargo, algunas magnitudes bioquímicas casi no cam ­
bian tras la ingestión de una com ida estándar o la m odificación
no tiene relevancia clínica, por lo que en estas situaciones
no sería necesario el ayuno.
Actividad física
Algunas magnitudes biológicas se m odifican con un ejercicio
previo. Las variaciones dependen del tipo de ejercicio que
se realice, de la intensidad y de la duración, del entrenamiento
previo, de la m asa m u scu lar del paciente y de los factores
ambientales. El ejercicio m oderado aumenta la concentración
de glucosa, que repercute en un aumento de insulina y de cortisol
y altera el núm ero de leucocitos. Algunas enzimas tam ­
bién están afectadas, sobre todo la creatina-cinasa, y en menor
grado la aspartato-am inotransferasa, lactato-deshidrogenasa
y fosfatasa alcalina. También se han descrito variaciones en los
valores de angiotensina, renina o aldosterona. M uchos de
los cambios agudos durante el ejercicio se deben al intercam ­
bio de volumen entre el espacio intravascular y el com partimento
intersticial, el volumen perdido por sudor y los cambios
en la concentración horm onal.
El estrés que conlleva para algunos pacientes la extracción
de sangre puede p rovocar u na elevación en la con cen tración
de diversas horm onas, com o renina, angiotensina, aldosterona,
catecolam inas, prolactina, som atotropina, cortisol,
tirotropina y vasopresina. También pueden aum entar otros
componentes, com o albúmina, fibrinógeno, glucosa, insulina,
lactato y colesterol.

Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Entorno
Conform e aum enta la altitud, se reduce la presión parcial
de oxígeno (POj) atmosférica y el organism o se adapta incrementando
el nivel del hematocrito y la concentración de hem o­
globina. También se produce un descenso de la proteína C
reactiva y de la transferrina.
La tem peratura am biente puede afectar al equilibrio y al
volumen de los com partim entos líquidos corporales. La sudoración
intensa provoca una pérdida de líquidos y origina una
hemoconcentración, así como un descenso de la concentración
de potasio por su captación por las células.
La localización geográfica tiene efecto, sobre todo, en la concentración
de los elementos traza, ya que por la riqueza del
suelo o por la contam inación pueden variar notablemente de
unas zonas a otras.
Las variaciones estacionales y clim áticas m odifican la concentración
de algunas m agnitudes biológicas, pero generalmente,
no tienen tanta im portancia com o las otras variables
preanalíticas. La form ación de la vitam ina D depende de la
exposición al sol, por lo que su concentración es m ayor en
verano que en invierno.
Ingesta de medicamentos o drogas
La m edicación que tom a el paciente puede afectar de forma
im portante los resultados analíticos. La interferencia puede
ser metodológica o puede afectar a la concentración de los analitos.
Un ejemplo de interferencia metodológica es el caso de
la hidroxiurea que provoca la elevación de las concentraciones
de urea, ácido úrico y ácido láctico, o el 0-desm etilnaproxeno,
metabolito del naproxeno, que provoca una falsa elevación en
los niveles de bilirrubina total cuando se emplea el m étodo de
Jendrassik. A lgunos fárm acos aum entan la concentración
de sus proteínas transportadoras y causan un increm ento de
la con cen tración de los analitos que tran sp o rtan , pero no
de la fracción libre. Por ejemplo, los anticonceptivos orales
aum entan la concentración plasm ática de globulina fijadora
de horm onas tiroideas, con lo cual increm enta la concentración
de la tiroxina total, pero no de la libre. O tras veces, en
cambio, compiten con el analito por la proteína de unión, lo
desplazan e increm entan la fracción libre de éste.
Cuando ha transcurrido 1 h después de haber fum ado de
forma esporádica, se observa que aumentan triglicéridos, adrenalina,
glicerol libre, aldosterona y cortisol. Sin embargo, el
consum o crónico altera el núm ero de leucocitos, colesterol,
lipoproteínas, actividad de algunas enzimas, horm onas, vitaminas,
marcadores tumorales y metales pesados. En estos cam ­
bios pueden influir los compuestos de piridina, cianuro y tiocianato
que hay en el tabaco. La dism inución del enzim a
convertidor de angiotensina en fumadores es debida a la destrucción
del endotelio del pulm ón con disminución de la liberación
del enzima a la circulación. Los cambios también dependen
de la cantidad, tipo de tabaco, form a de fum ar, edad y
sexo.
El consum o de m orfina provoca espasmos del esfínter de
Oddi, por lo que aumentan algunas enzimas, com o la amilasa
y la lipasa. También se detectan elevaciones de aspartato-am i-
notransferasa y alanina-am inotransferasa, bilirrubina, fosfatasa
alcalina, gastrina, tirotropina y prolactina. En cambio, se
observan niveles disminuidos de insulina o de noradrenalina.
El consum o de anfetamina provoca una elevación en la concentración
de ácidos grasos libres. La heroína produce un
aumento de la presión de COj, tiroxina (T^), colesterol y potasio,
así com o una disminución de la PO^ y de la albúmina. El
consum o de Cannabis produce un aumento de la concentración
de sodio, potasio, urea, insulina y cloruro mientras que
disminuye los niveles de creatinina, glucosa y ácido úrico.
Variabilidad debida
al momento de extracción
Postura
Cuando nos incorporam os, la presión de filtración efectiva
aum enta en las extrem idades inferiores y el agua se moviliza
desde el com partim ento intravascular hacia el intersticial, por
lo que se reduce el volumen plasmático alrededor del 12%. Las
partículas sanguíneas con un diámetro superior a 4 nm o moléculas
pequeñas que están unidas a proteínas no pueden atravesar
la mem brana y no siguen al agua plasmática, por lo que
se produce una hem oconcentración entre el 5 y el 15%. Ello
tam bién afecta a la concentración de algunos com ponentes
sanguíneos, com o el calcio o el colesterol, que están unidos a
la albúmina y a las lipoproteínas, respectivamente. Estos efectos
pueden ser más pronunciados en pacientes con insuficiencia
cardiovascular o cirrosis hepática ya que tienen tendencia
al edema. Por ello, es recomendable que, si el paciente ha estado
de pie, perm anezca sentado unos 15 m in antes de realizar la
extracción del espécimen sanguíneo.
Un cam bio de postura incorporada a supina perm ite una
disminución en la presión de filtración y un aumento de volumen
en dirección inversa. Si disminuye el volumen plasmático,
disminuye la presión sanguínea y, por tanto, aumenta la secreción
de renina-aldosterona, vasopresina y catecolam inas. De
esta form a, las determinaciones basales de la actividad renina
y de la concentración de aldosterona se realizan sobre una
muestra de sangre tomada con el paciente tumbado y en reposo
de, por lo menos, 1 h.
Tiempo de aplicación del torniquete
Sí se utiliza una presión por debajo de la sistólica, se m antiene
una presión de filtración efectiva dentro de los capilares,
por lo que el líquido y las m oléculas de pequeño tam año se
desplazan desde el espacio intravascular hacia el intersticial.
Las m acrom oléculas, los compuestos unidos a proteínas y las
células sanguíneas no atraviesan la pared de los capilares, por
lo que su concentración aparentemente aumenta. También se
produce hipoxia y, por tanto, acidosis. Si se mantiene durante
1 min, no tiene consecuencias im portantes en los resultados
analíticos; los efectos com ienzan a apreciarse a p artir de los
5 min.
Variabilidad debida al espécimen
Hemolisis
La hemolisis consiste en la liberación de los constituyentes
celulares, com o la hemoglobina, desde los hematíes hasta el
plasm a o el suero (fig. 1-4). Puede ser consecuencia de una
enfermedad, in vivo, o de una extracción o procesamiento preanalítico
de la m uestra incorrecto, in vitro. Se reconoce, gene-

Capítu lo 1— Fase preanalítíca. Obtención de especímenes
Hemolisis
Figura 1-4. Aspecto de una muestra sin hemolizar y otra con una
importante hemolisis. Ésta causa la liberación de constituyentes intrae-
ritrocitarios (p. ej., lactato-deshidrogenasa) y el incremento de su concentración
plasmática.
raím ente, por el color rojizo que adquiere el plasma o el suero
tras centrifugar el tubo, aunque puede haber una ligera hem o­
lisis que no se aprecie visualmente cuando la muestra se alm a­
cena a baja tem peratura sin llegar a la de congelación. La concentración
de varios constituyentes es diferente en el suero y
en los hematíes, y la rotura de éstos hbera, por ejemplo, potasio
o lactato-deshidrogenasa (LD H ) y diluye otros, com o el
sodio, por lo que puede alterarse el resultado de estas determ
inaciones analíticas. Adem ás, el color de la hemoglobina
puede interferir directam ente en m uchas determ inaciones
colorim étricas, según la longitud de onda a la cual se realice
la lectura, el tipo de blanco y el reactivo utilizado, com o en el
caso de la determinación de la bilirrubina directa por el método
diazo. Los agentes que interfieren también pueden proceder
de la lisis de las plaquetas y granulocitos. Puede suceder que
alguno de los constituyentes intracelulares que se liberan interñera
directam ente en el m étodo de reacción empleado, com o
la adenilato-cinasa, que interfiere en la mayoría de los m étodos
para determ inar la actividad creatina-cinasa o el efecto
peroxidativo del grupo hemo, que interfiere en el método diazo
para determ inar bilirrubina. Por todos estos efectos, la hem o­
lisis es una de las causas más frecuentes de rechazo de un espécim
en en el laboratorio.
Fibrina
La fibrina es un interferente que aparece fundamentalmente
en muestras de suero cuando no se ha esperado el tiempo suficiente
para que coagule completamente la m uestra o bien en
muestras de pacientes en tratam iento con anticoagulantes. La
fibrina es un agente físico que interfiere que puede obstruir las
pipetas de los autoanalizadores y provocar errores en los resultados
de las determinaciones analíticas. Para afrontar este problema,
actualmente muchos autoanalizadores disponen de sistemas
de detección de fibrina.
‘ I
Estabilidad de los constituyentes
Es conveniente separar el suero o el plasma de las células lo
antes posible y realizar las determinaciones analíticas durante
las 5 h siguientes a la obtención del espécimen. Esto no siempre
es posible y es necesario conocer la estabilidad de los diferentes
constituyentes. Con el uso de suero con gel separador.
la m ayoría de los analitos tienen una buena estabilidad sin
cam bios clínicam ente significativos dentro de las 8 -2 4 h
siguientes a la extracción. Algunos analitos no son estables,
com o la glucosa, el bicarbonato o la LDH. Otros analitos son
estables durante largo tiempo, com o el sodio, cuya concentración
plasmática no se m odifica durante 1 semana después de
separarlo de los hematíes. La refrigeración a 4 ®C prolonga la
estabilidad de num erosos analitos y, por ejemplo, la fosfatasa
alcalina se m antiene estable 1 semana. Sin embargo, otros no
son tan estables y, por ejemplo, la fosfatasa ácida pierde rápidamente
su actividad si no se acidifica la muestra.
La estabilidad de los analitos también puede depender del
tipo de tubo de recogida. Algunos geles separadores de suero
o, incluso, la composición de los tapones pueden provocar una
disminución de la concentración de algunos fármacos.
Preparación del p acien te
El laboratorio debe proporcionar al paciente las instrucciones
adecuadas sobre su preparación previa a la obtención de
m uestra para que los resultados analíticos satisfagan las necesidades
clínicas. Com o recom endación general, debe acudir a
la extracción en ayunas previas de 12 h, a prim era hora de la
m añana y en estado basal, evitando esfuerzos im portantes
desde el día anterior a la extracción. Si es posible, se debe interrum
pir la m edicación y realizar la extracción antes que al
paciente le realicen otras pruebas diagnósticas o tratam ientos
terapéuticos. En la m onitorización de medicamentos, se considera
pico o concentración m áxim a la obtenida tras la administración
del fárm aco y la fase de nivel estable, la obtenida
antes de la siguiente dosis. Los requerimientos particulares de
preparación pueden afectar a la dieta (dieta rica en lípidos para
cuantificar las grasas en heces o dieta carente de aditivos de
vainillina en la determinación de catecolam inas en orina), la
postura del m omento de extracción, com o en el caso de la actividad
renina, fárm acos que pueden interferir (evitar el tratamiento
reciente con antibióticos en la detección de Helicobacter
pylori con prueba de aliento con carb on o 13 P C ]) o
situaciones clínicas que deben evitarse (hem orragias nasales
o bucales en la determinación de sangre en heces).
Los pacientes a los cuales se les va a realizar una prueba
d inám ica, que requiere la obtención de varias m uestras de
sangre, también tienen que conocer cóm o deben perm anecer
durante la prueba. Es el caso de la sobrecarga oral de glucosa,
en la cual el paciente debe perm anecer en reposo y no ingerir
ningún tipo de alimento, o durante una prueba de aliento con
H j o ‘^C, d u ran te la cu al el paciente no debe com er ni
fumar.
O btención del e spécim en
Espécimen de sangre
Las muestras de sangre son las más frecuentes en el laboratorio
clínico. La identificación del paciente y de los recipientes
en que se van a recoger las m uestras tiene que realizarse de
form a inequívoca. Adem ás, se realiza un cuestionario para
saber si la preparación del paciente ha sido la adecuada, si está
en ayunas o si ha seguido la dieta recom endada para alguna
prueba específica. La obtención de sangre puede ser de sangre
venosa, arterial o capilar. U na vez que se ha finalizado, es

Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Selección de la vena
Limpieza de la zona de extracción
Figura 1-SA. Elección de la zona de punción venosa y obtención del espécimen con tubo de vacío. Obsérvese que el bisel de la aguja está colocado
hacia arriba.
im portante depositar la aguja y otro m aterial desechable en
un contenedor de residuos seguro.
Sangre venosa
N orm alm ente, el paciente está sentado o sem itum bado y,
para facilitar la exposición de la vena, se aplica un torniquete.
M
IBfl
IK
10 mL 7,5 mL 5 mL 1,5 mL
Figura 1-5B. Distintos tamaños de tubos de recogida de especímenes
para suero.
Por lo general, la sangre venosa se obtiene por punción de
las venas cubital, m ediana o basílica en la fosa antecubital
(fig. 1-5A). U na vez que se ha localizado la zona en que se va a
realizar la punción, se realiza su desinfección con alcohol. Se
emplean agujas de un calibre suficientemente pequeño para
evitar la hemólisis. Muchas veces se emplean sistemas que pinchan
la vena y tubos con tapón al vacío, que facilita notablem
ente la obtención del espécim en y dism inuye el riesgo de
infección del personal de enferm ería. Tras la extracción del
espécim en, se m ezcla en los tubos que contienen aditivos o
activadores de la coagulación. Para evitar una posible hem o­
rragia, se aplica una gasa en la zona mientras se retira la jeringa
y se mantiene un tiempo.
Si el paciente está siendo perfundido o recibe una transfusión
en el m om ento en que se va a realizar la extracción,
la sangre se recoge del otro brazo horas después de finalizar la
perfusión (8 h si se ha perfundido una emulsión grasa y 1 h en
caso de hidratos de carb on o, am inoácidos y electrolitos).
Cuando el paciente tiene colocado un catéter y se requiere sangre
de form a repetitiva, se puede aprovechar para obtener la
m u estra a p a rtir de él, tra s haber lavado con antelación
la cánula con solución salina y haber descartado los primeros
5 m L de sangre. Se extrae un volum en de sangre suficiente
para la realización de todas las determ inaciones analíticas
y para que quede un remanente para posibles comprobaciones
o adición de pruebas complementarias. No obstante, se evita
la extracción de un exceso de m uestra. Esto es especialmente
importante en pacientes pediátricos, para los cuales se emplean
tubos de recogida m ás pequeños, de 1,5 m L de volum en,
aproxim adam ente (fig. 1-5B).
Las muestras de sangre más frecuentes en el laboratorio clínico
son el suero y el plasma, que se recogen en tubos específicos
(fig. 1-6). El suero se obtiene cuando la sangre se recoge
en un tubo sin anticoagulante; estos tubos están siliconados
para disminuir la adhesión del coágulo y suelen contener gelosa,
que permite separar físicamente el suero tras la centrifugación.

Capítu lo 1— Fase preanalítíca. Obtención de especímenes
Con anticoagulante
Sin anticoagulante
Figura 1-6.
Distintos tubos con vacío para recogida directa de especímenes de sangre.
El plasma se obtiene cuando la sangre se recoge sobre un anticoagulante
(tabla 1-2). En el suero están ausentes los factores
que intervienen en la coagulación, especialmente el fibrinógeno.
Algunos analitos se liberan desde las células durante el
proceso de coagulación, com o el potasio o la LDH, por lo que
la concentración es superior en el suero que en el plasma.
La utilización de plasma tiene varias ventajas: no hay que
esperar a la form ación del coágulo para centrifugar el tubo, se
obtiene m ayor volumen de muestra, no se producen interferencias
por procesos de coagulación, los resultados son más representativos
de la situación in vivo e implican m enor riesgo de
interferencia por la hemólisis o la trombocitosis. También tiene
desventajas, com o el hecho de que el fíbrinógeno puede interferir
en el m étodo de algunos inmunoanálisis. Además, en la
electroforesis de proteínas aparece el pico de fíbrinógeno en
la región y. Los anticoagulantes que actúan com o agentes que
generan complejos con calcio, com o el ácido etilendiaminotetraacético
(EDTA) o el citrato, inhiben la actividad de algunas
enzimas. El heparinato de litio o am onio producen interferencias
con la determinación de litio o amonio, respectivamente.
Cuando se van a obtener varios tubos de sangre, se sigue un
orden para evitar posibles interferencias entre los distintos aditivos:
L Sangre para hemocultivos.
2. Sueros sin aditivos.
3. Plasm a con citrato.
4. Plasm a con heparina.
5. Plasm a con EDTA.
Sangre arterial
En el caso de determ inación de gases en sangre o pH , se
obtiene la m uestra mediante una punción arterial, generallabia
1-2. Tipos de tubos de muestra que se emplean habitualmente en el laboratorio
Anticoagulante Color del tapón Ejemplos de determinaciones
Suero Marrón Enzimas, glucosa, lípidos y otros
Iones: Ca^*, Mg^*, Fe’* y Li*
Serología: de hepatitis, del VIH, etc.
Hormonas, marcadores tum orales y otros
Plasma EDTA-K3 Lila Hormonas
Pruebas de urgencias
Heparina de litio Verde Hormonas
Electrolitos: Na*, K*, Cl‘ y HCO¡
Fluoruro/oxalato Gris Lactato
Citrato de sodio Azul Pruebas de coagulación
Velocidad de sedimentación
Sangre EDTA-K3 Lila Hemoglobina glucosilada
Hemograma
EDTA: ácido etilendiaminotetraacético.

10 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Figura 1-7.
lanceta.
Obtención de sangre capilar mediante el empleo de una
la m ás frecuente es la determ inación de glucosa en el seguimiento
del paciente diabético, y la sangre se obtiene habitualmente
en la yem a del dedo anular. También en los neonatos es
muy frecuente la obtención de sangre capilar para los estudios
analíticos dado que las venas son frágiles y difíciles de encontrar.
U na zona adecuada en los neonatos es la parte exterior de
la planta del pie.
Tras limpiar la zona, se realiza una incisión con una lanceta
y se recoge una gota de sangre en un recipiente apropiado o se
emplea directamente en la determinación analitica. Esta sangre
capilar es una mezcla de sangre venosa, arterial y líquido intersticial.
Por ello, la concentración de los analitos es diferente de
la que se encuentra en sangre venosa. Un error muy frecuente
es apretar tras realizar la incisión para intentar obtener la sangre.
De esta form a sale m ás líquido hístico, que no contiene
proteínas y, por tanto, tam poco los analitos asociados.
m ente en la arteria femoral, braquial o radial. En niños puede
realizarse en arterias del cuero cabelludo y en recién nacidos,
en la arteria del cordón umbilical. La obtención de sangre arterial
es más dolorosa y sólo se realiza para estas determ inaciones
de gasometría.
Sangre capilar
La obtención de sangre capilar (ñg. 1-7) es habitual en la
realización de técnicas analíticas a la cabecera del paciente y
Orina de 24 h
Figura 1-8. Recipientes para recoger muestras de orina y heces. En
el bote de orina de 24 h se ha colocado un tubo que se emplea para
recoger una parte alícuota de orina y evitar la manipulación de todo el
volumen.
Especímenes de orina
La recogida de orina se ha de realizar en un envase limpio y
desechable, y estéril si es para análisis bacteriológicos (ñg. 1-8).
Para pacientes recién nacidos y niños pequeños, es recom endable
utilizar una bolsita adhesiva que se fija ala zona perineal.
Algunos metabolitos no son estables en orina y requieren la
adición previa de conservantes al recipiente de recogida, como
timol, azida sódica, CIH o carbonato sódico. A veces, el aditivo
interfiere en la determ inación de otras magnitudes bioquím
icas diferentes (tabla 1-3).
La producción de orina varía notablemente a lo largo del día
en función de las necesidades de retención o excreción de agua
y, en consecuencia, hay una im portante variación diurna en la
concentración de muchas sustancias en orina. Ello es especialmente
notable en el caso de las proteínas, sodio, potasio, calcio
y fosfato, que son los constituyentes que se analizan más habitualmente
en este fluido.
N o obstante, para análisis cualitativos y bacteriológicos
puede ser suficiente una m icción aislada. La orina de prim era
hora de la m añana es la más adecuada ya que es la muestra más
concentrada y las desviaciones por dieta, actividad física y postura
son menores. Para análisis bacteriológicos se recomienda
la orina de la mitad de la m icción. Idealmente, las muestras de
orina de una m icción deberían procesarse durante la hora
siguiente a la obtención, sobre todo por la im portancia en la
evaluación morfológica del sedimento urinario (los hematíes
y leucocitos se degradan con rapidez a un pH superior a 7,5 y
densidad baja). O tros analitos tienden a form ar cristales (calcio,
oxalato y ácido úrico) o se descomponen si la m uestra no
está estabilizada adecuadam ente (glucosa, urea o citrato).
1Tabla 1-3. Ejemplos de aditivos para la conservación de la orina
CIH Acido acético COjNaj Protección de la luz Refrigeración
5-Aminolevulinato X X
Catecolaminas
X
Porfi riñas X X
5-Hidroxiindolacetato
X
Proteínas
X

Capítu lo 1— Fase preanalítica. Obtención de especímenes 11
En el caso de obtención de orina para determ inar la existencia
de drogas de abuso, es recomendable que en el aseo no
haya posibilidad de adulteración de la m uestra, por lo que
puede ser necesario, incluso, acom p añ ar al paciente en el
m omento de la recogida y la entrega. De cualquier m anera, no
se deben adm itir orinas aportadas fuera del control del personal
de la unidad de obtención de muestras.
Para análisis cuantitativos, es preferible recoger la orina form
ada durante un tiempo, generalmente 24 h. La recogida de
este tipo de m uestras requiere colaboración por p arte del
paciente, por lo que es fundam ental proporcionarle unas instrucciones
exactas para que la recogida se realice de form a
correcta. Para algunos metabolitos, com o las p orñ rin as, es
necesario evitar la exposición del espécimen a la luz. Durante
la recogida es conveniente m antener la m uestra refrigerada
para evitar el crecim iento bacteriano aunque ello puede causar
que precipiten algunas sales, com o las de fosfato o ácido
úrico, y que habrá que disolver de nuevo para su determ inación.
La recogida de orina durante 24 h puede ser complicada en
muchos pacientes, sobre todo los pediátricos. Para evitar esto
y obtener resultados cuantitativos, se realiza la determinación
de la magnitud biológica que interesa en un espécimen de m icción
aislada y se refiere su concentración respecto a la de creatin
in a en el m ism o espécim en. Esto es factible porque la
creatinina es un compuesto que se excreta de form a uniforme
en cada individuo y con poca variación diurna.
Otros tipos de especímenes
El líquido cefalorraquídeo se obtiene m ediante punción
lum bar m ientras el paciente perm anece en posición fetal. Se
pueden recoger entre 3 y 4 m L en un recipiente estéril, sobre
todo si se han solicitado determinaciones microbiológicas. Si
se va a determ inar la glucosa, hay que tener en cuenta que las
células de la m uestra pueden consumirla, por lo que el procesamiento
se hará cuanto antes.
Ocasionalmente se realizan análisis en líquido pericárdico,
torácico o abdom inal, que son ultrafiltrados estériles del
plasma que se encuentran lubricando entre la pared visceral y
la parietal. En ocasiones se pueden acum ular grandes volúm e­
nes de líquido en procesos inflam atorios o infecciosos. La
obtención de estos líquidos se realiza mediante aspirado a través
de la piel (paracentesis) y se recogen en un recipiente estéril.
Estos líquidos han de ser analizados tan pronto com o sea
posible y muchas veces se obtiene simultáneamente una muestra
de sangre para com parar las concentraciones.
Finalmente, en el laboratorio también se reciben especímenes
sólidos. Los más frecuentes son los de heces, pero no son
infrecuentes otros, com o las biopsias de tejidos. Estas muestras
han de ser aportadas en envases adecuados y en cantidad suficiente
para realizar las determinaciones. Asim ismo, el personal
de laboratorio ha de com probar que se han obtenido de
forma adecuada. Por ejemplo, las muestras de tejidos para realizar
determinaciones enzim áticas se han de congelar inm e­
diatamente en nitrógeno líquido tras su obtención. U na mala
manipulación, com o la adición de formol, invalida esta muestra
para los análisis enzimáticos.
Id e n tifica ció n del e spécim en
Los especímenes deben ir acompañados de suficiente inform
ación (ñg. 1-9):
L N om bre y apellidos del paciente, fecha de nacim iento,
núm ero de historia clínica del paciente y núm ero de muestra.
2. Nombre del médico que ha solicitado el análisis.
3. Nombre de la enferm era que ha realizado la extracción o
recepción del espécim en, así com o el día y hora de ésta.
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••Datos de la actuación
Paciente
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Figura 1-9. Ejemplo de seguimiento de una muestra en el laboratorio mediante el empleo de un sistema informático. A partir del código de barras
del espécimen se puede obtener la información complementaria.

12 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
También es conveniente que se incluyan las observaciones
pertinentes a la hora de obtención de los especímenes. Ello
es especialmente interesante en la realización de extracciones
seriadas durante una prueba dinám ica.
La inform ación que va adherida al espécimen ha de perm i­
tir obtener el resto de la información. En muchos laboratorios
ya se utilizan sistemas electrónicos que transfieren los datos e
im prim en códigos de barras para la identificación de m uestras,
sin necesidad de transcribir los datos. Es preferible la identificación
directa del tubo prim ario que la identificación indirecta
con la preparación de alícuotas ya que de esta m anera se
evitan errores.
Tran sp o rte de lo s esp ecím enes
En general, cuando el laboratorio está próxim o al lugar de
extracción de muestras, no se plantean problemas por el transporte
y ya se están procesando en el plazo de 1 h. Si la distancia
hasta el laboratorio es mayor, tal y com o sucede cuando el
área atendida por el laboratorio incluye centros periféricos de
extracción, las muestras de sangre se transportan en unos recipientes
adecuados, lo que evita que éstos se agiten para m inim
izar el riesgo de hemólisis y con los tubos en posición vertical
ya que esta posición acelera el proceso de coagulación.
Los recipientes son cerrados p ara evitar la evaporación,
incluso en nevera, porque puede causar resultados aparentemente
aumentados de compuestos no volátiles o disminuidos
de otros volátiles. Estos recipientes, además, protegen de la luz,
que altera la concentración de algunos analitos, com o la bilirrubina
o las porfirinas.
El tran sp o rte se realiza preferentem ente a tem peratura
ambiente y en el tiempo más breve posible. Para algunas m agnitudes
bioquímicas es necesario m antener unas condiciones
especiales de transporte del espécimen. Algunos especímenes
han de ser transportados congelados y para ello la nieve carbónica
es una buena elección ya que mantiene la temperatura
a -7 0 ®C aunque muchas com pañías aéreas no aceptan este
producto. Esto es muy frecuente con las horm onas peptídicas,
pues muchas de ellas son inestables y se han de tran sportar
congeladas. Tras descongelar una m uestra, debe invertirse
varias veces para homogeneizar la distribución de los analitos,
y debe tenerse cuidado para que no se forme espuma.
La sangre com pleta se ha de tran sp o rtar a tem peratura
ambiente. N o obstante, en la medida de lo posible, sobre todo
si la distancia es grande, debe evitarse el envío de m uestras de
sangre completa. En una m uestra de sangre completa, además
del riesgo de hemólisis, el metabolismo celular puede alterar
la concentración de glucosa, lactato o el pH.
Las principales causas de alteración de la calidad de la muestra
son el metabolismo de las células sanguíneas, la evaporación
de la fase acuosa, el desarrollo de reacciones quím icas y
la descom posición microbiológica, la existencia de procesos
osm óticos, el efecto de la luz y la difusión gaseosa. Para evitarlas,
se recom ienda el transporte rápido y un corto período
de almacenamiento.
Manipulación y almacenamiento
de los especímenes
Un aspecto muy im portante que debe tenerse en cuenta es
el hecho de que hay que manejar las muestras biológicas con
precaución por ser potencialm ente infecciosas. Una vez que
llegan al laboratorio, las muestras anticoaguladas pueden centrifugarse
de inmediato, en tanto que las destinadas a la obtención
de suero deben esperar hasta que hayan tran scu rrid o
2 0 -3 0 m in desde la extracción para form ar el coágulo; si el
paciente tom a terapia anticoagulante es necesario prolongar
un poco más el tiempo de espera para evitar la formación posterior
de fibrina (fig. 1-10). Si no se lleva a cabo, se corre el
riesgo de que se produzca poscoagulación, con form ación de
fibrina, lo que conlleva errores en el volumen de dispensación
y obstrucción de los sistemas de análisis.
La centrifugación, tanto de suero como de plasma, se realiza
en el tubo sin quitar el tapón de form a que se evita, sobre todo,
que se formen aerosoles. La centrifugación se realiza a 1.000-
1.200 g (3.000-4.000 rpm) durante unos 10 min, a temperatura
am biente; cuando los analitos que deben determ inarse son
termolábiles, se centrifugan a 4 ®C. La velocidad de centrifu­
Espécimen no
centrifugado
Espécimen tras
centrifugación
Suero 55-60%
Gel
separador
Hematíes 40-45%
Figura 1-10. Separación del suero por centrifugación.

Capítu lo 1— Fase preanalítica. Obtención de especímenes 13
gación de m uestras recogidas sobre anticoagulante debe ser
elevada para que no queden plaquetas en el plasma, que podrían
liberar potasio, LDH y fosfato a la muestra. Tras utilizar suero
o plasma de un tubo de sangre, no se puede volver a centrifugar
porque puede alterarse la proporción de agua y células y
afectaría a la concentración de los analitos, produciendo errores
en los resultados.
El suero o plasma se separa de las células durante la siguiente
hora de la centrifugación, excepto si se emplean tubos con gel
separador, que se puede m antener en el propio tubo al menos
durante 24 h. Tras la realización de los análisis, es conveniente
alm acenar las muestras durante un tiempo por si es necesario
confirm ar resultados o realizar pruebas adicionales. M uchas
m agnitudes bioquím icas se pueden alm acenar varios días a
4 ®C, pero para compuestos termolábiles (LDH, CK o muchas
horm onas) o conservación más prolongada se necesita congelar
la m uestra a -7 0 '’C. La repetida congelación y descongelación
de las muestras puede alterar los analitos y, por ello, se ha
de evitar. Tras la descongelación, es necesario realizar un
hom ogeneízado intenso en un vó rtex antes de realizar las
determinaciones.
O btención de e sp ecím enes para
m o n íto riza ció n de fá rm aco s
La determinación de los niveles de fárm acos es útil para la
prevención de efectos tóxicos a causa de una sobredosificación
o una disminución de su metabolismo o eliminación, así como
para evitar niveles infraterapéuticos que impidan obtener el
efecto deseado. La principal m uestra en que se determ inan los
niveles de fárm acos es sangre, suero o plasm a, porque para
estos fárm acos objeto de m onítorización existe una buena
correlación entre la concentración del fárm aco y el efecto terapéutico
observado. En algunos casos, se emplean muestras de
orina o saliva ya que pueden representar m ejor la concentración
de fárm aco libre.
El m om ento adecuado para la obtención del espécim en
depende del fárm aco y de la pauta de dosificación utilizada.
La m onítorización de algunos fárm acos, com o los antibióticos
aminoglucósidos, requiere la obtención de varios especímenes
de sangre cuando se espera la concentración m áxim a
tras la adm inistración del fárm aco y cuando se espera la concentración
m ínim a (C„¡„), antes de la siguiente dosis. Hay que
recordar que son necesarias aproxim adam ente cinco semividas
biológicas para conseguir el equilibrio entre ingesta y elim
inación: así, para ajustes de dosis es necesario esperar, al
menos, ese intervalo de tiempo para obtener una nueva m uestra.
Si la vía de ad ministración del fárm aco que debe monitorizarse
es intravenosa, para obtener el espécim en de sangre,
hay que esperar que la distribución haya sido completa, lo que
ocurre aproxim adam ente 1 o 2 h después de haber finalizado
la perfusión, excepto en el caso de la digoxina y la digitonina,
en que es necesario esperar de 6 a 8 h. La sangre se extraerá
del brazo en que no se haya perfundido el fármaco.
Generalmente, se puede utilizar sangre sin anticoagulante
o bien emplear heparina o EDTA. La heparina puede producir
cambios en las proteínas que se unen a los fárm acos. El EDTA
es el anticoagulante óptim o para m edir antidepresivos tricíclicos
puesto que, por ser quelante, puede contribuir a la estabilidad
de estos fárm acos, pues los protege de la oxidación.
A lgunos inm unoanálisis de fárm acos pueden alterarse por
reacción cru zad a inespecífica con factores endógenos que
interfieren; por ejemplo, esteroides y lípidos pueden interferir
con digoxina y proporcionar resultados falsamente elevados.
Los especímenes de orina deberían recogerse cuando hayan
transcurrido al menos 7-10 semividas biológicas y así se obtendrían
más del 99% de la fase de excreción. En saliva, el tiempo
es similar a la m uestra de sangre.
Los especímenes deben ser enviados rápidamente al laboratorio
para evitar la hemólisis o la descomposición y las condiciones
del transporte dependerán del fármaco que se va a determ
inar puesto que algunos, com o el nitrazepam, el clorazepam
y la cocaína, se descomponen cuando se alm acenan a 4 '’C.
C a lid ad de la fa se p reanalítica
La calidad de un resultado analítico se asegura generalmente
cuando se definen la imprecisión y la exactitud en com paración
con estándares de calidad. Sin em bargo, no existen
estándares internacionales que definan la calidad de la fase
preanalítica, así que se puede afirm ar que las incidencias, las
reclam aciones, las sugerencias y las proposiciones de las personas
involucradas en ella definen la calidad preanalítica. A
partir del registro de incidencias y reclamaciones pueden obtenerse
indicadores de calidad que se empleen com o controles
preanalíticos internos de tal m anera que los desvíos frente a
los objetivos propuestos se utilicen en la m ejora del proceso.
La calidad preanalítica desde la perspectiva del laboratorio
clínico requiere la elaboración de procedimientos de trabajo e
instrucciones adecuadas, la form ación de todo el personal
involucrado y la consecución de la trazabilidad de todo el proceso.
El proceso preanalítico puede ser trazado con los datos
del personal involucrado y el momento en que se realiza la solicitud
de las pruebas, la obtención de la m uestra y su recepción
en el laboratorio.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Bonini P, Plebani M, Ceriotti F, Rubboli E Ertors in laboratory medicine.
Clin Chem 2002; 48; 691-698.
Da Rin G. Pte-analytícal workstations: a tool for reducing laboratory errors.
Clin Chim Acta 2009; 404; 68-74.
Fraser CG (ed.). Variación biológica: de la teoría a la práctica. Comisión de la
CaEdad Analítica. Madrid; Sociedad Española de Bioquímica Clínica
y Patología Molecular, 2003.
Guder W G, Narayanan S. Wisser H, Zawta B. Muestras; del paciente
al laboratorio. Impacto de las variables preanalíticas en la calidad
de los resultados de laboratorio. CD-Rom. Madrid; Becton Dickinson, 1999.
Lippi G. Governance of preanalytical variability; travelling the right path to the
brigtt side ofthem oon? Clin CMm Acta 2009; 404; 32-36.
Ward-Cook KM. Lehmann CA, Schoeff LE, Williams RH (eds.). Clinical
Diagnostic Technology. The Total Testing Process, Volume 1:
The Preanalytical Phase. Washington; AACC Press, 2003.

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Metodología analítica I.
Técnicas generales
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Técnicas espectrales 15
Relación entre la absorción de la luz y la concentración 16
Espectrofotometrla 16
Espectrofotometrla de absorción atómica 18
Fotometría de emisión en llama 18
Fluorimetría 19
Nefelometría y turbidimetría 20
Técnicas electroquím icas 20
Potenciometría 21
Amperometría 22
Culombimetrla 22
Conductimetría 23
Técnicas crom atográficas 23
Tipos de separación 23
Tipos de cromatografía 25
Técnicas electroforéticas 25
Electroforesis capilar 25
Espectrom etría de m asas 27
instrumentación 27
Referencias adicionales 28
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Explicar los principios de los análisis que emplean energía
lumínica.
• Describir las técnicas de espectrofotometría,
espectrofotometría de absorción atómica, fotometría
de emisión en llama, luminiscencia y turbidimetría
y nefelometría.
• Describir las técnicas electroquímicas: potenciometría,
amperometría, culombimetría y conductimetría.
• Explicar los fundamentos de separación cromatográfica.
• Describir brevemente la técnica de cromatografía gaseosa
y líquida.
• Explicar los fundamentos de la separación electroforética.
• Explicar brevemente la técnica de espectrometría de masas.
Técnicas e sp ectrales
El laboratorio de bioquímica clínica emplea gran diversidad
de técnicas analíticas y es uno de los lugares en que prim ero
se aplican las evoluciones tecnológicas. Se ha conseguido autom
atizar la mayoría de estas técnicas para ofrecer servicio a la
elevada demanda asistencial. Muchas de las técnicas utilizadas
habitualmente en el laboratorio utilizan la luz com o fundam
ento de m edida. La luz, com o energía, está form ada por
paquetes de energía denominados fotones. La energía (E) asociada
con cada fotón está directam ente relacionada con la frecuencia
(u) e inversamente relacionada con su longitud de onda
(X.) mediante la constante de Planck (h):
E = hu = h/X.
Esta ecuación m uestra que, cuanto más larga sea la longitud
de onda, m enor será la energía. La longitud de onda de luz que
se suele utilizar en el laboratorio clínico oscila entre 180 y
8 00 nm , es decir, desde la luz ultravioleta hasta la infrarroja.
Cuando un haz de luz incide en una m olécula pueden ocurrir
tres situaciones de interés para el análisis:
L
2 .
3.
Parte de la luz se absorbe y otra parte se transm ite sin pérdida
de energía. Son las técnicas de espectrofotometría.
La luz se dispersa por la partícula, cam bia de dirección,
pero con la m ism a energía. Son las técnicas de turbidimetría
y nefelometría.
La luz absorbida se pierde por interacciones intra y extramoleculares
y por calor. En algunas moléculas parte de esa
luz se pierde por emisión de un fotón de m enor energía.
Éstas son las técnicas de fluorescencia y de fosforescencia.
Este tipo de técnicas pueden proporcionar tanto inform a­
ción cualitativa com o cuantitativa al m edir la intensidad de la

16 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Por su parte, la absorbancia (A) es el logaritm o del inverso
de la transm itancia:
T % = 100 X -
A = -logio (T ) = 2 - logio {T%)

Capítu lo 2— Metodología analítica I. Técnicas generales 17
Cp = Ce X Ap /Ac = Ap X K, siendo K = Q /A c
Cuanto m ayor sea e, m ayor será la absorción del compuesto
(crom ógeno) y m ás sensible será la determ inación. Por ello,
interesa emplear cromógenos con un elevado valor de e. Siempre
que sea posible, se ha de m edir la absorbancia a la longitud
de onda de m áxim a absorción del compuesto o en su cercanía
ya que se consigue la m áxim a sensibilidad y menores errores.
Existen una serie de factores que afectan a la relación entre
la absorbancia y la concentración, com o son:
NAD-"+H-"+2e'
NADH
1. Parte de la energía también será absorbida por el solvente
y la pared de la celda que contiene la solución.
2. La luz incidente quizá no sea totalm ente m onocrom ática.
3. La energía puede ser también dispersada.
Para tener en cuenta la interferencia de estos factores, se utilizan
blancos que contienen todos los elementos de la solución,
excepto el compuesto de interés. La absorbancia debida al com ­
puesto será la diferencia entre la absorbancia de la m uestra y
la absorbancia del blanco. Adem ás, hay que tener en cuenta
que pueden estar presentes otros com puestos que interfieren,
que absorben a la m ism a longitud de onda que el com ­
puesto de interés (fig. 2-2) y que, por tanto, pueden producir
cálculos erróneos de la concentración.
Reacciones acopladas
Se emplean en muchas de las reacciones enzim átícas que
generan productos difíciles de determ inar directamente. Estas
reacciones se acoplan a otras reacciones indicadoras que form
an com puestos que pueden ser fácilm ente cuantificados
mediante técnicas espectrales.
Los productos de la reacción inicial se utilizan com o sustratos
en las segundas reacciones indicadoras. Los productos
de la reacción indicadora que se pueden detectar por un sistem
a de m edida adecuado (p. ej., espectrofotom étricam ente)
son proporcionales a la cantidad de sustrato inicial en la prim
era reacción. Entre la reacción principal y la reacción indicadora
es posible acoplar una o m ás reacciones interm edias.
Las reacciones indicadoras más empleadas son las reacciones
en que el H^Oj oxida un com puesto indicador, com o la reacción
de Trinder, y la del seguim iento de la producción o el
consum o del nicotinam ida adenina dinucleótido reducido
(N A D H ). La reacción de Trinder se acopla a reacciones que
provocan la form ación de H 2O 2 com o producto. El H 2O 2 producido
es empleado entonces por una enzima peroxidasa ante
un fenol y 4-am inofenazona (4A F) para generar una quinona
coloreada que se detecta espectrofotom étricam ente:
Peroxidasa
2H~0~ + fenol -1- 4A F • quinona + 4HjO
La reacción de Trinder se acopla a métodos para cuantiñcar
numerosas magnitudes bioquímicas, com o glucosa, colesterol,
ácido úrico y triglicéridos, entre otros, que emplean sus respectivas
oxidasas. En los métodos que emplean la reacción de
Trinder puede haber interferencias por la existencia de com ­
puestos antioxidantes, com o la bilirrubina, la hemoglobina o
el ácido ascórbico, que pueden interferir en la reacción de oxidación.
Debido a ello se ha de evitar la utilización de muestras
muy ictéricas o hemolizadas.
Longitud de onda (nm)
Figura 2-3. Espectro de absorbancia del NAD*y del NADH. La conversión
de uno en otro se puede seguir fácilmente por el cambio de absorbancia
a 340 nm. NADH: nicotinamida adenina dinucleótido reducido.
O tra form a de acoplar las reacciones es mediante el empleo
de NADH o de N ADPH, que absorben a longitudes de onda
de 340 nm , por lo que su producción o consum o pueden ser
m onitorizados p o r espectrofotom etría. Por tanto, son muy
empleados com o sustrato o producto en reacciones indicadoras
de tipo redox (oxidación-reducción). Un ejemplo sería la
determ inación de una enzim a-transam inasa que forme piruvato
de m odo que la form ación de este compuesto se acople a
una oxidación de NADH (o NADPH ) a NAD"" (o NADP""). En
este caso, el descenso progresivo de la absorbancia a 340 nm
será proporcional a la concentración de la enzim a-transam i-
nasa (fig. 2-3):
Transaminasa
Cetoácido -1- alanina-
LDH
NADH -I- H* + piruvatoam
inoácido -1- piruvato
NAD"" -I- lactato
En otros casos, en lugar de ser consum ido, el N A D H (o
NADPH) es un producto de la reacción indicadora y, por consiguiente,
se observará un aumento progresivo de la absorbancia
a 3 40 nm:
G lucosa-6-P-deshidrogenasa
G lucosa-6-P -HNADP^----------------------- »■6-fosfogluconato -1-
NADPH -I- H"
Instrumentación
Los espectrofotóm etros con stan de las siguientes partes
(fig. 2-4):
1. U na lám para com o fuente estable de energía radiante, que
suele ser una lám para de filamento (halógena o de tungsteno)
para em itir longitudes de onda a partir de 350 nm y
de hidrógeno o de deuterio para em itir en luz ultravioleta,
entre 160 y 3 80 nm.

18
Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Rendijas de entrada y salida
Lámpara
Monocromador
Cubeta Detector Sistema de lectura
Figura 2-4. Esquema de un espectrofotómetro.
2. Un selector de longitud de onda, que puede ser de filtros en
los fotómetros, o un m onocrom ador de prisma o de redes
de difracción en los espectrofotómetros, más sofisticados.
Puesto que la longitud de onda no es totalmente m onocromática,
a éstos se les acoplan antes y después unas rendijas
de forma que se puede aislar un intervalo estrecho de longitudes
de onda.
3. U na cubeta de 1 cm de paso de banda (anchura) en la que
se coloca la solución cuya concentración se va a determ i­
nar. La cubeta ha de perm itir el paso de la radiación sin
absorberla o dispersarla. Por ello, para m edir la absorbancia
a longitudes de onda inferior a 3 20 nm , se han de
emplear cubetas de cuarzo. Para longitudes de onda más
elevadas se pueden usar cubetas de plástico.
4. Un detector de energía radiante, que convierte la luz recibida
en energía eléctrica. Los m ás usados son los tubos
fotomultiplicadores y los fotodiodos. Los primeros, además
de su velocidad, tienen la ventaja de am plificar la señal, lo
que los convierte en muy sensibles. Por su parte, los fotodiodos
perm iten detectar fotones de un intervalo de longitudes
de onda muy amplio.
5. Un sistema que recoge la señal eléctrica que genera el detector
y se la presenta de m odo interpretable al operador.
Espectrofotometría de absorción atómica
E sta técn ica es m uy sensible, p recisa y específica, y es
ampliamente utilizada en el laboratorio para determ inar elem
entos quím icos, com o Li, A l, Cu, Fe, Zn y otros m etales
pesados.
La espectrofotom etría de absorción atóm ica se basa en la
capacidad de los electrones de un elemento en el estado fundamental
para saltar a orbitales más excitados gracias a la energía
absorbida en form a de luz. Dado que los saltos energéticos
son característicos de cada sustancia, también lo son las longitudes
de onda de la luz que absorben para pasar a esos estados
excitados. Estas determ inadas longitudes de onda a las
cuales absorbe el elem ento tienen un ancho de banda muy
estrecho (0,01 nm ) y p o r ello se denominan líneas espectrales.
De esta forma, para cada elemento se crea un espectro formado
por las líneas espectrales.
Para realizar la absorción atóm ica, la m uestra se vaporiza
inicialm ente y los elementos se disocian y se reducen a su
estado atóm ico fundamental:
M"" -I- ne- M“
Para ello se utilizan sistemas de atomización que proporcionarán
la tem peratura suficiente para que los átomos alcancen
el estado fundamental. Existen distintos tipos de atom izadores:
unos emplean una llam a que emplea una mezcla de distintos
gases com o combustible, y que alcanza unas tem peraturas
de unos 2 .3 0 0 ®C, otros son sistemas sin llama, com o el
horno de grafito, que permite alcanzar tem peraturas mayores
que las de la llama. Los atomizadores con llama se pueden usar
para elementos com o Zn o Fe m ientras que los atomizadores
sin llam a son necesarios para analizar Al y los metales pesados,
com o Pb. De esta form a, los átom os están en disposición
de absorber energía correspondiente a su banda espectral.
La excitación de los átom os se produce con una luz cuya
longitud de onda corresponde a la energía necesaria por parte
de los electrones para saltar a un orbital m ás excitado. Para
ello se emplea una lám para de cátodo hueco, fabricada con el
m ism o m etal que va a ser analizado y rellena con un gas inerte
a baja presión, habitualm ente argón o neón (fig. 2-5). Estas
lám paras emiten una energía (hu) a las longitudes de onda
características del elemento del que está hecho el cátodo y, por
consiguiente, se necesita una lám para de cátodo hueco distinta
para cada m etal que se vaya a determ inar. Por ejemplo, una
lám para de cátodo hueco de hierro sólo se puede emplear para
determ inar hierro. La energía que emite la lám para la absorben
los átom os de la muestra:
M“ -I- hij • ■M“ excitado
El núm ero de átom os en estado basal es m ás del 99,9% del
total de átomos, por lo que la mayoría de los átom os son capaces
de absorber la energía radiante emitida por la lám para de
cátodo hueco.
Estos equipos también disponen de un sistema selector de
longitudes de onda (monocrom ador), un detector y un sistema
de análisis de la señal recibida. Según la ley de Beer, la absorbancia
será proporcional a la concentración del elemento en la
muestra.
Fotometría de emisión en llama
La fotom etría de emisión en llam a consiste en la excitación
térm ica de los átom os mediante el empleo de una llam a, de
form a que éstos, al volver a su nivel basal de energía, liberan
esa energía en form a de luz de una longitud de onda característica
de cada elemento:

Capítu lo 2— Metodología analítica I. Técnicas generales 19
Rendijas de entrada y de salida
fl
Lámpara de cátodo hueco
Sistema de atomización
I n
I u
Monocromador
Detector
(fotomultiplicador)
Sistema de lectura
Gas
Muestra
Sistema de nebulización
Figura 2-5. Esquema de un equipo de espectrometría de absorción atómica.
M""" + ne’
M“ + calo r-----
M“ excitado -
M“
M “ excitado
M “ + ht)
Excitación
La intensidad de esa energía emitida por los átom os en la
llama es directamente proporcional al número de átomos excitados
y, por tanto, también a la concentración en la muestra.
La fotom etría de llam a se ha utilizado en el laboratorio clínico
para la cuantificación de la concentración de elementos abundantes,
com o sodio, potasio y litio en líquidos biológicos, que
son fácilmente excitables en la llam a, pero esta técnica ya se
usa muy poco.
£ Q
Fluorimetría
Estas técnicas se basan en la propiedad que poseen algunas
moléculas de em itir luz. Cuando los electrones de las m oléculas
se excitan, pasan de su estado fundamental a otro de mayor
energía. Esos electrones excitados pierden rápidamente parte
o toda esa energía por interacciones y en form a de calor. En
algunas moléculas, parte de la energía adquirida se libera en
form a de luz al volver al estado fundamental. Existen diversos
tipos de luminiscencia según el m étodo empleado para con ­
seguir la excitación inicial de los electrones:
1. Fluorim etría si se emplea luz.
2. Q uimioluminiscencia si se usa una reacción química.
3. Bioluminiscencia si es bioquímica.
4. Electroquimiolum iniscencia si es electroquím ica.
En todos estos tipos de luminiscencia, la intensidad de la luz
emitida es proporcional a la concentración de la molécula luminiscente.
En la fluorim etría, la molécula absorbe un fotón y pasa a un
estado de energía más excitado. Al volver a su estado fundamental,
emite la energía en form a de luz (ñg. 2-6 ), pero ya que
parte se ha perdido previamente, la energía que se emite es algo
m enor que la absorbida. Com o consecuencia, la longitud de
onda de la luz emitida es m ayor que la que se emplea para excitar
el compuesto. Existen dos tipos de fotoluminiscencia: fluorescencia
y fosforescencia, que difieren en el hecho de que,
m ientras la fluorescencia cesa en el m omento en que desapa-
Pérdida de
energía interna
Figura 2-6. Esquema de la absorción de energía a una longitud de
onda y la emisión posterior como fluorescencia a una longitud
de onda mayor (X,).
rece la energía de excitación, la fosforescencia se prolonga en
el tiempo.
La intensidad de la luz emitida por la solución es proporcional
a la concentración del fluoróforo o molécula fluorescente y a la
intensidad de la fuente em isora inicial. También depende de
otras variables relacionadas con el equipo, por lo que, a diferencia
de la espectrofotometría, no se puede realizar una calibración
absoluta y, en consecuencia, se mide en unidades relativas.
Los componentes de los fluorímetros son similares a los de
un espectrofotóm etro, a excepción de los ñltros (o m onocromadores),
que se colocan antes y después de la celda para aislar
la fluorescencia emitida. En la mayoría de las ocasiones, el
detector está form ando un ángulo de 90® con la luz incidente.

20 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Esto proporciona m ayor sensibilidad ya que evita que la luz
incidente alcance el detector.
La técnica de fluorescencia es entre 100 y 1.000 veces más
sensible que la espectrofotom etría, por lo que se utiliza para
detectar analitos que están en m uy baja concentración. Las
determinaciones han de realizarse en muestras diluidas, con
una absorbancia m enor de 0,1, ya que a concentraciones elevadas
el propio fluoróforo también absorbe a la longitud de
onda de excitación. Así, a medida que el haz de excitación penetra
en la solución, pierde intensidad y la relación entre la fluorescencia
y la concentración deja de ser lineal.
Nefelometría y turbidimetría
Cuando la luz incide en una solución, parte de la luz se dispersa
por las partículas en suspensión, otra parte se absorbe y
otra se transm ite (flg. 2-7A). La luz dispersada dependerá de
distintos factores, com o el tam año y el peso m olecular de la
partícula, la longitud de onda de la energía incidente, la distancia
entre el detector y la cubeta, y la concentración de la
muestra. Los equipos emplean longitudes de onda que evitan
aquellas a las cuales se absorben los compuestos presentes en
la muestra. Las más frecuentes están entre 500 y 6 50 nm y la
energía de la luz transm itida o dispersada tiene la m ism a longitud
de onda. La nefelometría mide la luz dispersada mientras
que la turbidim etría mide el descenso de la luz transm itida:
1. La turbidim etría mide la disminución de la luz que atraviesa
la solución debido a la turbidez, por lo que el detector
se sitúa en línea con la luz incidente. Es una técnica muy
Turbidimetría
sencilla que se puede llevar a cabo con un equipo de espectrofotom
etría de absorción. Sin embargo, no es muy sensible,
por lo que se emplea para cuantiñcar concentraciones
relativamente elevadas.
2. La nefelometría, en cambio, mide la luz dispersada por una
solución de partículas, por lo que el detector se sitúa form
ando un ángulo con la luz incidente (flg. 2-7B). En casi
todas las aplicaciones del laboratorio la m ayor dispersión
de la luz es hacia delante, por lo que el detector en estos
equipos se coloca form ando un ángulo entre 10 y 90®. El
equipo es similar a un fluorím etro, pero con la importante
diferencia de que la longitud de onda incidente y la dispersada
con la misma. La concentración del compuesto (C) es
proporcional a la relación entre la luz incidente (Ig) y la luz
dispersada (1^):
C = K X Id/ I,
Estas técnicas basadas en la dispersión de la luz se utilizan
habitualmente en la medición de reacciones entre antígeno y
anticuerpo, en las cuales estos complejos form an agregados
que causan un increm ento de la turbidez. Hay que tener en
cuenta que en la m uestra pueden estar presentes m acrom oléculas
o partículas, com o lipoproteínas, que pueden provocar
una elevada dispersión inicial de la luz e interferir en la cuantificación
del analito. Este fenóm eno se puede m inim izar,
midiendo cinéticamente la dispersión de la luz.
Técnicas e le ctro q u ím icas
Las técnicas electroquím icas se basan en la medida de una
señal eléctrica producida durante una reacción quím ica en
una célula electroquímica, que consta de dos electrodos conectados
por una solución electrolítica. Un electrodo (es decir,
m edia célula) consiste en un conductor m etálico que está en
contacto con una solución electrolítica. Existen diversos m étodos
analíticos que se basan en fenómenos electroquímicos:
Nefelometría
Figura 2-7A. Dispersión de la luz incidente por las partículas en suspensión
y detección por un descenso de la luz transmitida (turbidimetría)
o por la luz dispersada (nefelometría).
Ir,: radiación incidente.
L
2 .
3.
La potenciom etría, que mide el voltaje, o la diferencia de
potencial entre dos electrodos de una célula electroquímica,
que es proporcional a la concentración del analito en la
solución.
La amperometría, que mide la intensidad de corriente causada
por la aplicación de un voltaje constante en una célula electroquímica,
lo que produce una reacción química en la solución.
La culombimetría, que mide la cantidad de carga eléctrica
necesaria para que reaccione un compuesto en la solución.
Monocromador
Cubeta
Sistema de lectura
Detector
Figura 2-7B. Esquema de un nefelómetro. Ij,: radiación incidente; l^: radiación dispersada.

Capítu lo 2— Metodología analítica I. Técnicas generales 21
4. La conductim etría, que mide la corriente que puede transp
ortar una solución aplicando una diferencia de potencial.
Estas técnicas tienen la ventaja de que pueden usar volúmenes
de m uestra m uy pequeños, su sensibilidad es muy alta y el
intervalo de concentraciones de detección es muy amplio. Pueden
emplearse para mediciones tanto en plasma com o en orina
y otros líquidos biológicos, en los cuales son m uy diferentes
las concentraciones de cada ion. Son muy rápidas y no necesitan
preparación previa de la m uestra, por lo que tienen una
gran aplicación en los laboratorios de urgencias o a la cabecera
del paciente. Se emplean habitualmente en la determinación
de electrolitos, com o Na"", K"", Cl’ y H CO j’.
Potenciometría
En la potenciometría se determina la diferencia de potencial
entre dos electrodos que se encuentran en una solución. Así,
el potencial de una célula electroquímica (E) está determinado
por:
® “ ^ c á to d o " ^ á n o d o
siendo el potencial del cátodo y el potencial del
ánodo.
Según la ecuación de Nerst, el potencial de cada semicélula
es proporcional al logaritm o de la actividad del ion en la solución,
que a 25 ®C es:
E = E “ + (0,059/n) x log a,
donde E “ es el potencial estándar en voltios de la célula medido
a 25 '’C cuando las actividades valen 1; n es el núm ero de electrones
que participan en la reacción, y a, es la actividad del ion
que se mide. Así pues, existe una relación lineal entre la actividad
iónica y el potencial de la célula electroquím ica.
Uno de los electrodos es el indicador (cuya solución electrolítica
es la solución que debe analizarse) y el otro es un electrodo
de referencia con un potencial constante y conocido. El
electrodo de referencia se conecta con el espécimen que debe
analizarse con una mem brana porosa y de este m odo se cierra
el circuito. Estos electrodos están conectados a un voltímetro,
que mide la diferencia de potencial entre am bos electrodos.
D urante la m edida p oten ciom étrica no existe un paso de
corriente por la célula electroquím ica.
En soluciones diluidas, com o las fisiológicas, las actividades
son equivalentes a las concentraciones molares. La determ i­
nación de la actividad tiene unas diferencias respecto a otras
técnicas, com o las de absorción atóm ica, en que se miden concentraciones:
1. La potenciom etría directa no está afectada por la variación
en la concentración de lípidos o proteínas, que pueden
afectar a otras técnicas que m iden la concentración. En
éstos, la fase acuosa se diluye y producen resultados más
bajos.
2. La determinación que se realiza sólo corresponde a los iones
libres, no a aquellos que están formando complejos o están
«ocultos» electroquímicamente.
Electrodos de referencia y de trabajo
El electrodo de referencia es una semicélula electroquím ica
que se usa com o una referencia fija para m edir el voltaje. Los
más empleados son el electrodo saturado de calomelanos y el
de plata-cloruro de plata:
1. El electrodo saturado de calom elanos está form ado por
m ercurio cubierto de una pasta de calom elanos en una
solución saturada de KCl. En este electrodo se produce la
reacción:
1/2 HgjCl2 (sólido) -I- e’ *— » Hg (metal) + Cl’
E =-1-0,241 V
2. El electrodo de A g/C lA g consiste en un hilo de plata
cubierto de AgCl y en una solución saturada de KCl, en que
se produce la reacción:
AgCl (sólido) -I- e’ ■«— • A g (metal) -i- Cl’
E = -hO,197V
El potencial de estos electrodos depende de la reacción redox
y, según la ecuación de N ernst, de la actividad del Cl’ en la
solución ya que la actividad de un sólido es 1.
Los electrodos de trabajo suelen ser electrodos selectivos de
iones. Éstos contienen una mem brana que reacciona de forma
selectiva con un solo ion, y cuya parte externa está en contacto
con la disolución que contiene el ion que debe medirse mientras
que la parte interna contiene una solución del m ism o ion
a una actividad fija. Las muestras biológicas son mezclas com ­
plejas y es m uy im portante que la m em brana sea restrictiva
solamente con el ion que se quiera medir. Existen varios tipos
de electrodos selectivos de iones:
1. Electrodos de membrana de vidrio, que consisten en una mezcla
de óxido de silicio o aluminio, con óxidos de cationes de
metales alcalinos o alcalinotérreos. Es el electrodo típicamente
empleado para la determinación de sodio y de pH.
2. Electrodos de m em brana de polímeros. Consisten en una
m em brana de polivinilcloruro (PVC) im pregnada con
una solución que contiene un intercambiador o transportador
de iones. Estos electrodos se emplean para medir la concentración
de H"", Na"", K'^, Cl’, Li"", Ca^% Mg^"" y HCOj”. Un
ejemplo es el electrodo empleado en la cuantificación de
potasio. En este caso, la membrana contiene valinomicina,
un antibiótico con gran capacidad para transportar potasio.
O tro tipo es el electrodo empleado para la medición de cloruro,
que emplea sales cuaternarias de amonio com o com ­
ponentes de la membrana selectiva y se basa en el carácter
lipofílico del cloruro. Por tanto, no debe emplearse en situaciones
en que estén presentes otros aniones lipofílicos, como
los salicüatos o los tiocianatos, ya que producirán una interferencia
positiva. El empleo de heparina com o anticoagulante
de las muestras produce, en este tipo de electrodos, una
pérdida progresiva de la selectividad por el cloruro.
Electrodo de pH y de CO^
El electrodo de pH consiste en una varilla de AgCl sum ergida
en una solución 0,1 N de HCl. Su extrem o es una m em ­
brana de vidrio selectivo y sensible a los H"" (fig. 2-8). Este elec-

22 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Voltímetro
Cátodo: electrodo de
trabajo de platino
Entrada de
la muestra
'
• 2H,0
y
Ánodo: electrodo de
■referencia de Ag/AgCI
Ag'’ ------ ►Ag++ e '
Membrana
permeable al O 2
Salida de la
muestra
Figura 2-9. Electrodo de Oj. La corriente generada es proporcional a
la concentración de O, en la solución.
trodo se encuentra en com binación con otro electrodo de
referencia que proporciona una diferencia de potencial fija.
Así, el potencial de la célula es:
E = E ,,f + 0,059 x lo g [H 1
Puesto que el pH = -log[H‘"], entonces el valor del pH en el
espécimen es proporcional a la diferencia de potencial:
pH = (E ,,f-E )/0 ,0 5 9
Cuando el electrodo de pH se pone en contacto con el espécim
en, se genera un increm ento de voltaje proporcional a la
concentración de H"".
El electrodo de CO j es sim ilar al de pH . E n este caso, la
mem brana en contacto con el espécimen sólo es permeable al
CO j, pero no a los protones. Éste difunde al interior, donde
hay una solución de HCOj". Al entrar el CO j, cam bia el pH de
la solución que se detecta con un electrodo de pH. Así pues, el
cambio de potencial debido al cambio de pH será proporcional
a la concentración de CO j en el espécimen:
CO , -t- H ,0 H X O , H" -I-H CO ,
( E ,,f - E ) » P C O ,» p H
Un problema de estos electrodos es la contam inación progresiva
de la m em brana con proteínas, por lo que es necesario
lavarla cada cierto núm ero de determinaciones.
Amperometría
Ésta es una técnica especial electroquímica en que se emplea
la propiedad de algunas sustancias, llamadas especies electroac-
tivas, de oxidarse o de reducirse ante un electrodo inerte
cuando se aplica una diferencia de potencial. Se emplean un
par de electrodos:
1. Un electrodo de trabajo, norm alm ente de platino o de oro.
Si en él se produce una oxidación de la especie electroactiva,
es el ánodo y, si se produce la reducción, el cátodo.
2. Un electrodo de referencia, norm alm ente de Ag/AgCl.
La intensidad de la corriente que se establece entre los electrodos
es proporcional a la concentración de la especie electroactiva
que produce la reacción electroquím ica.
Un ejemplo es el electrodo de Oj o electrodo de Clark (ñg.
2-9). Consta de un cátodo de platino conectado a un ánodo de
A g/A gCl. Los electrodos están en con tacto con un tam pón
de una sal del cloruro, que está separada de la m uestra en que
se quiere m edir la concentración de Oj por una m em brana
permeable sólo a las moléculas de este gas. El oxígeno del espécim
en difunde a través de la mem brana hacia el cátodo de platino,
al cual se le aplica un potencial constante que corresponde
al p ar Oj/H^O y en que se produce la reducción:
O , + 4H^ -I-4e- 2 H ,0
En el ánodo se producen los electrones:
Ag + Cl’ ---------- *AgCl -I- 2e’
Así, se origina un flujo de electrones entre el ánodo y el
cátodo que se puede m edir y cuya intensidad es directam ente
proporcional a la concentración de 0^ (o a la POj).
Culombimetría
Según la ley de Faraday, el núm ero de moles producido por
un compuesto en una reacción electroquímica en un electrodo
es proporcional a la cantidad de carga eléctrica que pasa por
el circuito (Q, culombios):
Q = z X F X N
donde z es el núm ero de electrones que se transfieren en la
reacción de oxidación/reducción, F es la constante Faraday y
N es el núm ero de moles del ion liberados.
La cantidad de carga eléctrica es igual a la intensidad de
corriente (I) por el tiempo durante el cual fluye la corriente (t),
por lo que se puede establecer que:
Ixt=zxFxN

Capítu lo 2— Metodología analítica I. Técnicas generales 23
La principal aplicación de esta técnica es la titulación de la
concentración de cloruro en líquidos biológicos. En este caso,
se establece una corriente entre dos electrodos, uno de platino
(cátodo) y otro de plata (ánodo), en el cual se oxida a Ag*. Los
iones Ag* en presencia del Cl’ de la muestra precipitan en forma
de AgCl, con lo cual la corriente es baja. Cuando se agota el
Cl’ , se produce un aumento de los iones Ag", que son detectados
por un increm ento de la corriente:
Tiempo de
retención
Ánodo: A g —* Ag"" + e’
Solución: Ag^ + Cl’ —* AgCl
El tiem po durante el cual se detiene y neutraliza los iones
Ag"" es proporcional a la concentración de Cl’ .
Conductimetría
La conductim etría mide la capacidad de los iones de una
solución de tran sp o rtar la corriente eléctrica cuando se les
som ete a una diferencia de potencial. C uanto m enor sea la
resistencia de la solución, mayor será la conductividad. La conductividad
en un medio acuoso depende de varios factores:
2 .
3.
C antidad de iones: cuando m ayor sea la concentración,
m ayor será la conductividad.
Tipo de iones: los iones más pequeños y móviles, com o Cl’ ,
K"" o Na"", conducen m ejor la corriente.
Temperatura: la movilidad de los iones aumenta con la tem ­
peratura, aproxim adam ente el 1-3% por grado Celsius.
Esta técnica se aplica a la determinación de la concentración
de cloruro en sudor ya que, cuanto m ayor sea la concentración
de este ion, m ayor será la corriente que puede pasar. No
obstante, la conductividad también depende de otras especies
iónicas presentes en el espécimen.
Técnicas cro m a to g rá fica s
La crom atografía es una técnica física de separación de los
componentes de una mezcla por su diferente distribución entre
una fase fija y otra fase móvil que son inmiscibles. La fase móvil
arrastra a los componentes de la m uestra sobre una fase estacionaria,
con la cual interaccionan. Los distintos componentes
de la m uestra se van separando tras interaccionar con la fase
estacionaria y van saliendo en el eluido. Un plato teórico es la
longitud de colum na en la cual el soluto alcanza el equilibrio
entre las fases m óvil y estacionaria. La eficacia de separación
de una colum na se describe por el núm ero de platos teóricos,
que está determinado por la fórmula:
Longitud de la columna
N úm ero de platos teóricos = •
A ltura equivalente
del plato teórico
Cuanto m ayor sea el núm ero de platos teóricos, mejor será la
eficacia. Por ejemplo, una columna con partículas de 5 [xm de
unos 15 cm de largo, típica de crom atografía líquida de alta eficacia
(HPLC, del inglés high perform ance liquid chromatography)
tiene unos 10^ platos teóricos. La cromatografía será tanto
m ejor cuanto m ás se puedan separar los com ponentes de la
Tiempo (min)
Figura 2-10. Esquema de un cromatograma.
mezcla. Esto es importante porque, en una mezcla tan compleja
com o un fluido biológico, puede haber sustancias que coeluyan
con el compuesto de interés e interfieran en la medida.
La salida de los compuestos de la colum na se controla con
un detector, que está seleccionado y ajustado para identificar
sólo los compuestos que interesen. Al registro de las señales o
picos que aparecen en función del tiempo se denomina cro ­
m atogram a (fig. 2-10). Desde que se inyecta la m uestra hasta
que com ien zan a salir los com puestos no retenidos de la
colum na tran scu rre un co rto período de tiem po, que es el
tiem po m uerto. El tiempo de retención de un com puesto es
el tiempo que necesita para aparecer el m áxim o del pico desde
que se inyecta la muestra. Estos picos aparecen sobre una línea
base, que es la señal producida cuando por la colum na sólo
aparece fase móvil. El crom atogram a proporciona la inform a­
ción sobre la form a de los picos, los tiem pos de retención, el
área y la altura de los picos que form a cada compuesto al eluir.
A partir de ellos se obtiene la información:
1. La identificación de un compuesto se realiza por el tiempo de
retención, que se refiere al momento en que aparece la señal
y que se compara con un patrón de composición conocido.
2. La cuantificación de un compuesto se realiza sobre la base
del área o la altura del pico que forma en el crom atogram a.
Previam ente se realiza una calibración con patrones de
concentración conocida.
La resolución o la separación entre los picos del crom atogram
a está determ inada por la diferencia entre los tiempos de
elución de los picos y la anchura de éstos. Cuanto más separados
y más estrechos son los picos, mejor separación obtendrán.
En cambio, unos picos anchos y solapados m uestran una mala
separación.
Tipos de separación
Atendiendo a la fase móvil, la crom atografía se divide en
crom atografía líquida y de gas (tabla 2-1). Asim ismo, según el
tipo de interacción que perm ite separar los solutos, la crom a­
tografía puede ser (fig. 2-11):

24 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Tabla 2-1. Tipos de cromatografía
Fase móvil Fase estacionaria Tipo de separación
Gaseosa Sólida Adsorción
Líquida
Partición
Liquida Sólida Adsorción
Intercambio iónico
Afinidad
Gel de exclusión
Líquida
Partición
1. D e adsorción, basada en las diferencias de adsorción y
desorción de los com puestos que viajan en la fase móvil
con la superficie de las partículas que form an la fase estacionaria.
É sta puede estar com puesta por una sustancia
apolar o polar, norm alm ente sílice o alúm ina y en estos
últim os, la retención de los solutos se increm enta con su
polaridad. Se emplea poco debido a la dificultad de prepara
r soportes homogéneos.
2. D e partición, basada en la separación de los solutos por su
diferente distribución entre dos fases inmiscibles, una polar
y otra apolar. Los compuestos eluyen en función de su solubilidad
en cada fase. La fase estacionaria es una fina capa
de líquido adsorbida o quím icam ente unida a la columna.
Si la fase móvil es un gas, la crom atografía será gas-líquido
y si es un líquido, la crom atografía será líquido-líquido. Es
un tipo de crom atografía muy usada en el laboratorio clínico.
3. D e intercambio iónico, basada en la separación de los com ­
puestos según su carga. Las columnas de intercambio catiónico
contienen una resina con grupos funcionales cargados
negativam ente que se usan p ara separar cationes y las
colum nas de intercam bio aniónico contienen una resina
con grupos funcionales cargados positivamente para separar
aniones. Los iones de la resina están unidos a contraiones,
que se intercam biarán con los compuestos ionizados
de la m uestra. Las moléculas unidas a la resina se eluyen
posteriormente haciendo pasar una fase móvil que las desplacen
de la resina. La separación de los distintos com ponentes
con la fase móvil se puede realizar mediante variaciones
en el pH , que p erm ite co n tro la r el grado de
ionización de los compuestos, o mediante cambios en la
carga iónica, que establece competencia con los grupos cargados.
Los compuestos menos cargados, que form an uniones
m ás débiles, eluirán antes m ientras que los m ás cargados,
que establezcan u niones fu ertes con la fase
estacionaria, eluirán m ás tarde.
4. D e filtración porgeles, o de exclusión molecular, basada en
el tam añ o de las m oléculas. La fase estacionaria es una
e stru ctu ra p orosa, com o agarosa, vidrio, etc., con un
tam año de poro por el cual las partículas pequeñas puedan
penetrar. Si el tam año m olecular del compuesto que viaja
en la fase m óvil es superior al tam año del poro de la fase
estacionaria, no penetrará a través de éste y, por tanto,
eluirá rápidam ente. Sin em bargo, si el tam año del com ­
puesto es inferior al tam año del poro, el compuesto penetrará
en ellos. Cuanto más pequeña es la m olécula, más
profundam ente entra por los poros, aum entando su tra ­
yectoria y eluyendo más lentamente. Existen distintos tipos
de resinas con diferente tam año de poro para separar moléculas.
Por ejemplo, la Sephadex G25 sirve para separar entre
Adsorción
Partición
ntercambio
iónico
Filtración
en geles
Afinidad
•
•
I-
I *
•
< v
•
IIT
• • •
T (min)
T (min) T (min) T (min)
Figura 2-11.
Tipos de separación cromatogréfica. Adsorción: separación por la adsorción/desorción. Partición: separación por diferente solubilidad.
Intercambio iónico: separación por la carga iónica. Filtración en geles: separación por el tamaño. Afinidad: separación por la unión a un ligando.

Capítu lo 2— Metodología analítica I. Técnicas generales 25
1.000 y 2 .0 0 0 D m ientras que la Sephadex G 200 separa
entre 5.000 y 2 5 0 .000 D.
5. D e afinidad, basada en interacciones del tipo antígeno-anticuerpo,
hormona-receptor o enzima-sustrato. En función de
la afinidad entre el ligando y su receptor, la técnica será más
o menos específica. Esta técnica se utiliza para la separación
de la hemoglobina glucosilada con columnas de fenil-borato
o las inmunoglobulinas con columnas con proteína A.
Tipos de cromatografía
Cromatografía en capa fma
Se emplean placas de vidrio sobre las cuales se deposita una
m atriz que suele ser una fina capa de sílice, alúm ina o alm i­
dón. La placa se coloca verticalm ente sobre un eluyente que
suele ser un disolvente orgánico y que ascenderá por la placa
por capilaridad. Las muestras se colocan por encim a del nivel
del eluyente y ascienden arrastradas por él y se separan según
su solubilidad, la polaridad del eluyente y de la sustancia, y la
velocidad de difusión.
Cromatografía de gas-líquido
La crom atografía gaseosa permite una rápida separación de
compuestos volátiles. Muy frecuentemente es necesario derivatizar
los componentes de la muestra para hacerlos más volátiles,
lo que además reduce la descomposición del compuesto.
La muestra se volatiliza en la parte inicial de la columna por
la cual es arrastrada por un gas inerte, com o helio o nitrógeno,
que fluye a velocidad constante. Este gas de arrastre no interacciona
con los compuestos. La colum na suele ser de un metal
inerte rellena de un líquido no volátil, como el aceite de silicona.
Los compuestos se separan en función de su solubilidad y su
difusión en la fese líquida. La entrada por solubilidad y salida
por difusión se repite más de 6.000 veces a lo largo de la columna.
Este parám etro es característico de la columna y se denomina
platos teóricos. Los compuestos salen de la columna, ya separados
y se detectan mediante diversos sistemas, com o es la ionización
de llama o la espectrometría de masas.
Son m étodos rápidos, versátiles y sensibles, por lo que se
emplean en el laboratorio para el análisis de ácidos orgánicos,
drogas, esteroides, etc.
Cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC)
Es una de las técnicas crom atográficas más empleadas en el
laboratorio clínico. Existen aplicaciones para los distintos tipos
de crom atografía, pero la más habitual es la partición. La fase
m óvil se hace p asar a través de una colum na gracias a una
bomba impulsora que proporciona un flujo rápido y uniforme.
Es necesario también un inyector de m uestra, que puede ser
m anual o automático, y un detector para identificar los com ­
puestos según van eluyendo (fig. 2-12).
Se llam a crom atografía de fase norm al cuando la fase móvil
es menos polar que la estacionaria y de fase reversa si la fase
móvil es polar y la fase estacionaria es apolar. Las columnas
de fase reversa son las empleadas m ás habitualmente y están
compuestas por partículas de sílice de un tam año de 5-10 [im
a las cuales se unen unas cadenas alifáticas. Las más empleadas
son las columnas C18, con cadenas alifáticas de octadecilsilano,
o C8 con cadenas de octilo. De este m odo se pueden
Bomba
impulsora
Fase móvil
—»| InyectóT
Desechos
Columna
-------------- 1
i
Detector
A h L
Sistema de
lectura
Figura 2-12. Esquema de un equipo de cromatografía líquida de alta
eficacia (HPLC).
emplear fases móviles que son polares, com o soluciones acuosas
o alcohólicas. D ado que los com ponentes de los fluidos
biológicos son polares, pueden disolverse en la fase móvil. Esto
permite muchas más aplicaciones que la cromatografía de gases
y es posible determ inar un gran núm ero de compuestos, como
porfirinas, am inoácidos, péptidos, etc. Los solutos se separan
en función de sus características no polares, de m odo que los
compuestos más polares eluyen más rápido.
Técnicas e le ctro fo ré tica s
Esta técnica se utiliza principalmente para separar proteínas
en líquidos biológicos, especialmente suero, orina y líquido
cefalorraquídeo. Se basa en la aplicación de un campo eléctrico
sobre una solución en la que hay distintas moléculas cargadas,
que m igrarán hacia el electrodo de carga opuesta a la suya (fig.
2-13). La velocidad de migración depende de las siguientes propiedades:
1. Carga, tam año y form a de las partículas.
2. Corriente, voltaje y potencia del cam po eléctrico aplicado.
3. Propiedades fisicoquímicas del medio de soporte.
4. pH, fuerza iónica y tipo de iones del tampón de electroforesis.
5. Temperatura y tiempo de electroforesis.
El tam pón sirve de conductor de la corriente eléctrica que
se aplica al sistema y, además, fija el pH al cual estará la m uestra
que se va a separar. En concreto, las proteínas tienen una
constante de disociación en ácido (pK^) determinada, de forma
que el pH del tam pón fija el tipo de carga que presentará el
soluto, su grado de ionización y el electrodo hacia el cual
Fuente de alimentación
+
Gel de separación
Electrodo
Tampón
Figura 2-13. Esquema de una cubeta de electroforesis.

26 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Flujo neto hacia el cátodo
►
utilizarse en la separación de fragmentos pequeños de ácidos
nucleicos puesto que permite discernir fragmentos con una
diferencia de 1 a 50 pares de bases (bp).
Superficie
cargada —
negativamente
Actualm ente, en los laboratorios clínicos se utilizan sistemas
automatizados para la realización de electroforesis de agarosa,
que perm iten una elevada carga de trabajo, así com o
resultados reproducibles y comparables.
U na vez que los componentes de la muestra se han separado
en función de su carga y tam año, se recoge el gel y se fija para
que cada elemento se mantenga en la posición correspondiente.
Posteriormente, se tiñe el gel con un colorante específico para
el tipo de compuesto que se quiera determinar:
Migración de las Migración contraria
moléculas cargadas i por electroendósmosis
Punto de aplicación
Figura 2-14. Fenómeno de electroendósmosis: los cationes del tampón
se desplazan bajo el campo eléctrico y arrastran el agua de hidratación. El
resultado neto es un flujo de solvente hacia el cátodo. Abajo: movimiento
catódico de inmunoglobulinas en un proteinograma por el fenómeno de
electroendósmosis.
L
2 .
3.
El colorante más usado para proteínas por su sensibilidad
y facilidad de uso es el azul brillante de Coom assie que
absorbe a 550 nm y con él se pueden detectar hasta 0,2 fig
de proteínas. Este colorante se puede usar tanto en geles de
agarosa com o de poliacrilamida. Con la tinción de plata se
consigue in crem en tar unas 50 veces esta sensibilidad
mediante el empleo de geles de poliacrilamida.
Las lipoproteínas se tiñen con solución de sudán negro o
con rojo oleoso O.
Los ácidos nucleicos se pueden identificar debido a la fluorescencia
que producen con brom uro de etidio y se pueden
detectar hasta 10 ng.
m igrará. La fuerza iónica del tam pón determ ina el grosor de
la nube iónica que existirá alrededor de cada molécula cargada
y su migración. Cuanto mayor sea la concentración de iones,
m ayor será la nube iónica y, por tanto, el soluto tendrá m ayor
dificultad para el movimiento.
Existe gran variedad de soportes sobre los cuales se van a
separar las moléculas y los más usados son los siguientes:
1. Agarosa. Este polisacárido se utiliza am pliam ente para la
separación de moléculas de elevado peso m olecular, como
proteínas, ADN o lipoproteínas, ya que los poros de los
geles son grandes. Se emplean concentraciones de agarosa
entre el 0,3 y el 2% y la electroforesis se realiza horizontalm
ente por el grosor del gel. Algunas agarosas captan
grupos hidroxilo del tam pón m ientras se cargan negativam
ente y se rodean de una nube de cationes hidratados.
Cuando se aplica la corriente, se produce el fenómeno de
electroendósm osis, que consiste en un m ovim iento de la
nube de cationes hacia el cátodo. Las m oléculas débilm
ente cargadas son así arrastradas por este flujo hacia el
cátodo (fig. 2-14). Esta propiedad es muy útil para separar
proteínas, pero tam bién hay agarosas que están preparadas
para no tener electroendósm osis, tal y com o son las
agarosas purificadas, que se emplean para la electroforesis
del ADN.
2. Poliacrilamida. Estos geles se preparan creando polímeros de
acrilam ida gracias a catalizadores. Estos geles presentan
numerosas ventajas (son transparentes, termoestables, químicamente
inertes, resistentes, etc.). Estos geles son más estrechos
y la electroforesis se realiza verticalmente. Sin embargo,
son más difíciles de preparar que los anteriores y no son tan
utilizados en el laboratorio habitualmente. Además, en función
de la concentración de acrilamida que se emplee en la
preparación de los geles, se puede variar el tam año del poro
del gel, según las necesidades. Este tipo de geles también puede
Tras la fijación y tinción de las proteínas, las distintas bandas,
que pueden corresponder a una sola proteína o a un conjunto
de ellas, se cuantifican mediante densitometría. El densitóm
etro es un sistem a óptico m ediante el cual se mide la
transm itancia de cada fracción teñida respecto a la del total de
la m uestra. De esta form a, si se conoce la concentración total
de proteínas, se puede calcu lar la correspondiente a cada
banda. A lo largo de este libro se presentarán numerosos ejemplos
de electroforesis.
Electroforesis capilar
En la electroforesis capilar, las muestras se separan en un
tubo capilar largo, de aproxim adam ente unos 50 ¡im de diám
etro y de unos 50 cm de longitud, de sílice fundido relleno
con un tam pón y en el cual se aplica un voltaje muy elevado
(10-30 kV). La m uestra se coloca en un extrem o del capilar y
se sitúa un detector, norm alm ente un espectrofotóm etro, en
el otro extrem o. La separación de los componentes de la muestra
se basa en la carga, tam año, hidrofobicidad y estereoespecificidad.
El flujo electroosm ótico es im portante debido al
intenso cam po eléctrico, de m odo que el movim iento del tam ­
pón hacia el cátodo arrastra todas las moléculas.
La electroforesis capilar, en cierto m odo, es sim ilar a las
técnicas de H PLC y con ellas com parte muchas aplicaciones.
Tiene una elevada resolución y el núm ero de platos teóricos
(10^-10®) es de un orden de m agnitu d superior a la de la
H PLC . Tiene otras im portantes ventajas, algunas de las cu a­
les son el hecho de que se emplean muy pequeños volúmenes
de tam pón y de m uestra (del orden de nL), las condiciones
an alíticas se pueden m o d ificar fácilm ente y es rápida (de
unos pocos minutos de duración). Esta técnica se ha empleado
para separar y cuan tificar proteínas, ADN, iones y m etabolitos,
etc.

Capítu lo 2— Metodología analítica I. Técnicas generales 27
F:
Pico base
'21
=22^
Figura 2-15A. Esquema de un espectro de masas. El ion molecular (M*)
es la molécula ionizada. El pico base es el fragmento más abundante, al
cual se le asigna el 100%. La abundancia de los otros iones se muestra
referida al pico base.
E sp e ctro m etría de m asas
La espectrom etría de masas es una técnica compleja y especializada
para la determinación tanto cualitativa com o cuantitativa
de analitos. El fundam ento de ésta consiste en la ionización
de la molécula de interés y posterior separación de los
distintos iones formados para m edir la m asa de dichos fragmentos.
Con ello se consigue identificar cada elemento a partir
de una mezcla de iones mediante la determ inación de las
relaciones de m asa/carga (m/z) (ñg. 2-15A). Teniendo en cuenta
que cualquier com puesto tiene m asa, la esp ectrom etría de
masas es un detector universal.
Un espectro de m asas está form ado por la abundancia relativa
de cada ion, en función de su relación de m /z. La mayoría
de los iones tiene una única carga positiva, por lo que la separación
de éstos se realiza de acuerdo con su masa. El ion sin
fragm entar de la molécula original se denomina ion m olecular
(M""). Según su estabilidad, tendrá mayor o menor fragm entación
(F) posterior:
M + e”
^ F "
+ 2e-
+ F "-^+F ”
El ion m ás abundante en el espectro de masas se denomina
pico base y se le asigna un valor relativo del 100%. Al utilizar
la abundancia relativa de cada fragm ento iónico, se consigue
m inim izar la variabilidad propia del aparato y perm ite com ­
parar los espectros de m asas obtenidos por distintos equipos.
P ara un determ inado sistem a de ionización, la separación,
detección, y el tipo de fragm entación de la m olécula en los
iones es siempre igual. La fragmentación de cada ion en esaces
concretos depende de su estru ctu ra quím ica, por lo que es
posible determ inar la estructura de cada analito en función de
su espectro de masas. Adem ás, actualm ente existen librerías
de espectros que ayudan en la identificación sin error de los
analitos.
La espectrom etría de masas es una técnica rápida y los procedim
ientos basados en estas técnicas son muy específicos ya
que puede identificar sin error las moléculas y proporcionar
un espectro característico de cada m olécula de form a que
ofrece información estructural. Así, puede informar de la existencia
de isótopos o m odificaciones postraduccionales de la
proteina. Además, es una técnica cuantitativa muy sensible ya
que permite detectar concentraciones extremadamente pequeñas.
Instrumentación
La instrumentación de un espectróm etro de masas consiste
básicamente en los siguientes componentes (fig. 2-15B):
1. Sistema de introducción de muestra, que puede ser directo
o acoplado a un sistema de separación previo de crom atografía
de gases, H PLC o electroforesis capilar. Independientemente
de los métodos de separación previos, la muestra
ha de entrar en el sistema en estado gaseoso.
2. Sistema de vacío. Es necesario que los iones no colisionen
con ninguna otra molécula durante su interacción con los
campos eléctricos o magnéticos. Para ello, se utilizan vacíos
de 10’ ^a 10’’ torr, dependiendo del tipo de analizador de
m asas, que se consiguen mediante un vacío m ecánico y
una bomba de vacío de alta eficiencia.
3. Sistema de ionización de la muestra. Para ello existen distintas
técnicas que se em plean según las sustancias que
deben analizarse. Cuando las m oléculas tienen un peso
Sistema de ionización
{impacto electrónico)
I— I
Analizador (filtro de
sector magnético)
Muestra
gaseosa
Iones
Imán: el radio de cun/atura depende
de la relación de m/z
Iones con una relación de
m/z adecuada
Detector
Figura 2-1SB. Esquema de un espectrómetro de masas. Un haz de electrones causa la ionización y fragmentación de las moléculas. Los iones formados
pasan a través de un campo magnético, en que los iones más pesados tienen una trayectoria más recta y los más ligeros se desvían mucho. Si
se modifica el campo magnético, se detectan las abundancias de los fragmentos con diferente relación de masa/carga (m/z).

28 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
m olecular inferior a 1.000 D y una polaridad m edia o baja,
se emplea norm alm ente el im pacto electrónico, en el cual
un haz de electrones im pacta sobre la m uestra gaseosa y
produce la ionización y fragmentación del compuesto. Otra
técnica es la ionización quím ica, que em plea energías
menores. Para moléculas más grandes, com o proteínas, se
emplean otros métodos de ionización, com o el bombardeo
por átom os rápidos (FAB, del inglés,/a5f atom bombardment)
o la desorción láser asistida por m atriz (M ALDI, del
inglés matrix-assisted láser desorption/ionization). El sistem
a FAB sirve para m oléculas de 1 0 0 -5 .0 0 0 kD a y el
sistema M ALDI ioniza de form a no destructiva moléculas
de m ayor peso molecular, hasta 3 0 0 .000 D.
4. Analizador de masas, que separa los iones producidos en
función de su relación de m /z. Para ello existen varios tipos
de sistemas:
a) Sector magnético que emplea un cam po magnético para
separar los iones.
b) Cuadrupolo eléctrico, que emplea cuatro polos paralelos
de cuyo cam po va cambiando por radiofrecuencia
de form a que selecciona determinados iones con una
relación adecuada de m /z.
c) Tiempo de vuelo (TOF, del inglés time o f flightj, que se
emplea abundantemente en el caso de moléculas grandes,
asociado con sistemas de ionización M ALD L En
este sistema, el ion viaja de form a acelerada a través del
instrumento y finalmente colisiona con un detector fijo,
donde se destruye y es detectado por el aparato.
5. Detector. La mayoría de los espectrómetros de masas utilizan
multiplicadores de electrones para la detección de iones.
Existen distintos tipos de multiplicadores, que se basan en
un proceso de avalancha o cascada que se repite por una
cadena de dínodos y que permite una ganancia de 10^-10®
electrones.
6. A nalizador de datos. E n los actuales espectróm etros de
masas, la señal inicial producida por el aparato se digitaliza
y el ordenador procesa esta señal. Sin embargo, la can ­
tidad de información que aporta este tipo de análisis es tan
amplia que es necesario manejarla mediante los programas
de software proporcionados por el fabricante.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Surtís C, A stw oodE. Burns D (eds.). Tietz textbookofclinical chemistry
and molecular diagnostics, 4.* edición. San Luis; Elsevier-Saunders, 2006.
González de Buitrago JM. Técnicas y métodos del laboratorio clínico, 2.‘ edición.
Barcelona: Masson, 2004.
Harris D C (ed.). Análisis químico cuantitativo, 3.* edición. Barcelona: Reverte,
2007.
Kaplan LA, Pesce AJ. Clinical C tem istry; Theory, Analysis Correlatíon,
5.* edición. San Luís; Mosby-Elsevier, 2010.
Skoog DR, HoUer FJ, Crouch SR (eds.). Principios de análisis instrumental,
6.* edición. México: Cengage Learning, 2008.

Capítulo
Metodología analítica II.
Técnicas inmunoquímicas
y de biología molecular
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Técnicas de inm unoanálisis 29
Tipo de inmunoanálisis 30
Reactividad cruzada y estabilidad del antigeno 30
Moléculas de detección 30
Cuantificación y sensibilidad analíticas 31
inmunoanálisis competitivo 32
inmunoanálisis no competitivo de tipo sándwich 33
Técnicas de b io lo gía m olecular 35
Aislamiento de los ácidos nucleicos 35
Análisis de longitud de fragmentos de restricción del ADN 35
Técnicas de hibridación 36
Reacción en cadena de la polimerasa 37
Algunas modificaciones del método de PCR 39
Secuenciación 41
A n á lisis de proteínas m ediante transferencia
de tip o W estern 41
M icrochips 42
Referencias adicionales 43
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Explicar la diferencia entre inmunoanálisis competitivo y no
competitivo e inmunoanálisis homogéneo y heterogéneo.
• Poner un ejemplo de inmunoanálisis competitivo.
• Poner un ejemplo de un análisis de tipo sándvi/ich.
• Describir de forma resumida el uso de las enzimas
de restricción en el laboratorio clínico.
• Describir de forma resumida los principios de las técnicas
de reacción en cadena de la polimerasa (PCR).
• Describir de forma resumida las técnicas de hibridación:
transferencia de tipo Southern, de tipo Northern
y de tipo Western.
• Describir de forma resumida la secuenciación del ADN.
• Describir en qué consiste un microchip.
con el antígeno se debe a distintas fuerzas de interacción (electrostáticas,
de van der W aals-London, dipolo-dipolo e interacciones
hidrofóbicas). La suma de las intensidades de estas fuerzas
determina la fuerza de atracción o afinidad del anticuerpo
por el antígeno. De esta form a se establece un equilibrio del
siguiente tipo:
A g + A c ■
>Ag:Ac
Esta afinidad se determina por la constante de afinidad, K^,
que según la ley de acción de masas, en el equilibrio corresponde
a la siguiente ecuación:
[Ag:Ac]
K .--------------------
[Ag] X [Ac]
Técnicas de in m u n o an á lisis
Las técnicas inm unoquím icas se basan en la detección de
un analito o antígeno (Ag) en un espécimen biológico mediante
la utilización de un anticuerpo (Ac) frente a aquél. El antígeno
puede ser cualquier tipo de sustancia, com o esteroides o proteínas,
que sea reconocida por un anticuerpo específico. Se
emplean anticuerpos policlonales o monoclonales y su unión
se expresa en 1/mol y, cuanto m ayor sea el valor de K^,
mayor será la añnidad del anticuerpo por el antígeno. Algunos
analitos circulan unidos a proteínas con una afinidad en torno
a 10® L/m ol, pero la de los anticuerpos empleados en los
inmunoanálisis es superior en varios órdenes de magnitud, en
torno a 10‘“ L/m ol, lo que permite una adecuada unión.
Las técnicas inmunoquímicas presentan una especificidad
que depende, principalmente, de la propia especificidad y de
la afinidad que presenta cada anticuerpo por su antígeno. Este
tipo de técnicas se pueden utilizar tanto para inmunoanálisis
cualitativos com o cuantitativos.

30 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Tipo de inmunoanálisis
Los inm unoanálisis son m étodos que se emplean para la
detección de antigenos o anticuerpos en las muestras biológicas
y en los cuales uno de ellos está m arcado con una partícula
que perm ite detectarlo. Son una de las técnicas más utilizadas
en el laboratorio clínico ya que se puede cuantificar una gran
variedad de moléculas, como:
1. Proteínas: inmunoglobulinas, horm onas peptídicas, etc.
2. Antigenos vincos; virus de la hepatitis B, del V IH , etc.
3. Horm onas esteroideas: cortisol, testosterona, etc.
4. Prostaglanáinas.
5. M edicamentos: antiepilépticos, antibióticos, etc.
6. Drogas de abuso y otras.
En los inmunoanálisis se emplea una m olécula m arcadora,
que se une al antígeno (Ag*) o al anticuerpo (Ac*) y se detecta
y cuantifica. Dependiendo del diseño, los inmunoanálisis pueden
clasificarse:
1. Según se produzca una competición entre la molécula m arcada
y no m arcada por los lugares de unión en el ligando
se clasifican en análisis competitivos y no competitivos. En
los análisis competitivos, cuanto menor es la concentración
del analito en la m uestra, m ayor es la señal, m ientras que
en los no competitivos la relación es directam ente proporcional,
esto es, a m ayor concentración del analito en la
m uestra, m ayor es la señal producida.
2. Según sea necesaria una separación del complejo Ag-Ac
del ligando libre tras la incubación se clasifican en análisis
homogéneos o heterogéneos. En los prim eros no se separan
m ientras que en los segundos se necesita un paso de
separación del com plejo, que suele realizarse m ediante
lavados con tam pón.
Los inmunoanálisis competitivos y no competitivos pueden
ser, a su vez, hom ogéneos o heterogéneos, los cuales suelen
tener menos interferencias y son m ás sensibles que los hom o­
géneos. Estos últim os utilizan las características de algunas
moléculas m arcadoras de que su com portam iento es distinto
cuando el antígeno está unido al anticuerpo que cuando está
libre. Los análisis homogéneos son más rápidos que los heterogéneos
al evitarse el paso intermedio de separación antes de
la detección.
Reactividad cruzada y
estabilidad del antígeno
Existen dos aspectos generales que hay que tener en cuenta
a la hora de realizar un inmunoanálisis. Uno es la especificidad
de los anticuerpos y otro, la estabilidad del antígeno en el
espécimen:
L Los anticuerpos se desarrollan buscando la m ayor especificidad
frente a los determinantes antigénicos de las m oléculas
que se quieren detectar. Sin embargo, puede ocu rrir
que estas estructuras antigénicas sean com partidas o sean
muy similares en otras moléculas. Si éstas se encuentran
presentes en las m uestras, pueden reaccionar con el anticuerpo
de form a análoga y producir reacciones cruzadas
y, consecuentemente, resultados falsamente elevados. Esto
ocurre con cierta frecuencia con los inmunoanálisis de hormonas
esteroideas, o de fárm acos que producen metabolitos
con estructuras parecidas a la molécula inicial; también
puede existir analogía con fárm acos que se estén administrando.
Por ello, en los equipos de inmunoanálisis suelen
incluir información de las posibles reacciones cruzadas del
anticuerpo. Es im portante tenerla en cuenta para evitar
falsas interpretaciones.
2. Los antigenos se determ inan habitualm ente en líquidos
biológicos, que son unos medios complejos. En p articu ­
lar, la degradación del antígeno en el espécim en puede
cau sar una falta de recon ocim ien to de éste por el anticuerpo.
La m odificación del antígeno depende de la naturaleza
de éste y del tipo de espécimen. Algunos son muy
estables y no precisan condiciones especiales de conservación
m ientras que otros, sobre todo las horm onas peptídicas
que están en concentración m uy baja, necesitan
mantenerse en frío y añadir inhibidores de proteasas para
evitar la acción de las enzimas del m edio. M uchos analitos
en la orina, com o las proteínas, sufren una degradación
por la acción bacteriana y por el pH ácido, que afecta
su reconocim iento por anticuerpos. Para evitar la degradación
del antígeno, es necesario mantenerlo a una tem ­
peratura de conservación adecuada y para períodos largos
generalm ente es preferible la congelación. Hay que tener
en cuenta que tam bién se puede producir una alteración
del antígeno p o r la repetida congelación y descongelación
del espécim en, por lo que ésta debe evitarse.
Moléculas de detección
Los inmunoanálisis requieren el empleo de moléculas m arcadoras
para detectar la unión entre antígeno y anticuerpo. El
m arcador empleado se ha de conjugar con facilidad con el antígeno
o anticuerpo y no ha de interferir con la reacción. Existe
gran variedad de m arcadores que se acoplan a la molécula que
se emplea para detectar el analito. El tipo de mareaje condiciona
el m étodo de detección. Existen métodos radioisotópicos,
los basados en la detección de luz (espectrofotom étrico,
fluorescente o luminiscente), de electroquim ioluminiscencia
o los que usan micropartículas.
Mareaje radioisotópico
Durante muchos años se han empleado en los análisis heterogéneos
isótopos radiactivos com o m arcadores, sobre todo
el ‘^^L ya que las m oléculas se pueden m arcar fácilmente sin
alterar sus características de unión al ligando. Al desintegrarse
este isótopo, emite una radiación y que puede ser detectada
con un equipo detector de estas emisiones. Las técnicas
radioisotópicas que lo utilizan son el radioinm unoanálisis
(RIA, del inglés radio-im m unoassay), en el cual el antígeno
está m arcado isotópicam ente, y el análisis radioinm unom é-
trico (IRM A, del inglés im m unoradiom etric assay), en el cual
el anticuerpo está m arcado. Aunque los métodos radioisotó-
picos son m uy sensibles, su uso cada vez es m enor. E sto es
debido, fundam entalm ente, a los problemas de seguridad y
de necesidad de instalaciones especiales para el empleo de
isótopos radioactivos y a la corta estabilidad de estos reactivos,
lim itada por la semivida del ‘^^I, que es de sólo 60 días.

Capítu lo 3— Metodología analítica II. Técnicas inmunoquímicas y de biología molecular 31
Mareaje con fluorescencia
Com o alternativa al mareaje radioisotópico está el mareaje
con moléculas fluorescentes, que se unen directamente al anticuerpo.
Una de las más usadas es el isotiocianato de fluoresceína,
que se puede conjugar fácilmente con los grupos amino
de las proteínas, absorbe a una longitud de onda de 4 00 nm y
emite a 4 90 nm. Algunos métodos emplean quelatos de tierras
raras, com o europio (Eu) o rubidio (Ru). Estos com puestos
tienen la particularidad de que la emisión fluorescente dura
unas 80 veces la de la fluoresceina, lo que permite separar los
tiempos de excitación y de emisión.
Mareaje con enzimas
Las técnicas de análisis de inmunoabsorción ligado a enzimas
(ELISA, del inglés enzyme-linked immunoaásorbent assay)
emplean enzimas que tienen una elevada actividad específica,
esto es, una elevada tasa de conversión de sustrato en producto.
Por ejemplo, la actividad de una de las enzimas más empleadas,
la peroxidasa de rábano picante, es de 2 2 0 .000 moles de
producto/m in/m ol de enzima a 37 °C . Poniendo un sustrato
cuyo producto sea medible, entonces se puede detectar la reacción
entre antigeno y anticuerpo y amplificar la señal. Además
de la peroxidasa, las principales enzimas empleadas son la fosfatasa
alcalina, la p-galactosidasa y la glucosa-6-P-deshidrogenasa.
Estas enzim as son fáciles de obtener y son estables
durante largo tiempo y en las condiciones de análisis. Con estas
enzimas se emplean distintos tipos de sustratos que producen
reacciones con diferentes sensibilidades:
L
Reacciones cromogénicas. U na reacción muy usada es la de
fosfatasa alcalina, que convierte las moléculas de p-nitrofenil-P,
incolora, en p-nitrofenol, que absorbe fuertemente
a 405 nm :
Fosfatasa alcalina
p-Nitrofenil-P • •p-nitrofenol + P
2. Reacciones de fluorescencia. Si se emplean sustratos fluorescentes
en la reacción, se puede conseguir una elevada
sensibilidad y, además, se pueden disminuir los tiempos de
incubación, lo que es im portante en los sistemas autom á­
ticos. Un sustrato que se emplea ampliamente es el com ­
puesto 4-metilumbeliferona-P, cuya hidrólisis por la fosfatasa
alcalin a produce la 4-m etilu m b eliferona, que es
fluorescente:
Fosfatasa alcalina
4-MetiIumbeliferona-P----------------------- > 4-metiIumbeliferona + P
3. Reacciones de luminiscencia. U na reacción de quimioluminiscencia
se produce cuando en la reacción química de un
compuesto orgánico se produce luz. Se emplean compuestos
com o ésteres de acridinio o luminol y la reacción quím
ica es de oxidación. Cuando la peroxidasa oxida el lum i­
nol, se emite un fotón a 4 0 0 -4 5 0 nm , que se puede medir:
Peroxidasa
2H -,0, + luminol-
luminol oxidado + H -,0 + hit
Con el empleo de moléculas amplificadoras (como la luciferina)
se generan miles de veces más de fotones y durante un largo
tiempo, y así aumenta la sensibilidad de la técnica. De hecho, este
método de detección es muy sensible, superior al método radioisotópico,
y se emplea en métodos de inmunoanálisis altamente
sensibles con la peroxidasa unida a anticuerpos.
El instrum ento de medida se llam a lum inóm etro. Consta
de una célula de reacción aislada de la luz, un sistema de inyección
y mezcla de m uestra y reactivos, un detector de luz y un
procesador de señal.
La bioluminiscencia es una form a de quimioluminiscencia
biológica en que la reacción de oxidación está catalizada por
la enzima luciferasa:
Luciferina + O, + ATP-
Luciferasa
Oxiluciferina + hu
Com o cada adenosina trifosfato (ATP) produce un fotón, la
cantidad de éstos es proporcional al ATP consumido.
Electroquimioluminiscencia
En la electroquimioluminiscencia, la molécula marcada producirá
luz tras oxidarse en la superficie de un electrodo gracias
a una corriente eléctrica. Estas técnicas se han introducido
ampliamente dentro del laboratorio en los equipos de inm u­
noanálisis o de biología m olecular y los quelatos de rutenio
son uno de los sustratos más utilizados. Tienen la gran ventaja
de que su límite de detección es extremadamente bajo, inferior
a 10’ ‘^ moles, y un intervalo de medida lineal de varios órdenes
de m agnitud. E n este caso, la cubeta de reacción de los
lum inóm etros cuenta también con un electrodo para desencadenar
la reacción electroquím ica.
MIcroparticuias
Las m icropartículas se pueden unir covalentemente a varios
ligandos de form a que la reacción entre A g y A c form a agregados
que se pueden detectar por técnicas turbidim étricas o
nefelométricas. La agregación m áxim a se produce en la zona
de equivalencia, donde hay una proporción adecuada entre las
concentraciones de antigeno y las de anticuerpo (fig. 3-1).
Cuando existen concentraciones elevadas de antigeno, se produce
el fenómeno de prozona o efecto «gancho». Una concentración
excesiva de antigeno favorece la formación de complejos
solubles y un descenso de la turbidez, lo que produce valores
felsamente bajos de concentración. Por ello, los equipos automáticos
siguen cinéticamente el proceso para identificar las tres
foses y realizar la dilución de la muestra más adecuada.
Cuantificación y sensibilidad analíticas
Para cuantificar el analito, se emplea una curva de calibrado
con diversas concentraciones de patrones. Existen patrones
internacionales de muchas moléculas proporcionados por la
OMS o de sociedades científicas, com o la International Federation
o f Clinical Chem istry (IFCC). Esto facilita la estandarización
de los m étodos. De otros analitos no existen patrones
internacionales, con lo que es m ás difícil com parar resultados
obtenidos con diferentes métodos.

32 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Efecto
«gancho»:
menor turbidez
Concentración de antígeno
Figura 3-1. Curva de precipitación entre antígeno y anticuerpo, y descenso de la turbidez por exceso de antígeno.
La cuantificación del analito se refiere a la especie inmunorreactiva.
Ello significa que la detección inmunológica no tiene
que estar necesariamente asociada con una actividad biológica.
Así, se pueden producir alteraciones en la proteína (a causa de
mutaciones, degradación, etc.) que provocan que la molécula no
tenga actividad y, sin embargo, sea detectable inmunológicamente
al no estar modificados los determinantes antigénicos.
Las técnicas de inmunoanálisis son métodos muy sensibles,
en que es posible detectar sustancias del orden de pg/L o, incluso,
inferiores. La sensibilidad depende de diversos factores, como
es la afinidad del anticuerpo por el antigeno, el tipo de sistema
de detección o las uniones inespecíñcas (tabla 3-1).
Inmunoanálisis competitivo
Es una técnica en que el antigeno que se quiere determ inar
(Ag) compite con una cantidad fija de antígeno m arcado (Ag*)
Tabla 3-1. Características de alg unos
inmunoanálisis
Tipos
Límite de
detección
(mol/L)
Inm unonefelom etría
1 0 -1 0
No
RIA 1 0 -" No
IRM A 1 0 -” No
ELISA 1 0 -” Sí
Electroquimioluminíscencia 1 0 -’= Sí
Amplificación
de la señal
ELISA: Análisis de inmunoabsorción ligado a enzimas (del inglés,
enzyme-linkedimmunoadsorbentassay); IRMA: análisis radioinmunométrico
(del inglés, immunoradiometricassay); RIA: radioinmunoanálisis
(del inglés, radio-immunoassay)
adicionado por la unión a una cantidad limitada de anticuerpo
(Ac). La afinidad de unión de ambos antígenos (m arcado y no
m arcado) por el anticuerpo ha de ser la misma:
A g + Ag* + A c ■ AcAg + A cAg* + A g’
La adición de am bos antígenos puede ser sim ultánea o
secuencia! (fig. 3-2A):
1. Si el antígeno m arcado y el antígeno no m arcado (el de la
muestra) se añaden simultáneamente, com petirán entre sí
por la unión al anticuerpo durante la incubación. Por tanto,
la cantidad de antígeno m arcado unido al anticuerpo será
inversamente proporcional a la cantidad de antígeno existente
en la m uestra del paciente.
2. En caso de que los reactivos se añadan de manera secuencial, la
muestra, que contiene el ant^eno sin marcar, se mezcla inicialmente
con un exceso de anticuerpo y necesita un tiempo de
incubación para que la unión entre antígeno y anticuerpo
alcance el equilibrio. Tras lavar, se añade el antígeno marcado y
se dqa incubar hasta que nuevamente se alcance el equilibrio.
Posteriormente, se procede a la separación y determinación
del antígeno marcado, lo que será proporcional a la concentración
inicial del antigeno sin marcar. En los análisis en que la adición
del antígeno es secuencial, se consigue que una m ayor cantidad
de antígeno no m arcado se una al anticuerpo, lo que una
mejora el límite de detección de la técnica y la convierte en la
técnica de elección cuando se desea determinar concentraciones
de sustancia muy poco abundantes en las muestras biológicas.
A veces, no es posible m arcar algunos analitos y, en este caso,
se puede preparar el inmunoanálisis, m arcando el anticuerpo.
Inicialmente, el antígeno que va a competir con el de la muestra
se encuentra inmovilizado en un soporte sólido. A éste se añade
el anticuerpo marcado junto con la muestra que contiene el analito
que se desea determinar. De esta forma, existe una compe-

Capítu lo 3— Metodología analítica II. Técnicas inmunoquímicas y de biología molecular 33
1. Adición de la
muestra y la
molécula marcada
2. Incubación y lavado
para separar los
antígenos no unidos
3. Detección del mareaje
y cuantificación
1. Adición de la
muestra y el
anticuerpo marcado
2. Incubación y lavado
para separar el
anticuerpo unido al
antígeno de la muestra
3. Detección del mareaje
y cuantificación
Figura 3-2A.
Inmunoanálisis competitivo en que esté marcado el antígeno (arriba) o el anticuerpo (abajo).
tencia entre el antígeno inmovilizado y el de la muestra por el
anticuerpo m arcado que está en una cantidad limitante. Tras
unos lavados para eliminar el anticuerpo no unido al antígeno
inmovilizado, se cuantifica el anticuerpo que queda unido.
Con una serie de calibradores se construye una curva, en que
la cantidad de señal generada será inversamente proporcional
a la cantidad de antígeno en la m uestra del paciente. La señal
m áxim a (B^^) corresponde al estándar cero. Los datos se pueden
representar de varias maneras, com o (tabla 3-2 y fíg. 3-2B):
L Unido/libre frente a la concentración de antígeno.
2. Porcentaje de unido frente al logaritmo de la concentración
de antígeno.
3. Logit % unido/B^¿j frente a la concentración de antígeno
o su logaritm o, en que en muchas ocasiones la curva de
calibración se convierte en lineal:
Logit % unido/B„ 4^ = log [100 x (B /B „ J / ( l - B /B „ J
Inmunoanálisis no competitivo
de tipo sándwich
Se utiliza un anticuerpo de captu ra unido a un soporte
sólido (pocilios de placas, tubos de ensayo, etc.; fig. 3-3A ). A
continuación, se añade la m uestra del paciente que contiene el
antígeno de interés, que se unirá al anticuerpo. La unión inespecífica
de los anticuerpos al pocilio se detecta m ediante el
empleo de un blanco, que contiene todos los reactivos, pero no
la m uestra que debe analizarse. Tras una serie de lavados para
elim inar las m oléculas no unidas o las unidas inespecíficamente,
se añade el anticuerpo de detección que está conjugado
con un m arcador, com o una enzima, por ejemplo. Al añadir
el sustrato correspondiente, la cantidad de éste transform ado
por la enzima será proporcional a la cantidad de antígeno presente
en la m uestra (ñg. 3-3B). Para que se cumpla esta proporcionalidad,
tanto el anticuerpo de captura com o el de detección
deben estar en exceso respecto al antígeno que se desea
Tabla 3-2. Ejemplo de un análisis competitivo
Reactivos iniciales Producto final Cálculo
Ag
Ag*
inicial
Ac AcAg* A g*
final
Unido/libre
AcAg*/ A g* final
% U n id o
100 X AcAg*/
A g * inicial
Logit % U nido/
0 40 2 0 2 0 , 0 2 0 , 0 1 , 0 0 50,00
1 0 40 2 0 16,0 24,0 0,67 40,00 2 , 6
2 0 40 2 0 13,3 26,7 0,50 33,33 2,3
40 40 2 0 1 0 , 0 30,0 0,33 25,00 2 , 0
80 40 2 0 6,7 33,3 0 , 2 0 16,67 1,7
1 0 0 40 2 0 5,7 34,3 0,17 14,29 1 , 6
Ac: anticuerpo; Ag: antígeno;
señal máxima.

34 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Concentración
Log. concentración
Figura 3-2B. Inmunoanálisis competitivo. Se muestran gráficamente los resultados de la tabla 3-1. Obsérvese la linealización de los datos.
Incubación
Adición
y lavado
del segundo
-
anticuerpo
/\ 1/•
YYYYY 1
Anticuerpo de captura
\
Incubación
y lavado
Anticuerpo
de
detección
Detección
y cuantificación
Adición
de sustrato
Figura 3-3A. Inmunoanálisis no competitivo de tipo sándw/ich.
ST4 ST3 ST2
Concentración
ST1
S T i
ST2
ST3 O
ST 4
O
Blanco
O
Muestra
O
•
•
Figura 3-3B. Relación entre la concentración de antígeno y la señal en
un inmunoanálisis de tipo sándw/ich.
determinar. La incubación de la m uestra con los anticuerpos
de captura y de detección puede realizarse a la vez en el caso de
que éstos sean monoclonales y que reconozcan epitopos distintos
del antígeno.
Si se realizan adiciones a las incubaciones simultáneas, puede
producirse el fenómeno de prozona o «efecto gancho», cuando
el antígeno satura tanto el anticuerpo de captura como el conjugado
e impide que se forme el sándwich. Esto produce que se
determine una concentración aparente menor que la real.
Los anticuerpos que se emplean en los inmunoanálisis están
desarrollados en otras especies, com o ratón o cabra. En algunos
especímenes de pacientes existen anticuerpos heteróñios,
com o anticuerpos hum anos an tirratón (H A M A , del inglés
hum an anti-mouse antihoáies), que reaccionan con estos anticuerpos
usados en el análisis y producen resultados falsos y

Capítu lo 3— Metodología analítica II. Técnicas inmunoquímicas y de biología molecular 35
Figura 3-3C. Interferencia en un análisis de tipo sándwich por la existencia de anticuerpos heterófilos. HAMA, anticuerpos humanos antirratón
(del inglés, hum an anti-m ouse antibodies).
discordantes con la situación clínica del paciente. A veces, estos
anticuerpos frente a otras especies se producen por una exposición
evidente, com o el tratam iento con anticuerpos m onoclonales
de ratón, pero en la mayoría de las ocasiones la exposición
no existe. La existencia de anticuerpos heretófilos puede
producir dos tipos de interferencias (fig. 3-3C ):
1. Que se una al anticuerpo de captura y al de detección y de
este m odo se asimila a la existencia del analito en la m uestra.
Se producen resultados falsamente elevados.
2. Que sólo se una a uno de los anticuerpos y bloquee la unión
del analito. Se producen resultados falsamente bajos.
Técnicas de b io lo g ía m o lecu lar
En los últim os años, el diagnóstico mediante técnicas de
biología m olecular y proteóm ica ha traspasado las barreras
de la investigación. Éstas se han ido implantando progresivam
ente entre las técnicas habituales de laboratorio clínico. A
ello ha contribuido de forma decisiva la simplificación y autom
atización de los procesos y el abaratamiento de los costes.
M uchas de las técnicas de análisis de ácidos nucleicos se
basan en dos tipos de procesos:
1. La capacidad del ADN de unirse a cadenas complementarias
(de hibridarse), incluso, en soluciones complejas.
2. La acción de determinadas enzimas, especialmente las polim
erasas y las enzimas de restricción.
Uno de los especímenes más asequibles para obtener una elevada
cantidad de ADN son las células sanguíneas. Para ello, el
espécimen de sangre se obtiene con anticoagulante, como el ácido
cítrico-citrato-dextrosa (ACD) o ácido etilendíaminotetraacétíco
(EDTA), mejor que la heparina. Los leucocitos se pueden separar
a continuación mediante un gradiente de Fícoll o bien se puede
tratar directamente la sangre con un detergente de lisis. O tro tipo
de espécimen habitual es la biopsia de tejido. En este caso, para
evitar la acción de nucleasas, se congela en nitrógeno líquido la
biopsia una vez que se ha obtenido. Las células se separan y se
rompen mediante métodos mecánicos, como un homogeneizador,
y trabajando siempre sobre hielo.
£ Aislamiento de los ácidos nucleicos
£
@
La mayoría de los métodos de separación de ADN en la suspensión
celular (acuosa) se basan en la extracción de éstos con
disolventes orgánicos, com o es el fenol-cloroformo. Para elim
in ar las proteínas asociadas, se realiza una digestión con
enzimas proteolíticas, com o la proteinasa K, que además inactiva
las nucleasas. El A D N se queda en la fase acuosa superior
y posteriormente se purifica mediante precipitación con etanol.
El A RN es especialm ente sensible a la acción de enzimas
ARN -asas, que son muy abundantes. Por ello, el m aterial y las
soluciones que se emplean en su aislamiento se tratan con inactivadores
de estas enzim as, com o el dietilpirocarbonato. La
purificación del A R N es sim ilar a la del A D N y consiste en
extraerlo de la suspensión de la muestra con fenol-clorodormoacetato
de sodio a pH 5 ante tiocianato de guanidinio, como
sal caotrópica. Al igual que en el caso anterior, el ARN se purifica
por precipitación etanólica. Asimismo, para eliminar cualquier
resto de ADN, la m uestra se trata con una ADN-asa.
O tro método más rápido de purificación de los ácidos nucleicos
se basa en la utilización de microesferas param agnéticas, a
las cuales se adsorben los ácidos nucleicos. Estas microesferas
se retienen con un imán y se elimina el resto de la suspensión.
Existen procedim ientos com erciales que perm iten obtener
ADN o ARN de forma rápida y eficaz mediante el uso de variados
protocolos.
La concentración de ácidos nucleicos purificados se determ
ina midiendo la absorbancia a 2 6 0 nm de m odo que una
absorbancia de 1 corresponde a 50 m g/L de A D N o 4 0 m g/L
de ARN. La relación de absorbancias a 2 6 0 /2 8 0 nm sirve para
conocer la pureza de los ácidos nucleicos.
Los ácidos nucleicos obtenidos se han de conservar en condiciones
especiales para evitar su degradación, lo que es especialmente
importante para el ARN. De esta form a, el ADN se
puede conservar de forma adecuada en trisaminometano-EDTA
(Tris-EDTA) a 4 ®C, pero el ARN se ha de mantener a -7 0 '’C.
O tra alternativa de conservación tanto para el ADN como para
el ARN es en forma de precipitado etanólico a -2 0 ®C.
Análisis de longitud de fragmentos
de restricción del ADN
Las enzimas de restricción son unas endonucleasas que reconocen
secuencias específicas generalmente cortas de 4 -6 nucleótidos
en cada hebra del ADN, llamadas lugares de restricción,
e hidrolizan los grupos fosfatos, cortando en esas posiciones,
o en lugares adyacentes, en presencia de Mg^"". Las enzimas de
restricción reconocen secuencias de nucleótidos palindrómicas,
esto es, la m ism a secuencia en la dirección 5’->3’ de ambas

36 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Corte con extremos cohesivos
Gl^ATTC — ••• 3' EcoRI G 3' 5’ AATTC — ••• 3'
........•: -------------------► +
3'»*«— C T T A ^ — •••5' 3'»»»— CTTAA 5' 3 ' G — •••5'
Corte con extremos romos
5 '. . . _ G A Í A T C — ••• 3'
3'*»«— CTA{TAG — ••• 5'
EcoRV g A T 3 ‘
3 '**»— CTA5'
5'A TC — •••3'
3 'T A G — ••• 5'
Figura 3-4A. Ejemplos de corte del ADN mediante enzimas de restricción.
Marcador de pares
de bases
Extracción
del ADN
Digestión con
endonucleasas
Electroforesis
I I I I I I I h
ADN
Mutación
Nuevo punto de corte
Nuevos fragmentos
5 '...- G C A T T C -••• 3'
3 ',,,- C G T A A G -••• 5'
Mutación
5 '...- G Á A T T C -•••3'
3 ', „ _ C T t A ¿ e -••• 5'
Figura 3-4B. Análisis de mutaciones mediante empleo de enzimas de restricción. La aparición de una mutación causa un nuevo punto de corte
por la enzima de restricción. Los fragmentos se pueden detectar mediante electroforesis en gel de agarosa apareciendo un perfil de bandas diferente
por la mutación.
hebras de ADN. Por ejemplo, la enzima de restricción EcoRI
reconoce la secuencia G A A TTC y corta entre la G y la A en
ambas cadenas, creando fragmentos más pequeños (ñg. 3-4A ).
Esta escisión de EcoRI sería un ejemplo de corte escalonado o
cohesivo en que los extremos cortados se pueden volver a pegar.
En cambio, otras enzimas de restricción, com o la EcoRV, producen
cortes rom os, que no se pueden cohesionar.
Las enzim as de restricción perm iten obtener patrones de
fragmentos de digestión enzimática de ADN de tamaños característicos,
que se pueden separar mediante electroforesis en gel
de agarosa o de poliacrilamida. La forma más sencilla de visuahzar
elA D N tras la electroforesis es mediante tinción con brom
uro de etidio o SYBR Oreen. Estos com puestos producen
fluorescencia cuando se excitan al intercalarse con la doble
cadena de ADN m ientras que, si están libres en solución, pierden
la energía por interacciones con el m edio y no son fluorescentes.
O tra form a de visualizar fragmentos específicos es
m ediante técnicas de hibridación, com o la transferencia de
tipo Southern. El núm ero de sitios reconocidos por una endonucleasa
de restricción y el tam año de los fragmentos generados
son característicos.
Existen varios cientos de enzimas bacterianas que reconocen
secuencias específicas de ADN y que se emplean como una
herram ienta fundam ental de diagnóstico m olecular. U na
m utación es un cambio en la secuencia A D N por inserciones,
deleciones o sustituciones de bases. Este m étodo es muy útil
para detectar mutaciones que causan alteraciones en la secuencia
diana de las enzimas de restricción. En caso de que exista
una mutación, puede ocu rrir que se produzcan nuevos puntos
de corte o que la enzima no escinda el ADN al perderse el lugar de
reconocimiento. El resultado final es que se formen fragmentos
de diferente tam año generando en el gel un patrón de bandas
diferentes (fig. 3-4B). También es útil para analizar duplicaciones
si se crean nuevos puntos de corte. Del mismo modo, en las
deleciones desaparecen los lugares de recon ocim ien to de
las enzimas de restricción de forma que en los individuos homocigóticos
desaparecerán los fragmentos de corte de la enzima.
Técnicas de hibridación
Se emplean para detectar secuencias de ADN (transferencia
de tipo Southern, llam ada así por el Dr. Southern, que la describió)
o de A RN (transferencia de tipo Northern) de forma
m ucho más sencilla y eficaz que si se realiza en un gel. Ambos
tipos de transferencias son muy similares en los procedim ientos
esenciales. En el caso de la transferencia de tipo Southern,
los pasos son los siguientes:

Capítu lo 3— Metodología analítica II. Técnicas inmunoquímicas y de biología molecular 37
Electroforesis
Desnaturalización
Gel de agarosa
ADN de la muestra
©
Membrana j
Peso
; ; p ; ; ;
Gel de agarosa
Membrana de
nitrocelülosa
Hibridación
Película
Sonda de ADN marcada
Detección del ADN
Figura 3-5. Técnica de transferencia de tipo Southern.
1. En prim er lugar, se separa el A D N mediante una electroforesis
en gel de agarosa o de poliacrilamida si los fragm entos
de ADN son pequeños (ñg. 3-5). La distancia de m igración
depende del tam año de los fragm entos de m odo que
los más pequeños m igran más rápidamente. El tam año de
cad a fragm ento se determ ina utilizando un m arcad or
de ADN con fragmentos de tam año de pares de bases conocidos.
2. Posteriormente, el ADN se desnaturaliza con una solución
alcalina de form a que se separan las dobles cadenas de
ADN.
3. Luego se transfiere a un soporte sólido (m em brana de
nitrocelülosa o de nailon) m ediante capilaridad, vacío o
presión. El A D N se inmoviliza posteriormente por tratam
iento con calor o con luz UV, de m odo que cada fragm
ento de ácido nucleico transferido mantiene en la m em ­
brana su posición correspondiente en el gel.
4. La membrana con las cadenas de ácidos nucleicos se incuba
con una sonda de ADN m arcada que es complementaria a
la secuencia que se desea detectar y se deja un tiempo suficiente
para que se produzca la formación de la doble cadena
o hibridación. El mareaje de la sonda se realiza radiactivamente
con o, más frecuentemente, con un fluorocrom o
o con biotina. En este caso se emplea un segundo paso en
que se incuba con avidina unida a una enzima, que produce
la señal de quim iolum iniscencia al actuar sobre un
sustrato.
5. Tras la incubación y los lavados para elim inar el exceso de
sonda o uniones inespecíficas, la sonda hibridada se visualiza
mediante la exposición a una película sensible.
Estas técnicas se emplean norm alm ente cuando la reacción
en cadena de la polim erasa no es adecuada, com o el análisis
de un fragm ento m uy grande de ADN en un translocación
crom osóm ica o porque tiene un elevado contenido de bases
C y G .
Reacción en cadena de la polimerasa
La reacción en cadena de la polim erasa (PCR, del inglés,
polymerase chain reaction) es una técnica que perm ite amplificar
un segmento de A D N que debe estar flanqueado por dos
regiones de secuencia conocida ya que éstas se usan como moldes
de iniciación para realizar las copias. Perm ite obtener
copias de form a rápida y en grandes cantidades, m ás de un
millón de veces, de una secuencia específica de ADN. La ADNpolim
erasa que se emplea para am plificar el A D N ha de ser
termoestable y la más usada es la polimerasa Taq (de la bacteria
Thertnus aquaticus), que tiene u na actividad óptim a a
72 ®C y resiste tem peraturas de 95 ®C sin desnaturalizarse.
Se utilizan dos oligonucleótidos cebadores (pritners), generalm
ente sintéticos, de unos 2 0 -3 0 nucleótidos, que son com ­
plem entarios a las dos regiones que flanquean el segmento
que se desea am plificar, el cu al suele ser de unas 1 0 0 -6 0 0
pares de bases. Uno de los cebadores es com plem entario a un
extrem o 5 ’ del segm ento y el o tro es com p lem en tario al
extrem o 5’ de la cadena opuesta. De este m odo, la secuencia
de los oligonucleótidos usados com o cebadores y la distancia
entre ellos en el A D N que se va a am plificar, dan la especificidad
del producto y el tam año de la secuencia que se am plifica.
Inicialmente se añade al A D N que se desea amplificar, los
cebadores, una ADN-polim erasa, un tam pón con iones Mg^""
y los cuatro tipos de desoxinucleótidos trifosfeto (d ATP, dTTP,
dGTP y dCTP) en exceso. La amplificación se lleva a cabo en
un equipo llamado term ociclador en que se repiten unos ciclos
de amplificación del ADN. Los productos form ados en cada
ciclo sirven de molde para el siguiente ciclo, de form a que la
cantidad de ADN sintetizado crece de form a exponencial. El
proceso consta de los siguientes pasos (fig. 3-6A ):
1. U na etapa inicial de unos 5 m in a unos 9 4 ®C antes de
com enzar los ciclos para inactivar proteasas y nucleasas

38 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Fragmento que va
y a amplificarse r,
. . g
i
Cebadores
i
^
Desnaturalización •
Hibridación
i ADN-polimerasa
25-40 ciclos
Elongación
ADN amplificado
Min
Figura 3-6A. Reacción de la cadena de la polimerasa en que el ADN se somete a ciclos de desnaturalización, hibridación y elongación con la enzima
ADN-polimerasa. Se indican los cambios de temperatura durante el proceso de los ciclos.
de la muestra y para desnaturalizar completamente el ADN
que se va a amplificar.
2. Después, 2 5 -4 0 ciclos, cada uno de los cuales consta de los
siguientes pasos:
a) Fase de hibridación (annealing), para lo cual se dism i­
nuye la tem peratura a 5 0 -6 5 ®C durante 1-2 m in para
perm itir que los cebadores se hibriden con sus respectivas
secuencias com plem entarias en el ADN que se
desea am plificar.
b) Fase de elongación, en la cual se eleva la tem peratura a
unos 72 ®C, dependiendo de la polimerasa. Esta tem ­
peratura es adecuada para que esta enzima sintetice una
secuencia complementaria usando el ADN como molde
a partir del cebador y de los desoxinucleótidos trifosfato
en dirección 3’. Esta fase se mantiene durante un
tiempo suficiente para que se realice la copia completa
(1-3 min).
c) Fase de desnaturalización m ediante calentam iento a
unos 94 ■’C durante 1 min, en la cual se separan las dos
hebras del A D N para producir hebras sencillas.
3. Al term in ar los ciclos, hay una etapa final, en la cual se
prolonga la últim a elongación unos 10 m in para asegurar
que todos los fragmentos se han amplificado.
El núm ero de amplificaciones del ADN de partida será de
2 n.“decidos eficacia óptim a; por ejemplo, tras 20 ciclos
se form an 2“ copias, esto es, el ADN se amplifica m ás de un
millón de veces. El producto de las amplificaciones (P) que se
obtiene también depende de la cantidad de copias de ADN inicial
(C):
P _ ^ y 2^'“ ciclos
La detección de los productos de PC R se puede realizar
mediante técnicas com o la electroforesis en gel de agarosa, ya
que la cantidad que se produce suele ser suficiente para visualizarse
con tinción con brom uro de etidio o SYBR Green.
Esta técnica de biología molecular es la más utilizada en los
laboratorios clínicos ya que permite detectar de forma rápida
pequeñas cantidades de ADN y es muy específica de la secuencia.
Además, es sencilla y automatizable y existen tanto equipos
como sistemas comerciales para realizarla. Se utiliza en la detección
de diversos agentes infecciosos que son difícilmente cultivables
(VIH , etc.). También tiene aplicaciones en la detección
de mutaciones puntuales, deleciones o inserciones (analizando
la longitud del producto de la PCR), o incluso translocaciones.
Debido a su elevada sensibilidad, es necesaria una gran m eticulosidad
en el procedimiento y en la limpieza para evitar contaminaciones
que alteren el resultado.
Un ejemplo de la aplicación de la PCR en la farm acogenóm
ica se puede observar en la figura 3-6B . El m edicam ento
antineoplásico 5-fluorouracilo actúa inhibiendo la enzim a
timidilato-sintasa e impide el crecim iento tum oral. La presencia
de tres repeticiones en tándem de 28 pares de bases en la
región prom otora del gen de esta enzim a causa un aumento
de su expresión. Así pues, los individuos homocigóticos para
el polim orfism o de tres repeticiones tienen una respuesta
m enor al fárm aco ya que presentan m ayor expresión de esta
enzim a que los que tienen dos repeticiones. La detección de
las repeticiones en tándem se realiza mediante el siguiente procedimiento:
Se extrae sangre con ED TA y se separan las células
mononucleares con un gradiente de Ficoll. Posteriormente
se extrae del ADN, que se amplifica mediante PCR y los productos
amplificados se separan en un gel de agarosa. Se identifica
a los individuos quimiorresistentes por la m igración más
lenta del fragm ento amplificado de 3 repeticiones respecto al
fragm ento de 2 repeticiones.

Capítu lo 3— Metodología analítica II. Técnicas inmunoquímicas y de biología molecular 39
Extracción
del ADN
Repeticiones en
tándem de 28 pb
5 ' ^ ^ R ■ R ’
-fs n -
R T R ^^~TYMS
1. PCR
'3 ' 2. Electroforesis
'3'
A B C M = 50pb
Células
del paciente
Gen de TYMS
Figura 3-6B. Ejemplo de aplicación de reacción en cadena de la polimerasa (PCR): análisis de las repeticiones en tándem en el promotor del gen que
codifica la enzima timidilato-sintasa (TYMS). La cuarta calle corresponde al marcador de tamaño de pares de bases (pb). A: homocigoto para 3 repeticiones
{3R/3R). C: homocigoto para 2 repeticiones (2R/2R). B: heterocigoto (2R/3R).
Algunas modificaciones del método de PCR
Análisis del polimorfismo conformacionai
de cadena sencilla de ADN
El análisis de polimorfismo conformacionai de cadena sencilla
de A D N (SSCP, del inglés single-strand conform ation
polymorphism) es una técnica que permite analizar la existencia
de mutaciones, y se basa en las diferentes estructuras secundarias
que se forman al desnaturalizar el ADN. Tras la realización
de la PCR del fragmento de interés, se procede a una desnaturalización
con calor. A continuación se deja renaturalizar el
ADN de forma que se establezcan uniones intracatenarias. La
estructura tridimensional de esta cadena depende de la secuencia
de nucleótidos, por lo que, si varía algún nucleótido, las cadenas
form arán estructuras diferentes. Al realizar una electroforesis
en un gel de poliacrilam ida no desnaturalizante, la
distancia de m igración de las cadenas depende también de su
forma. Si existen mutaciones, aunque sólo sea de un nucleótido,
las cadenas formarán estructuras diferentes y, al realizar la electroforesis,
aparecerán nuevas bandas de migración.
PCR con transcriptasa inversa
La PC R con tran scrip tasa inversa (R T-PC R , del inglés,
reverse transcriptase) es un método que se emplea para la detección
de ARN y tiene utilidad para analizar la expresión génica,
pues sirve para analizar el A RN m de las células. Para ello se
sintetiza previamente un ADN com plem entario (ADNc) del
ARN , empleando la enzima transcriptasa inversa. Este ADN
complementario se amplifica posteriormente mediante la técnica
de PCR, empleando los cebadores relativos a la secuencia
del A RN que se pretende analizar.
PCR cuantitativa
La PCR cuantitativa o PCR en tiempo real emplea el mismo
procedim iento que la PCR tradicional, pero se va m onitorizando
el increm ento de la amplificación mediante técnicas de
fluorescencia diversas como:
1.
■) z.
Incluir un fluorocrom o, com o SYBR Oreen (que se excita
a 4 88 nm y emite a 522 nm ), que se une de forma inespecífica
al ADN generado.
Sondas de oligonucleótidos con dobles mareajes basado en
el principio de transferencia de energía fluorescente mediante
resonancia (FRET, del inglés, fluorescence resonance energy
transfer). En ella, un fluorocrom o dador se excita por una
fuente de luz y transfiere su energía a otro fluorocromo aceptor
que se encuentra situado muy próxim o al prim ero. El
fluorocromo aceptor emite luz que se detecta (fig. 3-7A).
3. Las sondas de hidrólisis (TaqMan) están m arcadas con dos
fluorocrom os en cada extrem o, uno de ellos es el repórter
y emite fluorescencia, que es absorbida por el otro (quencher),
que lo apantalla m ientras la sonda está intacta.
D urante la am plificación, el flu orocrom o q u en ch er se
hidroliza por la actividad 5’-exonucleasa de la Taq-polimerasa
y se separa de forma que ya se detecta la fluorescencia
emitida por el repórter.
De esta form a se puede seguir cinéticam ente la amplificación
del ADN en un term ociclador que dispone de un sistema
de excitación y detectores para m edir la fluorescencia. En la
am plificación del ADN se produce inicialm ente una parte
exponencial de increm ento de la señal a p artir de un umbral
y luego otras dos zonas, lineal y de meseta, al ir agotándose los
compuestos y producirse degradaciones (fig. 3-7A). El ciclo de
am plificación al cual se produce el increm ento exponencial
de la fluorescencia depende de la cantidad de ADN inicial. Se
determina por el núm ero de ciclos que producen fluorescencia
por encim a del ruido de fondo, que se conoce com o ciclo
umbral (Ct, del inglés, cycle threshold). Habitualmente, el valor
de C t lo proporciona el equipo mediante modelos m atem áticos.
Un Ct superior a 40 indica que no ha habido am plificación.
A p artir del Ct se puede detem inar la cantidad de ADN
de form a absoluta o relativa:
1. Para obtener una cuantificación absoluta, el Ct obtenido
se com para con una curva de calibración creada con diluciones
de un estándar.
2. Se puede realizar una cuantificación relativa, com parándola
con la am plificación de un gen constitutivo (housekeeping),
com o la de la p-actina o la glucosa-6-P-deshidrogenasa.
Cada vez es m ás im portante la aplicación de la técnica de
PCR en tiempo real en el laboratorio clínico para la cuantifícación
del ADN existente en el espécimen o de la expresión de
ARN tras realizar una retrotranscripción. Es una técnica simple,
rápida, muy precisa y automatizable, por lo que en el m ercado
existen diversos equipos com ercializados por distintos
proveedores (Applied Biosystems, BioRad, Roche Diagnostics
o Eppendorf).

40 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
hu
N
Sonda 1
ADN —
huí
Cebador
F2
2
PCR
ADN
Detector
Excitación
•Transferencia
5 ' Elongación Emisión
Número de ciclos
Figura 3-7A. Detección de la amplificación del ADN en la PCR mediante FRET y gráfico de incremento de fluorescencia. F1: fluorocromo dador;
F2: fluorocromo aceptor. FRET, energía fluorescente mediante resonancia (del inglés, fluorescence resonance energy transfer).
Análisis de polimorfismos
mediante curvas de fusión
Es una aplicación de la PCR que tiene interés para el estudio de
polimorfismos o mutaciones y que se basa en el análisis de la disociación
de los ft'agmentos amplificados en la PCR al ir incrementando
la temperatura. La temperatura de fiisión (Tm, del inglés,
melting temperaturé) corresponde a la temperatura a la cual la mitad
de las cadenas de ADN se encuentran unidas y depende del grado
de homología de las cadenas complementarias, entre otros Víctores.
Cuando las dobles cadenas de ADN se separan por el incremento
de la temperatura se produce una disminución de la fluorescencia
del producto de la PCR. La curva de fluorescencia en función de la
temperatura es transformada en sus derivadas negativas (-dF/dT)
forma gráficamente unos picos cuyo máximo es la Tm.
En esta técnica se emplea una sonda totalm ente com plem
entaria para un tipo de secuencia de ADN (p. ej., la correspondiente
al alelo silvestre o wild type). En el caso de que el
individuo presente el alelo silvestre, la unión con la sonda será
com pleta. Si el paciente presenta una variación en la secuencia,
entonces la hibridación no será com pleta y p o r tanto
menos estable. Posteriorm ente se eleva la tem peratura para la
elongación de m anera que la sonda com enzará a soltarse del
ADN que se estudia. Al analizar las curvas de fusión se observará
que los homocigotos silvestres tendrán un pico a una Tm
más alta y los homocigotos con el alelo diferente tendrán un
pico a una Tm más baja. Los individuos heterocigóticos para
el genotipo presentarán los dos picos a las correspondientes
(fig. 3-7B).
Homocigoto para
el gen silvestre
Heterocigoto
Homocigoto para
el gen mutante
Hibridación
Hibridación
Hibridación
PCR y análisis de las curvas de fusión
Figura 3-7B. Análisis de polimorfismos mediante curvas de fusión en que cada pico corresponde a un genotipo particular. Los fragmentos que no
hibridan completamente tienen menor temperatura de fusión.

Capítu lo 3— Metodología analítica II. Técnicas inmunoquímicas y de biología molecular 41
dATP + ddATP-F
dGTP + ddGTP-F
ADN-polimerasa
1. Elongación
Segmento que debe secuenciarse
dCTP + ddCTP-F
dTTP + ddTTP-F
ADN que debe secuenciarse
Cebador
2. Desnaturalización para
separar las hebras y
electroforesis
208-10F D03 007 -Chromas
le EdiC Opüons Help
-TTGCCATCGAT-F
3pen 7^-: - - Next Find
Sample; 208-1OF
-TTGCCATCGA-F
-TTGCCATCG-F
-TTGCCATC-F
3. Análisis
-TTGCCAT-F
-TTGCCA-F
-TTGCC-F
-TTGC-F
Láser
-TTG-F
-TT-F
-T-F
Figura 3-8. Secuenciación de ADN. La cadena de ADN se va formando hasta que se inserta un didesoxinucleótido, que está marcado con fluorescencia.
Se van formando cadenas de diferente longitud, que se pueden analizar por electroforesis.
5 1-
1*W>
-
6 3.
Icc
Si c
> 5.
Secuenciación
Aunque inicialm ente la secuenciación sólo se aplicaba en
investigación, conform e se ha ido secuenciando el genoma
hum ano y se ha ido descubriendo la función de cada gen, la
utilización en la práctica clínica ha aumentado considerablem
ente. Por ejemplo, hoy día se utiliza en la tipificación del
antigeno leucocitario hum ano (H LA, del inglés, hum an leukocyte
antigen), el diagnóstico de enfermedades causadas por
mutaciones puntuales, en la hipoxantina-fosforribosil-transferasa,
mutaciones en el supresor tum oral p53, etc. En este libro
se m ostrarán diversos ejemplos de secuenciación del ADN aplicado
a la detección de mutaciones.
M uchas veces, el m aterial de partida es un ADN que se ha
amplificado previamente mediante PCR y que posteriormente
ha de purificarse y deben elim inarse las sondas empleadas en
la amplificación.
El proceso de secuenciación del A D N m ás utilizado se basa
en el m étodo enzimático de Sanger, que está automatizado y
emplea los siguientes componentes (fig. 3-8):
Una alícuota con el ADN desnaturalizado de hebra sencilla.
Un cebador corto, que es complementario de unas 50 bases
previas al com ienzo de la secuenciación.
U na ADN-polim erasa termoestable, com o la Taq.
Los cuatro desoxinucleótidos trifosfato para que se produzca
la elongación: dATP, dGTP, dCTP y dTTP.
Los didesoxinucleótidos trifosfato (ddATP, ddGTP, ddCTP
y ddTTP), que carecen del grupo 3’-hidroxilo e impiden
que continúe la reacción de elongación ya que no se pueden
u nir a un nuevo nucleótido. Cada uno de éstos está
m arcado con fluorescencia distinta de m odo que se puede
identificar el nucleótido final.
Inicialm ente se realiza lo que se denom ina secuenciación
cíclica, que realiza ciclos sucesivos de desnaturalización, hibridación
y extensión en un termociclador, que ofrece como resultado
una amplificación lineal de los productos de extensión.
Al ir produciéndose las cadenas, se irán in corp oran d o los
didesoxinucleótidos trifosfato de m odo aleatorio y se producirán
fragm entos de distinta longitud. Estos fragm entos, que
se diferencian sólo en una base, se pueden separar por electroforesis
en geles de poliacrilam ida desnaturalizante o electroforesis
capilar, m igrando m ás rápidam ente cuanto más
pequeños sean. Los fluorocrom os terminales de los fragm entos
se excitan al ir pasando por un láser y emiten su fluorescencia
característica, que es captada por un detector y se traslada
a un sistem a inform ático. C om o cada fluorocrom o se
asocia con cada una de las bases, se va identificando la secuencia
del ADN.
A n á lisis de p ro te ín as m edian te
tra n sfe re n cia de tip o W estern
Este m étodo es análogo al de tipo Southern, pero se utiliza
para proteínas y se le denomina de tipo W estern. Esta técnica
tiene una elevada sensibilidad de detección de proteínas, superior
en más de 100 veces a los métodos de detección mediante

42 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Patrón de pesos
moleculares -
Electroforesis
desnaturalizante
Detección de
la proteína
Proteínas
Gel de poliacrilamida Membrana Película
Figura 3-9. Método de hibridación mediante transferencia de tipo Western. Abajo se muestra un ejemplo de la detección de la proteína HLA-G en
5 Usados celulares mediante transferencia de tipo Western e incubación con un anticuerpo específico. El peso molecular de la proteína se determina,
poniendo en una calle un patrón con diferentes pesos moleculares.
electroforesis y sim ilar a la técnica de ELISA. Se emplea en el
laboratorio clínico para detectar la existencia de anticuerpos,
com o los del V IH , o proteínas específicas.
En este m étodo se realizan tres pasos sucesivos (ñg. 3-9):
1. Las muestras se suspenden previamente en un tam pón de
electroforesis con dodecilsulfato sódico para que la m igración
se produzca en función del peso molecular.
2. A continuación, se lleva a cabo la separación de las proteínas
de la solución mediante electroforesis desnaturalizante
en gel de poliacrilam ida. En una de las calles se sitúa un
m arcador de pesos moleculares.
3. Las proteínas separadas se transfieren a una mem brana de
nitrocelulosa m ediante un cam po eléctrico perpendicular
al gel. Las proteínas transferidas se fijan irreversiblemente
a la m em brana. Posteriormente se bloquean los lugares de
unión de proteínas de la m em brana no ocupados para evitar
la unión no específica de anticuerpos. Las soluciones
de leche desnatada al 5% o de albúm ina bovina al 3% son
unos bloqueadores muy utilizados.
4. Tras bloquear la m em brana, se incuba con anticuerpos
específicos de la proteína que se desea detectar. El exceso
de anticuerpo se lava y la unión se detecta mediante anticuerpos
secundarios m arcados con isótopos radioactivos
o con enzimas. Tras la exposición de la m em brana a una
película sensible, se detecta la presencia de la proteína por
la aparición de una banda en un peso m olecular determ i­
nado.
M icro ch ips
Los m icrochips consisten en una superficie sólida (com o
plástico o cristal) sobre la cual se unen covalentemente y de
forma ordenada ligandos com o oligonucleótidos, A D N com ­
plementario o anticuerpos, que se utilizan para detectar gran
núm ero de m oléculas, especialm ente ADN y proteínas (tabla
3-3). Tras la hibridación entre el ligando y las moléculas
diana, esta unión se d etecta p o r fluorescencia y se mide
mediante análisis de imagen (fig. 3-10).
La mayoría de los microchips que se utilizan analizan mutaciones
o polimorfismo de genes y también el ARN tras obtener
el correspondiente ADN complementario. Los ácidos nucleicos
de la muestra purificados se m arcan con fluorescencia y
se hibridan con las sondas que están inm ovilizadas en el
soporte en posiciones concretas. El perfil de hibridación se
detecta mediante un escáner láser. Del análisis de los datos
se pueden identificar las moléculas que están presentes o ausentes.
La tecnología de microchips analiza en una muestra numerosos
genes. Así, existen m icrochips de sondas de A D N que
pueden detectar y cuantificar hasta 4 0 .0 0 0 genes diferentes
(Affim etrix).
La gran ventaja de esta tecnología es la gran cantidad de
inform ación que se puede obtener de una m uestra biológica.
Sin embargo, cuanto mayor es el núm ero de datos que proporciona
el m icrochip, m ás complejo y difícil es interpretar la
información, por lo cual es preciso disponer de potentes m étodos
de análisis bioinform áticos. No obstante, existen ciertas
aplicaciones de la tecnología de m icrochips, com o son los
siguientes:
L Estudio de genes que se expresan diferencialm ente entre
varias condiciones, com o en personas sanas y enfermas, o
pacientes som etidos o no a un tipo de tratam iento. El
microchip de ácidos nucleicos BioDoor HCV está diseñado
para el diagnóstico de la hepatitis C.
2. Clasificación m olecular en enferm edades complejas, que
identifican genes o proteínas características de la enferme-

Capítu lo 3— Metodología analítica II. Técnicas inmunoquímicas y de biología molecular 43
Tabla 3-3. Clasificación de los microchips según el material inmovilizado
Ligando Nombre Análisis
Oligonucleótido Gene Chip Mutaciones
Expresión de genes
Número de copias de genes
Epigenética
ADN com plem entario Chip de ADN com plem entario Expresión de genes
Número de copias de genes
Fragmentos de cromosomas Chip genómico Número de copias de genes
Epigenética
Proteínas Protein Chip Interacciones de proteínas, con ADN, con pequeñas
moléculas
Tejidos Tissue Chip Inmunohistoquímica
Expresión de genes
Apoptosis
og>
iDBr
Extracción de ARN
Transcriptasa reversa
Mareaje con sonda fluorescente
ARN
ADNc
ADNc
Hibridación y detección
^
Análisis de datos
ADNc
Figura 3-10. Análisis de expresión de ARN mediante microchips. El ARN se extrae y se obtiene un ADN complementario (ADNc) que se marca con
fluorescencia. Posteriormente se hibrida en un microchip y se detectan los ADNc unidos mediante láser. La imagen obtenida se somete a un análisis
informático para identificar la expresión de ARN en la muestra.
dad. El Lymphochip es un m icrochip de ácidos nucleicos
diseñado para clasificar m olecularm ente los linfomas. El
Lymphochip detecta 224 mutaciones en el gen que codifica
el receptor de lipoproteínas de baja densidad (LD L, del
inglés, low-áesnsity lipoprotein) y ayuda al diagnóstico de
la hipercolesterolemia familiar.
Farmacogenómica. Se utiliza para la detección de m utaciones
y polimorfismos asociados con el metabolismo de fárm
acos, con lo que ayuda a la predicción de la respuesta a
un tratam iento. El Amplichip 4 50 detecta polimorfismos
de los genes de los citocrom os CYP2D 6 y CYP2C19, implicados
en el metabolismo de num erosos fárm acos.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Abbas AK, Lichtman AH, Pober JS (eds.). Inmunología celular y molecular,
6.* edición. Madrid: Harcourt Brace, 2008.
Burns DE, Ashwood ER, Burtis CA (eds.). Fundamentáis o f Molecular
Diagnostics. San Luis: Saunders, 2007.
Coleman W b. Tsongalis GJ (eds.). Molecular Diagnostics for the Clinical
Laboratory, 2.‘ edición. Totowa; Humana Press, 2006.
Diamandis EP, Christopoulos TK (eds.). Immunoassay. San Diego; Academic
Press, 1996.
Luque Cabrera J, Herráez Sánchez A. (eds.). Texto ilustrado de biología molecular
e ingeniería genética. Madrid: Elsevier, 2001.
Macgregor PF, Squire JA. Application o f microarrays to the analysis of gene
expression in cáncer. Clin Chem 2002; 48: 1170-1177.
W ild D (ed.). The immuuoassayliandbook, 3.* edición. Londres: Elsevier, 2005.

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Capítulo
Metodología analítica III.
Análisis a la cabecera
del paciente
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Concepto de análisis a la cabecera
del paciente 45
Integración en el laboratorio 46
Especím enes 47
Tecnología 47
Espectrofotometrla de reflectancia 48
Inmunocromatografía 48
Ejem plo de aplicaciones de los análisis
a la cabecera del paciente 49
Glucometrfa en sangre capilar 50
Gases arteriales 51
Cooximetrla y pulsioximetrla 52
Marcadores cardíacos 52
C alidad de los análisis a la cabecera
del paciente 53
Referencias adicionales 53
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Diferenciar los análisis a la cabecera del paciente (POCT)
de aquellos que se realizan en el laboratorio central.
Señalar las ventajas e inconvenientes de la realización
de los POCT.
Explicar el papel del laboratorio central en la realización
de los POCT.
Explicar la metodología de espectrofotometrla
de reflectancia y la inmunocromatografía.
Enumerar las principales aplicaciones de los POCT.
Explicar las ventajas de los POCT en la monitorización de la
glucemia capilar, en los gases arteriales y en los marcadores
cardíacos.
C o n cepto de a n á lisis
a la cabecera del pacien te
Se utiliza el térm ino de análisis a la cabecera del paciente
(POCT, del inglés, point-of-care testing) para designar las pruebas
analíticas realizadas en la proxim idad del paciente, en el
lugar donde se desarrolla el proceso asistencial. Los avances
en la tecnología disponible han perm itido este acercam iento
de los análisis del laboratorio central al paciente, lo cual implica
una reducción m áxim a del tiempo de análisis y de los tiempos
prenalítíco y p ostanalítíco. Los análisis a la cabecera del
paciente se pueden dividir en tres grupos según su utilidad
clínica:
L Los que se realizan para m inim izar el tiempo de respuesta,
es decir, aquellos que se realizan a pacientes en estado crítico
y en los cuales es necesario un resultado para ejercer
una acción clínica inmediata ante un riesgo de morbilidad
o m ortalidad. Un ejemplo es la determinación de gases en
sangre durante una cirugía cardíaca o los m arcadores cardíacos
en el diagnóstico del infarto de m iocardio. Los sistemas
de análisis a la cabecera del paciente son cada vez
más habituales en plantas hospitalarias, unidades de cuidados
intensivos, quirófanos y servicios de urgencias
debido a la im portancia de las determinaciones analíticas
en las decisiones clínicas con pacientes críticos.
2. Los que realizan para m ejorar la calidad asistencial. Estos
análisis no son urgentes, pero, dado que la mayoría de las
decisiones clínicas se basan en los resultados analíticos, el
hecho de disponer de esta inform ación de form a rápida
ayuda a la atención clínica. Un ejemplo son la determ inación
del perfil lipídico o de la H b A lc (hemoglobina glucosilada
en la sangre), en que la posibilidad de disponer de
los resultados analíticos en el m om ento de la consulta
ayuda al control del paciente y a una m ejor orientación
terapéutica.
3. Los que se realiza el paciente en su propio domicilio para
un autocontrol responsable de la enfermedad. Un ejemplo

46 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Análisis a la cabecera
del paciente
Análisis en el
laboratorio central
Solicitud del test
Solicitud del test
1
Identificación del paciente
Fase preanalítica
Obtención del
espécimen
l
Obtención del
espécimen
___
Identificación
del espécimen
Transporte al
laboratorio
— Preparación
Recepción y
clasificación
Cuantificación
Cuantificación -
Validación del
resultado
Fase analítica
Fase postanalítica
Entrega del resultado
Decisión clínica
Decisión clínica
Figura 4-1. Simplificación del proceso analítico en los análisis a la cabecera del paciente.
es el autocontrol de la glucosa en sangre capilar en los
pacientes diabéticos.
Todo el proceso preanalítico, analítico y postanalítico se
realiza en la cercanía del paciente, de form a rápida y para dar
respuesta a una cuestión clínica (fig. 4-1). Por ello, no se consideran
de esta m anera cuando se extrae el espécimen en un
centro periférico o lo hace el propio paciente en su domicilio
y se envía al laboratorio central, donde se procesa. Tampoco
se pueden incluir los realizados en oficinas de farmacia cuando
están fuera del entorno clínico asistencial y únicam ente están
asociados con la atención farm acéutica.
Estas determinaciones son económ icam ente más caras que
las que se realizan en el laboratorio central, aunque su utilización
adecuada ayuda a reducir el coste asistencial total. Además,
tienen una serie de ventajas para el médico, el laboratorio
y el paciente, com o son:
1.
2 .
Disminuyen el tiempo de respuesta ya que se reduce tanto
la fase preanalítica, el tiempo de análisis y el especialista
clínico obtiene el resultado de m odo inmediato.
Evita los errores asociados con el m anejo, tran sporte
y alm acenam iento de especímenes. Además, no requiere
personal especialmente cualificado ya que los equipos son
fáciles de usar y los requisitos de m antenimiento son m í­
nimos.
3. Se evitan las visitas del paciente al laboratorio, quien, adem
ás, recibe inform ación inmediata de su estado.
C on todo, tam bién presentan algunas lim itaciones, unas
veces asociadas con la propia metodología y otras, con la menor
preparación del personal que debe responsabilizarse de las
determinaciones, lo que en algunos casos causa una disminución
de la precisión analítica y un aumento innecesario de las
pruebas. Esto últim o tiene especial im portancia porque, adem
ás de aum entar la complejidad de la interpretación de los
resultados, estas determinaciones tienen un coste muy superior
a las tradicionales del laboratorio. O tro problem a es la
dificultad para la integración de los resultados en la historia
clínica del paciente, para lo cual es necesario establecer procedimientos
adecuados. Para ello es de gran ayuda la conectividad
de los equipos que realizan los análisis a la cabecera del
paciente con el sistema inform ático de los laboratorios centrales.
Uno de los problemas más comunes de los equipos de análisis
que se realizan en casa es el hecho de que no proporcionan
adecuada inform ación de las especificaciones de sensibilidad,
especificidad e interferencias del test. Aparte de ello, el procedimiento
de realización no siempre es comprensible por el individuo
que va a realizar el análisis, lo que lleva a errores.
In te gració n en el laborato rio
Figura 4-2. Control remoto desde el laboratorio central de los análisis
a la cabecera del paciente.
C on la autom atización y m iniaturización de los métodos
analíticos, muchos de éstos pueden desarrollarse fuera del laboratorio,
transform ándose en un nuevo cam po de trabajo del
analista, que ha de velar por la selección de éstos y por la calidad
de su realización (fíg. 4-2). Sin embargo, es necesario racionalizar
la utilidad de los análisis fuera del laboratorio central
de form a que las ventajas clínicas superen a los inconvenientes
analíticos y organizativos. En este aspecto, es im portante rea­

Capítu lo 4— Metodología analítica III. Análisis a la cabecera del paciente 47
lizar una comparación entre el tiempo de respuesta que se ahorraría
si se lo com para con el del laboratorio central. La realización
de determinaciones analíticas tienen interés si éste no
es capaz de proporcionar unos resultados con un tiempo de
respuesta adecuado (inferior a 30 m in en las determinaciones
críticas).
Las magnitudes bioquímicas que se determ inan a la cabecera
del paciente suelen estar duplicadas en el laboratorio central,
por lo que es im portante asegurar que los resultados analíticos
sean sim ilares, no sólo con los producidos p o r el
laboratorio central, sino también con los producidos por otros
equipos periféricos. De esta forma, además de evitar confusiones
en la interpretación de los resultados, se asegura que, al
integrar los resultados en la historia clínica, éstos sean hom o­
géneos y comparables entre sí.
El laboratorio central ejerce diversas acciones sobre los análisis
realizados fuera de sus instalaciones:
L Desde el laboratorio central se realiza la elección de equipos
y su m antenim iento, ejerciendo las pequeñas acciones
correctoras. También se evalúa la implantación de nuevas
pruebas y se com paran con los resultados proporcionados
por el laboratorio central.
2. El personal técnico que realiza el análisis es ajeno al laboratorio
y precisa una form ación básica en el m anejo de
muestras y analizadores, que es responsabilidad de los servicios
de laboratorio.
3. El laboratorio central es el responsable de validar los resultados
y registrar las calibraciones, el control de calidad y
los resultados de pacientes. P ara facilitar esta labor, los
equipos que van apareciendo actualm ente en el m ercado
incorporan tecnología que permite el control rem oto desde
el laboratorio central. De esta m anera, es posible la visualización
de resultados y el control de calidad a tiempo real
por los facultativos de los laboratorios, la validación de
resultados e, incluso, la intervención remota sobre los equipos.
De lo anterior se deduce que la buena ejecución del análisis
a la cabecera del paciente depende de la colaboración multidisciplinaria
en que, además del laboratorio, participan personal
de enfermería, especialistas clínicos e, incluso, la adm i­
nistración del hospital.
Esp ecím enes
Tal y com o ocu rre con el laboratorio central, los especím
enes m ás utilizados son los de sangre. Tam bién se usan,
aunque m enos, m uchos otros tipos de especím enes, com o la
orina, la saliva (p. ej., para determ inar la ingesta de drogas
de abuso), el aliento (p. ej., para determ inar la ingesta de etanol)
o las heces (p. ej., para determ inar la existencia de sangre
oculta).
Cuando el espécim en es sangre, habitualmente se trabaja
con cantidades de muestra de unos pocos microlitros, lo que
es im portante porque este tipo de análisis se suelen repetir en
intervalos cortos de tiem po. De esa form a, se evita extraer
excesivos volúmenes de sangre con el consiguiente riesgo para
el paciente. Aparte de ello, la recolección del espécimen ha de
ser lo más rápida posible y, por ello, la mayoría de los sistemas
que usa sangre están basados en plasm a o sangre total para
conseguir el m enor tiempo de respuesta posible. Por ejemplo,
la posibilidad de emplear sangre completa anticoagulada disminuye
el tiempo de respuesta respecto al uso de suero en unos
30 m in ya que se evita el tiempo de espera para que se realice
la coagulación y el centrifugado.
O tro tipo de espécimen rápido de obtener es la de orina de
una m icción, con el cual se obtienen resultados cualitativos o
semicuantitativos. Es preferible que la m icción sea reciente y
hay que evitar la existencia de turbidez o de sedim ento que
puede afectar a la absorción en las tiras, reactivar y producir
falsos negativos. En estos casos hay que realizar una centrifugación
previa. El volumen de orina que se utiliza varía notablemente
entre los diferentes tests, desde unos pocos m icrolitros
a varios mililitros.
Además, se están desarrollando y validando tecnologías no
invasivas que perm itan detectar un tipo específico de analito
del organismo. En concreto, se han realizado grandes avances
con el desarrollo y la com ercialización de pulsioxímetros que
determ inan la saturación de la hemoglobina y se encuentran
en la mayoría de hospitales. También se han desarrollado dispositivos
para determ inar la concentración de bilirrubina en
neonatos y elim inar la punción. Finalm ente, un im portante
cam po de desarrollo ha sido cuantificar la glucosa de forma
no invasiva en diabéticos, tal y com o se com entará en el apartado
correspondiente.
Tecnolo gía
El mercado de aparatos de análisis para el diagnóstico rápido
ha crecido espectacularm ente en los últim os años. H asta la
década de 1980, las principales aplicaciones eran la glucemia
capilar, el urianálisis sencillo y los tests de em barazo. Sin
em bargo, actualm ente se ha am pliado el panel a m uchísim
as m ás determ inaciones y está en continua expansión (tabla
4-1).
A lgunos tests son cualitativos o sem icuantitativos y no
requieren ningún equipo especial y la lectu ra de los resultados
se realiza visualm ente. Estos tests suelen ser m ás económ
icos y no precisan un personal entrenado. Algunos ejem ­
plos de estos tests son la determ in ación de gonadotropina
coriónica hum ana o la detección de drogas de abuso. Suelen
ser tests de un solo uso desechable. El principal inconveniente
de estas pruebas consiste en que la interpretación es subjetiva,
sin ningún control de calidad adecuado y los resultados
m u chas veces no se in co rp o ran a la h istoria clín ica. Sin
em bargo, la m ayoría de las determ inaciones son cuantitativas
y se emplean equipos, lo que perm ite realizar una valoración
objetiva del resultado.
La determinación de la mayoría de las magnitudes bioquímicas
se basa en los siguientes métodos:
1. Reacciones químicas, com o las de las tiras de urianálisis.
2. Reacciones enzimáticas, que proporcionan la especificidad
propia de la enzima.
3. Reacciones electroquímicas, que se emplean de forma abundante
en la determinación de gases en sangre e iones (Na""
yK^).
4. Reacciones inmunológicas, que se emplean en la mayoría
de los procedimientos de análisis de proteínas y drogas de
abuso. Existen tres tipos de métodos: aglutinación, inmunoñltración
y, sobre todo, inm unocrom atografía.

48 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Tabla 4-1. Aplicaciones de los análisis a la cabecera del paciente
Uso
Á c id o -b a se
D iabetes
D rogas d e abuso
En ferm edad es infecciosas
Fertilidad
F unció n renal
H e m ato lo g ía
Hem ostasia
Lípidos
M arcadores cardíacos
M arcadores tum o rales
Pruebas no invasivas
Análisis
PO2, PCO2, pH, H C O j-y lactato
G luco sa y H b A iC
B arbitúricos, M D M A , cocaín a, b en zo d ia cep in a s, etc
H epatitis, H e lic o b a c te rp y lo ri, C h ia m id ia , gripe, tuberculosis, V IH , etc.
G o n a d o tro p in a co rió n ica h u m a n a y lutro p in a
U rian álisis, a lb ú m in a y creatin in a
Electrolitos: Na*, K* Ca^*y Mg^*
H e m o g lo b in a y h em atocrito
Tiem p o d e p ro tro m b in a, tie m p o d e tro m b o p la stin a parcial y recuen to p laq u eta rio
C olesterol y triglicérid os
M io g lo b in a, C K -M B , cTnT o cTnl y p ép tid o n a triu rético cerebral
PSA y sa n g re oculta en heces
B ilirru b in a tra n scu tán e a y O2 y CO^ transcu tán eos
CK-MB: creatina-cinasa MB; MDMA: 3,4-metilendioximetanfetamina; PSA: antígeno prostético específico (del inglés, prostate sp edfic antigen); VIH:
virus de la inmunodeficiencia humana.
Los instrumentos de m edida pueden ser de m ano o tran s­
portables, de mesa e, incluso, de tecnología no invasiva. Las
características que debe cum plir cualquiera de estos dispositivos
son: ser sencillos de usar y de mantener, presentar estabilidad
de los reactivos y ofrecer unos resultados con suficiente
exactitud y precisión. Adem ás, éstos deben ser concordantes
con los que se realizan en el laboratorio central. Precisamente,
para lograr la sencillez y robustez de manejo, estos equipos contienen
tecnología muy sofisticada y compleja. Los dispositivos
para análisis a la cabecera del paciente están incorporando cada
vez más avances tecnológicos en microfabricación, métodos de
detección ultrasensible e, incluso, de técnicas de determinación
de biología molecular. La miniaturización también se aplica a
la electrónica, detectores, sistemas ópticos y fluidos de los dispositivos.
Asimismo, el núm ero de tests que proporciona cada
aparato está aumentando considerablemente y cada vez los sistemas
son más rápidos, trabajan con m enores volúmenes de
m uestra y son más estables. Existe gran variedad de procedimientos
metodológicos, tanto en el manejo de la muestra como
en el procedim iento de detección, de lectura o de manejo de
resultados. Un inconveniente es el hecho de que los reactivos y
el material de detección, com o los sensores o las tiras reactivas,
no son intercambiables entre los equipos.
Espectrofotometría de reflectancia
La espectrofotom etría de reflectancia es una metodología
muy similar a la de absorbancia, pero la reacción quím ica y la
absorción de la luz se producen sobre una superficie en lugar
de utilizar una solución. Esta técnica se emplea mucho en los
análisis a la cabecera del paciente, com o en la m ayoría de
los equipos que emplean tiras reactivas, com o los de urianálisis.
En ella, un rayo de luz incide sobre la tira reactiva de forma
directa o difusa, en que el crom ógeno absorbe una parte y el
resto sale de form a difusa. El equipo es similar al de un espectrofotóm
etro y dispone de una fuente de luz, un selector de
longitudes de ondas, un detector/am plificador de señal y un
sistema de lectura.
U na parte de la luz se dispersa y este efecto se corrige con
una calibración mediante una tira reactiva negra, que corresponde
a la m áxim a absorbancia. La reflexión depende de los
tipos de superficie de las tiras reactivas y el tipo de equipo,
com o es el ángulo incidente. Por ello hay que tener especial
precaución en su manejo para no alterar las tiras reactivas. Un
inconveniente es que no existe una relación lineal entre la concentración
y la señal producida, por lo que es necesario aplicar
cálculos m atem áticos complejos.
Inmunocromatografía
Ésta es una técnica muy com ún en los sistemas de análisis a
la cabecera del paciente porque com bina la especificidad y la
sensibilidad de la técnica de sándwich con elevada rapidez en
m ostrar el resultado. Estas técnicas se emplean para el diagnóstico
rápido en muestras de sangre, orina, saliva, etc., para detectar
numerosos analitos, como hormonas (gonadotropina coriónica
y lutropina), drogas de abuso, marcadores cardíacos (cTnT
y cTnl, CK-MB [creatina-cinasa MB] y mioglobina), m arcadores
tumorales {antígeno prostético específico [PSA, del inglés,
prostate spedfic antigen]), o antígenos virales (VIH).
Consiste en un soporte de plástico sobre el cual se dispone
una membrana de nitrocelulosa en que existen tres zonas sucesivas
(fig. 4-3): una primera con un anticuerpo conjugado con
una molécula de detección, como una partícula de oro, que reconoce
el antígeno que se desee detectar, a continuación, una
segunda con un anticuerpo de captura frente a otro epítopo del
antígeno y una tercera zona con un anticuerpo frente al anticuerpo
conjugado. Al añadir la muestra, ésta migra por la m em ­
brana de nitrocelulosa e inicialmente entra en contacto con un
anticuerpo conjugado. Si existe el antígeno, éste se unirá al conjugado.
Posteriormente continúa migrando y arrastra el conjugado
hasta una zona en que hay un anticuerpo de captura. En

Capítu lo 4— Metodología analítica III. Análisis a la cabecera del paciente 49
Anticuerpo
control
Anticuerpos
de
detección
Anticuerpo
marcado^]>—
Pocilio para
adicionar la
muestra
Analito
Figura 4-3. Método de inmunocromatografía en una tira reactiva.
caso de que se encuentre el antígeno unido al anticuerpo conjugado,
éstos quedarán retenidos en esa zona. La muestra y el
resto del anticuerpo conjugado continuarán m igrando por la
mem brana hasta llegar a una tercera zona, donde queda retenido
el anticuerpo conjugado por un anticuerpo frente a éste.
Algunos sistemas emplean varios anticuerpos para detectar
varios analitos, tal y como ocurre con los equipos para detectar
drogas de abuso en orina (figs. 4-4A y B).
Eje m p lo de ap lica cio n e s de los
a n á lisis a la cabecera del p acien te
Los análisis a la cabecera están am pliam ente extendidos
tan to en m edio hospitalario com o en las consultas de aten-
@
Banda ie control
Banda ie detección
Figura 4-4A. Detección de procalcitonina en suero mediante inmunocromatografía. Se emplea un equipo de un solo uso sobre el cual se pone
unas gotas de suero (1). La muestra migra por una membrana (2). Obsérvese la positividad de detección por la existencia de una banda en la zona de
detección (3). La adecuada realización se comprueba por la aparición de una banda en la zona de control.
a.
¡NSTANT‘V¡EW'
onuaacwHN
Zona
de test
Test negativo para
metadona
Banda de control
Banda de detección
Im ir
;|B li
M9MIIT
IMO
•Test positivo para
tetrahidrocannabinol
Pocilio para la orina
•Aim.! WlLt
Figura 4-4B. Detección simultánea de varias drogas de abuso en orina. Se emplea un equipo de un solo uso sobre el cual se ponen unas gotas de
orina de una micción. La orina migra a la zona de test, arrastrando al anticuerpo conjugado. Si no hay droga, el anticuerpo se une a la droga antígeno
inmovilizada en la línea de test. Si hay droga en la orina, ésta compite con la inmovilizada por el anticuerpo que está en cantidades limitadas. Por
encima de determinada concentración de droga, el anticuerpo no se une al antígeno inmovilizado y no aparece la línea en la zona de detección. La
línea de control sirve como control de calidad interno.

50 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
ción p rim aria. En casi todos los cam pos de análisis se están
desarrollando dispositivos que p erm itan las determ in aciones
a la cabecera del paciente, p o r lo que en este capítulo se
d esarrollarán los que por su im p ortancia están m ás exten ­
didos. E n la tabla 4-1 se m u estra un resu m en de algunos
cam p o s de ap licación de los an álisis a la cab e cera del
paciente.
Glucometría en sangre capilar
Necesidades para el análisis
a la cabecera del paciente
La necesidad de una determ inación rápida de la glucemia
se puede presentar en las siguientes condiciones:
1. M onitorización de la administración de glucosa o insulina,
com o en los pacientes diabéticos que reciben insulina.
2. Seguimiento de pacientes críticos metabólicamente inestables
en los cuales la concentración de glucosa puede cam ­
biar bruscamente.
3. Sospecha de una situación de hipoglucemia o hiperglucem
ia agudas ya que el grado de lesión depende del tiempo
en que se m antenga la alteración de la hom eostasia de la
glucosa.
Además, la determinación de la glucemia capilar tiene interés
para el análisis pre y posprandial para ajustar la dosis de
insulina en diabéticos. Aunque la frecuencia está dictada por
las necesidades particulares de cada paciente, la m onitorización
de la glucosa debe realizarse tres veces al día o más en los
pacientes que se inyectan insulina varias veces o en aquellos
que lleven una bomba de insulina. Esto permite determ inar si
se están alcanzando los niveles adecuados de glucosa, prevenir
hipoglucemias y ajustar las medicaciones, la alimentación y la
actividad física.
La frecuencia óptim a para pacientes con diabetes de tipo 2
o tratam iento no insulinico es menos clara. Ésta depende de
si están en una fase de ajuste o ya están controlados. Si está
estabilizado, quizá no sea necesaria una monitorización muy
frecuente. Para aquellos que están descontrolados o están iniciando
la m edicación, la m onitorización es im portante para
ajustar el m odo de manejo. Los diabéticos de tipo 2 que usan
insulina deben realizar una m onitorización de glucosa, al
menos, 4 veces por semana.
Hay que recordar que la precisión del instrumento de medida
depende del usuario, por lo que es im portante evaluar la técnica
de m onitorización del paciente tan to al inicio com o a
intervalos regulares posteriormente.
Metodología
El autocontrol de la glucem ia es fundam ental para el control
a largo plazo del diabético. Esta técnica se emplea com o
prueba a la cabecera del paciente y por los pacientes diabéticos
para m onitorizar sus niveles de glucosa puesto que les
permite determ inar la glucosa en una gota de sangre. La A m e­
rican Diabetes Association (ADA) recom ienda llevar a cabo
tres controles diarios a aquellos diabéticos que se pinchan
insulina varias veces al día o para los que utilizan bomba de
insulina. La sangre capilar se obtiene por punción en la yema
del dedo y se mide con equipos portátiles en el punto de asistencia
(fig. 4-5). La mayoría de dispositivos actuales emplean
m uy p oco volum en de m uestra para el análisis, en torno a
0,5-1 fiL, y el resultado se obtiene en unos pocos segundos.
Existen num erosos fabricantes y tipos de glucómetros disponibles
que varían en el tam año, peso, tiempo del test y capacidad
de m em oria de los resultados. Estos aparatos utilizan
tiras de quím ica seca de un único uso que emplean enzimas
que degradan la glucosa, predominantemente m ediante glucosa-oxidasa
(OneTouch, Ascensia y Assure) o hexocinasa aunque
también algunos glucóm etros utilizan la glucosa-deshidrogenasa
(A ccu-C hek y FreeStyle). Estas reacciones están
acopladas a otras que desarrollan color, que se evalúan visualmente
o, preferiblemente, puede cuantificarse en equipos de
medida. La detección suele ser fotom étrica (espectrofotometría
de reflectancia) o electroquím ica.
Estos dispositivos m uestran una buena correlación con la
glucosa plasm ática. La concentración de glucosa en sangre
capilar difiere ligeramente de la de sangre venosa y también es
diferente en la sangre total que en el plasma (fig. 4-6). Los resultados
pueden estar influidos por el nivel del hem atocrito y ser
inadecuados con un nivel del hem atocrito inferior al 25% ya
que pueden producir resultados m ás elevados de lo real; del
m ism o m odo, la policitemia produce resultados menores de lo
real. Hay que tener en cuenta que, en situaciones de dism inución
del flujo de sangre periférica (deshidratación, hipotensión,
shock hipovolém ico o enferm edad vascu lar periférica), la
determinación de la sangre obtenida por la punción en el dedo
quizá no refleje el estado fisiológico verdadero. O tros factores
que influyen en los resultados son concentraciones muy ele-
Figura4-5. Proceso para la determinación de la glucemia en sangre capilar: 1) comprobar que el número de código del chip del glucómetro coincida
con el de las tiras, 2) masajear y limpiar la zona, 3) pinchar y obtener la gota de sangre y 4) aproximar el extremo de la tira a la gota de sangre para
que ascienda por capilaridad

Capítu lo 4— Metodología analítica III. Análisis a la cabecera del paciente 51
Plasma: 9 3 % de agua
Hematíes: 7 3 % de agual
I
Sangre total:
8 3 % de agua
Los compuestos hidrosolubles, como la glucosa o los
electrolitos, estarán el 10% más concentrados en el
plasma que en la sangre total
Figura 4-6. Diferencia entre la concentración de un analito en sangre
total y en plasma. Las diferencias serán mayores cuanto más alta sea la
proporción de hematíes (esto es, mayor nivel del hematocrito).
vadas de triglicéridos. Además, estos sistemas son muy inexactos
con concentraciones de glucosa m uy bajas, inferiores a
2 ,7 m m o l/L (50 m g/d L), o m uy elevadas, superiores a 27
m m ol/L (500 m g/dL). También, algunos agentes adm inistrados
exógenamente pueden interferir en ello, com o el acetam i-
nofén, la galactosa, la maltosa o la xilosa del test de absorción
de xilosa.
Los glucómetros permiten una determinación intermitente
de glucosa, pero actualm ente se están desarrollando sistemas
de monitorización continua de la glucosa m ínim am ente
invasivos en piel, córnea, retina o mem brana tim pánica. Éstos
tienen especial utilidad acoplados a bombas de perfusión de
insulina de form a que se puede ajustar la dosis para evitar, por
ejemplo, las hiperglucemias posprandiales y las hipoglucemias
nocturnas.
La ADA recomienda para los glucómetros un error analítico
inferior al 5%. La Clinical Laboratory Improvement Amendments
(CLIA) establece que los glucómetros deben estar alrededor
del 10% del valor diana o ± 0,3 m m ol/L. Las recom endaciones
del National Committee on Clinical Laboratory Standards
(NCCLS) varían según las concentraciones de glucosa. Por ejemplo,
para niveles de glucosa superiores a 4,17 m m ol/L (75 m g/
dL), el error debe ser menor al 20% de la glucosa medida en el
laboratorio y no debe diferir más de 0,83 m m ol/L (15 mg/dL)
para niveles de glucosa inferiores a 4,17 m m ol/L.
Gases arteriales
Necesidades para el análisis
a la cabecera del paciente
La necesidad de disponer de unos resultados rápidos de
gases arteriales es m uy im portante en determ inadas estancias
hospitalarias, com o en las unidades de cuidados intensivos,
en quirófanos, en servicios de urgencias o en neonatología.
Si se dispone de un sistem a rápido de tran sp o rte del
espécim en, el tiempo de respuesta que se obtiene realizando
los análisis a la cabecera del paciente (unos 5 m in) quizá no
sea de m u cha m ayor ventaja clín ica que en el laboratorio
de urgencias (unos 25 m in). E n ocasiones, esta diferencia de
tiem po es im portante, por ejemplo, para detectar com plicaciones
durante una cirugía card íaca de m odo que se puede
actu ar de inm ediato. No obstante, m uchas veces la determ i­
nación rápida no im plica ningún cam bio en el tratam iento
elegido o sólo se emplean para con firm ar la eficacia del tra ­
tam iento, com o com probar que un paciente estabilizado presenta
buena ventilación.
Metodología
El m anejo de las alteraciones respiratorias y m etabólicas
depende de la determinación rápida de oxígeno y CO 2 en sangre.
Los analizadores de gases llevan más de 50 años en el m ercado
y los equipos m odernos son sencillos de m anejar y han
disminuido notablemente el requerimiento de mantenimiento.
Adem ás de pH y gases, actualm ente pueden m edir muchos
más analitos que se suelen denom inar críticos (iones, hem a­
tocrito, ácido láctico, glucosa, etc.). La mayoría de estos instrumentos
contiene sensores electroquímicos o electrodos que
determ inan potenciom étrica o am perom étricam ente la concentración
del analito.
Existen tres tipos de equipos:
L D e mesa, que son los de m ayor tam año y utilizan los electrodos
convencionales. Permiten analizar pH, gases, electrolitos,
metabolitos, com o glucosa y lactato, urea, creatinina
y cooxim etría. Aunque el m antenimiento que necesitan se
ha reducido considerablemente, todavía es el sistema que
más mantenim iento requiere, pero son los más adecuados
para volúmenes de trabajo medio-altos. La principal desventaja
consiste en que, con el tiempo, el electrodo deriva
de su base (generalm ente, por el depósito de proteínas) y
requiere calibración. El error se corrige con una calibración
a un punto al cual suele estar program ado autom áticamente,
en muchos instrumentos cada 3 0 -6 0 min. Cambios
más pequeños, com o en la línea de base, se corrigen con
una calibración a dos puntos que se suele requerir y program
ar cada 4 -8 h.
2. D e cartucho, que son sistemas semiportátiles. Se han desarrollado
chips de sensores electroquím icos en una tarjeta
de plástico (Gempremier 3000). El cartucho contiene todos
los sensores, soluciones y bolsa de desechos para poner en
funcionam iento el equipo, por lo que no se requiere ningún
reactivo adicional. La configuración del equipo consiste
en la introducción del cartucho en el equipo y, tras un
precalentamiento, calibra automáticamente todos los sensores.
Algunos sistemas presentan un program a de control
activo del proceso de calidad, diseñado para detectar y
corregir inmediatamente los errores del sistema, y sustituye
el uso de controles externos convencionales. Una desventaja
es el hecho de que los cartuchos tienen una vida media
lim itada (2 -4 sem anas) cuando se colocan en el in stru ­
mento, por lo que los proveedores los fabrican en tam años
diferentes (75-700 análisis por cartucho). Estos sistemas
pueden ser rentables para volúm enes de trabajo m edioaltos.
3. D e mano o de uso único, que son cajitas o cartuchos de uso
único, portátiles, sin mantenimiento. Son útiles sólo para
volúmenes de trabajo medio-bajos.

52 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Absorbanda
en el rojo
— Carboxihemoglobina
— Oxihemoglobina
— Desoxihemoglobina
— Metahemoglobina
Absorbancia
en el infrarrojo
veces son insuficientes. Los marcadores cardiacos están compuestos
por la CK-MB, la mioglobina y las troponinas cardioespecifícas
cTnT o cTnI. Éstos son fundamentales para el diagnóstico del
infarto agudo de miocardio en las primeras horas en que éste se
produce. El tiempo de respuesta de estos marcadores cardíacos
ha de ser entre 30 y 60 m in para iniciar el tratam iento en 60-
90 min. En algunos hospitales, el laboratorio central no puede
cumplir con los requerimientos en tiempo, por lo que es necesario
realizar la medida de los marcadores a la cabecera del paciente.
Esto está fecüitado porque se disponen de dispositivos que permiten
cuantificar directamente en sangre total estas magnitudes
y disminuye mucho el tiempo de respuesta.
Longitud de onda (nm)
Figura 4-7. La pulsioximetría se basa en la medida de la absorbancia
a varias longitudes de onda. La saturación de oxígeno se puede calcular
de acuerdo con los distintos espectros de absorbancia de las hemoglobinas.
Cooximetría y pulsioximetría
La saturación de oxígeno en los tejidos se suele determ inar
a la cabecera del paciente en los hospitales de forma continua
m ediante pulsioxim etría. De esta form a se detectan rápidam
ente los episodios de hipoxia y es m uy im portante en las
actuaciones de anestesia. El principio de este sistema se basa
en el hecho de que la absorbancia de la sangre varía dependiendo
del grado de saturación de oxígeno de la hemoglobina.
El aparato de pulsioximetría se coloca en una zona bien perfundida,
como un dedo de la mano, y tiene un sensor que emite
un haz de luz a 6 3 0 -6 6 0 nm , que es la absorbancia m áxim a
para la hemoglobina desoxigenada, y a 8 0 0 -9 4 0 nm , que es la
absorbancia m áxim a para la hemoglobina oxigenada (flg. 4-7).
De esta form a mide a intervalos de tiempo la absorción roja e
infrarroja y calcula la saturación de oxígeno. De acuerdo con
sus características de medida, estos sistemas producen resultados
erróneos ante valores de hemoglobina anormales, de anem
ia grave o de baja perfusión sanguínea de los dedos.
La cooxim etría consiste en la medida de la hemoglobina y
sus derivados mediante técnicas espectrofotométricas en sangre
arterial. Además de la desoxihemoglobina y la oxihem o­
globina, incluye la cuantifícación de la concentración de hem o­
globina, la fracción de la oxihem oglobina, la saturación de
oxígeno carboxihem oglobina y metahem oglobina. Generalmente,
los cooxím etros se conectan o están incluidos en los
analizadores de gases en que se mide la PO 2 . Se utiliza la cooxim
etría cuando se sospecha exposición a tóxicos, no m ejora la
hipoxia con la adm inistración de oxígeno, cuando hay discrepancia
entre la POj en el análisis de gases y la saturación de
oxígeno en el pulsioxím etro o si se sospecha la existencia
de una dishemoglobinemia.
Marcadores cardíacos
Indicaciones
Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de
mortalidad en los países occidentales y, por tanto, consumen gran
cantidad de recursos asistenciales. La detección precoz es fundamental
para reducir la morbimortalidad de las enfermedades cardiovasculares
y los s^nos clínicos y el electrocardiograma muchas
Metodología
Existen varios sistemas, tanto cualitativos com o cuantitativos,
que perm iten realizar las determ inaciones de m anera
rápida, en m enos de 20 m in , una vez que se ha colocado el
espécim en en el sistema, que norm alm ente es sangre total.
Existen dos formatos de analizadores: de mesa y los transportables.
Los de mesa son similares a los equipos del laboratorio
central, pero incluyen modiñcaciones para simplificar y estandarizar
el proceso y evitar errores del operador. Los de m ano
integran varios pasos analíticos en un único sistema. Técnicamente,
los análisis a la cabecera para biomarcadores cardíacos
utilizan principalm ente inm unoanálisis y com o m areaje se
utiliza oro, látex, fluorescencia o enzimas. La tabla 4-2 presenta
una relación de algunos de estos dispositivos existentes en el
mercado. A continuación se describen dos ejemplos:
1. El equipo Triage* para detectar los m arcadores cardíacos
emplea sangre total, que añade en una zona de la tarjeta
lectora, que contiene un filtro que retiene las células. El
plasma detiene una zona de reacción, donde se une con un
anticuerpo unido a un fluorocromo, y la mezcla fluye hacía
otra zona, donde el complejo es capturado y se detecta la
fluorescencia con un monitor. La intensidad de fluorescencia
es proporcional a la concentración del m arcador c a r­
díaco y proporciona inform ación en menos de 15 min.
2. El Cardiac Reader* está formado por 2 anticuerpos frente a
la cTnT, uno unido a oro y otro biotinilado. Cuando la muestra
de sangre total se añade en el pocilio, los anticuerpos form
an un sándwich con la cTnT. Posteriormente pasa por una
zona de separación, donde se retienen los hematíes, hasta
llegar a una zona de detección en que hay una línea con
estreptavidina que retiene los complejos. La existencia de
cTnT se ve como una línea roja. El exceso de anticuerpo marcado
con oro continúa m igrando hasta una segunda línea
control, que indica la validez del resultado. La intensidad de
color en la línea de detección es proporcional a la concentración
de cTnT y se puede cuantificar con un equipo.
Puesto que es necesario realizar determinaciones seriadas
de las concentraciones, en la elección de éstos hay que tener en
cuenta que los resultados proporcionados no difieran de los
del laboratorio central. Si bien en los resultados de la CK-MB
existe una elevada concordancia entre los distintos métodos,
esto no ocurre con la cTnl, en que los resultados proporcionados
por los distintos métodos pueden ser muy dispares y puede
existir una discordancia incluso del 500% . Esto dificulta la
verificación de los resultados por la técnica realizada en el laboratorio
central.

Capítu lo 4— Metodología analítica III. Análisis a la cabecera del paciente 53
Tabla 4-2. Analizadores a la cabecera del paciente de marcadores cardíacos
Equipo Fabricante Parámetros Espécimen
Alpha DX First Medical cTnl, CK masa
CK-MB, mioglobina
San. (EDTA) 18
Cardiac Reader Roche NT-proBNP, cTnT, mioglobina San. (heparina) 1 2
Tiempo
(min)
Cardiac STATus Nanogen mioglobina, CK-MB masa, cTnl San. (heparina)
Pía. Srm.
i-STAT Abbot cTnl,BNP, CK-MB San. (heparina)
plasma
15
1 0
Lifelite ThauMDx mioglobina, CK-MB, cTnl
PATHFAST Mitsubishi Chemical CK-MB, mioglobina, cTnl, NTpro-
BNP
RAMP
Cardiac Marker
San. (heparina, EDTA)
Pía.
Biomedical Response CK-MB, mioglobina, cTnl San. (EDTA) 1 2
Stratus es STAT Dade Behring cTnl,
CK-MB, mioglobina, NT-proBNP
Triage Cardiac Panel Inverness CK-MB, mioglobina, cTnl San. (heparina)
Pía.
17
San. (heparina) 15
CK-MB: creatina-cinasa MB; EDTA: ácido etilendiaminotetraacético; cTn I: Troponina I cardio-específica; cTnT: Troponina T cardio-específica; BMP: péptido natriurético
cerebral.
15
C a lid ad de los a n á lisis
a la cabecera del p acien te
Los equipos de análisis a la cabecera del paciente se con ­
sideran com o el resto de los equipos del laboratorio y, por
tanto, todos los requisitos de calidad son aplicables a ellos.
Los análisis a la cabecera del paciente deben cum plir la norm
ativa, la legislación y los estánd ares existentes. M uchas
veces, no existe norm ativa específica para este tipo de análisis
realizados a la cabecera del paciente y la acreditación y
los sistem as de calidad de los laboratorios convencionales
son, en principio, aplicables a los análisis a la cabecera del
paciente. El laboratorio central establece las pautas y la frecu
en cia p ara realizar los con troles de calid ad extern os e
internos y la revisión de todos los resultados del control de
calidad.
El aseguramiento de la calidad en análisis a la cabecera del
paciente debe comprender tanto la fase preanalítica obtención
del espécimen, hemólisis, preparación del paciente, retraso en
la realización del análisis, mezcla inadecuada de la m uestra,
introducción de burbujas de aire, etc.), com o el equipo y los
reactivos (almacenam iento, calibraciones, variación de lote a
lote, m antenim iento, etc.), el procedimiento, el personal (formación
y actualización) y el registro de resultados y la integración
en la historia clínica del paciente.
En la fase analítica, generalm ente se realizan controles de
calid ad extern o s e in tern os. P a ra el co n tro l de calidad
interno, cada equipo presenta un m aterial de control que se
analiza y se com para el resultado con los límites de aceptabilidad.
Además de la utilización de materiales de control, algunos
dispositivos, com o los analizadores de gases de cartucho Gem-
Premier, llevan incorporado un sistema de control de calidad
interno en el cual se analiza autom áticam ente una solución
tras cada m uestra del paciente y se asegura un control de calidad
continuo. O tras dos soluciones se analizan autom áticamente
cada 4 y 24 h. De esta m anera se detecta de form a tem ­
prana cualquier fallo en los sensores.
O tros sistem as presentan un con trol de calidad electró ­
nico. Por ejemplo, algunos glucóm etros poseen un electrochip
que em ite electrónicam ente una señal de m an era que
el dispositivo ofrece una lectu ra válida. Estos dispositivos,
a d iferencia de las soluciones, son m uy estables y son un
excelente m étodo para validar si el sistem a de lectu ra funciona
correctam ente.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
McDonnell B, Hearty S, Leonard P, O'Kennedy R. Cardiac biomarkets and the
case for point-of-care testing. Clin Biochem 2009; 42; 549-561.
Nichols JH (ed.). National Academy o f Clinical Biochemistry. Laboratory
Medicine Practice Guidelines. Evidence-Based Practice fbr Point-of-Care
Testing. Washington: AACC Press, 2006.
Price C, St John, Hicks JM (eds.). Point o f Care Testing, 2.* edición. Washington;
AACC Press, 2004.
Toumi K, Laffay M , Lefevre G, Couder R. Reflexiones sobre los análisis clínicos
deslocalizados. Acta Bioquim Clin Latinoam 2004; 38 (4): 505-512.
Yager P. Domingo GJ, Gerdes J. Point-of-care diagnostics for global health.
A nnuR evBiom edEng2008; 10; 107-144.

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Capítulo
Valores de referencia
e interpretación de resultados
analíticos
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Concepto de intervalo de referencia 55
Establecim iento del intervalo de
referencia 56
Estratificación de los valores de referencia 56
Transferencia de intervalos de referencia 56
Sensibilidad, especificidad y eficacia
d iagn ósticas 57
A plicación del punto de corte
a las decisiones clínicas 58
Curvas ROC 59
Valores predictivos positivo y negativo 60
Valor predictivo y prevalencia de la enfermedad 60
Variación in traindividual e intervalo
de referencia 62
Valor de referencia del cam bio 62
Perfiles y algo ritm o s de determ inaciones
bioquím icas 63
Referencias adicionales 64
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Definir el concepto de inten/alo de referencia.
Explicar la obtención de un inten/alo de referencia.
Definir la sensibilidad, la especificidad y la eficacia
diagnósticas.
Saber interpretar una curva ROC.
Saber evaluar la sensibilidad, la especificidad y el valor
predictivo en un contexto clínico.
Explicar cómo afecta la variabilidad individual
a la interpretación de resultados.
Conocer el concepto de valor de referencia del cambio.
Saber la utilidad de los algoritmos de determinaciones
analíticas.
C o n cepto d e in te rv a lo de re feren cia
una población formada por individuos aparentemente sanos, es
decir, «normales». Sin embargo, el térm ino de valores normales
se presta a equívocos. Puede referirse bien a los valores en una
población no enferma o a los más frecuentes en una población
determinada. Con todo, una concentración fuera de ese intervalo
no significa enfermedad o anormalidad. Por ello, es preferible
emplear el térm ino de intervalo de referencia ya que se
obtiene en un grupo de referencia para el laboratorio, lo que no
significa que esté en un estado de salud completa. Además, desde
un punto de vista estadístico, muchas magnitudes biológicas no
muestran ninguna distribución norm al o gaussiana.
Así, según el concepto anterior, se pueden establecer intervalos
de referencia en grupos diferentes:
1.
2 .
Si se tienen en cuenta las variables biológicas no m odificables.
E n m uchas m agnitudes bioquím icas son especialm
ente im p ortantes factores com o la edad, el sexo o la
raza.
Si se tiene en cuenta determinada enfermedad o determ i­
nado tratamiento, com o insuficiencia cardíaca, tratamiento
horm onal, etc.
Cualquier resultado de concentración de una magnitud bioquím
ica tiene que ser com parado con algo para que adquiera
signiñcado. En la mayoría de los casos, la interpretación de los
datos generados en el laboratorio clínico se lleva a cabo en relación
con los datos obtenidos en una población de referencia.
Habitualmente, esta población de referencia se identifica con
Adem ás, el resultado de la concentración de una m agnitud
bioquím ica depende del espécim en en que se determ ina
y de la m etodología empleada. Por ello, cada laboratorio debe
establecer sus propios intervalos de referencia, teniendo en
cuenta la m etodología que emplea y la población a la cual
atiende.

56 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
E sta b le cim ie n to del
in te rvalo de referen cia
Los valores de referencia se estiman a partir de una muestra
de la población form ada por un núm ero asequible, limitado y
representativo de individuos. Los resultados obtenidos en este
subconjunto serán m ás o menos representativos de la población,
según el núm ero de integrantes de la m uestra de m odo
que, cuanto mayor sea el núm ero de individuos que integran
la muestra, mejor serán las estimaciones. Según las recom endaciones
de la International Federation o f Clinical Chem istry
and Laboratory Medicine (IFCC), 120 individuos es un número
suficiente para obtener un intervalo fiable.
U na vez que se ha seleccionado la población, es necesario
definir un protocolo de recogida y procesamiento de los especímenes.
Éste incluye los aspectos relevantes para cada m agnitud
biológica:
2 .
3.
Condiciones del individuo o condiciones basales, com o
ayuno, consum o de alcohol, ejercicio previo, etc.
Técnica de recogida, com o hora del día, técnica de flebotom
ía, tipo de tubo de recogida, centrifugación, alm acenamiento,
etc.
Técnica empleada para la cuantificación.
El tratam iento estadístico de los datos también influye en el
establecimiento del intervalo de referencia. La representación
gráfica de los resultados analíticos frente a la frecuencia relativa
se denomina distribución de frecuencia que, al ser el grupo de
referencia, se denomina distribución de referencia. N orm almente
se representa mediante un histograma, en el cual la concentración
del analito se representa en abscisas y la frecuencia
relativa en ordenadas (fíg. 5-1). Según el tipo de distribución de
la población se calcula el intervalo de referencia:
1. Si es una distribución gaussiana, se define el intervalo de
valores que incluye el 95% de la población.
2. Si no es una distribución gaussiana y no se puede norm a­
lizar, se define entre los percentiles 2,5 y 97,5 de la pobla-
En el caso más sencillo, el intervalo de concentraciones de
ese analito sigue una cu rva gaussiana (fig. 5-1). El intervalo
de referencia com prende el 95% de la población estudiada
(corresponderá, aproxim adam ente, al intervalo comprendido
entre las 2 desviaciones estándar [DE] de la media). Se rechaza
el 2,5% de los resultados más altos y más bajos, por lo que se
deduce que en el 5% de esa población, inicialmente sana, los
resultados se sitúan fuera del intervalo de referencia definido.
Por ello, no se puede definir en térm inos estrictos com o «intervalo
de norm alidad», sino com o intervalo de referencia. Tam ­
bién podemos apreciar que un único resultado no sirve para
clasificar a un individuo com o sano o enfermo, sino que contribuye
a clarificar una situación clínica, junto con un conjunto
de datos. Lógicam ente, cuanto más se aleje un resultado del
límite del intervalo de referencia, es más probable que ese resultado
corresponda a un individuo enfermo.
Estratificación de los valores de referencia
U na forma de increm entar la homogeneidad de los intervalos
de referencia es realizar distintos subgrupos, teniendo en
cuenta los factores preanalíticos que influyen en éstos. Una
form a sencilla para saber si se necesitan intervalos de referencia
partidos en subgrupos consiste en calcular la diferencia de
las medias entre los subgrupos y com probar si ésta es superior
al 25% del intervalo de referencia del 95% del grupo no separado.
En caso de que sea así, entonces es conveniente realizar
una partición de los grupos.
Por ejemplo, el intervalo de referencia de la concentración
sérica de fosfato inorgánico es de 0,74-1,78 m m ol/L y el 25%
del intervalo es de 0,26 m m ol/L. La media para los niños es de
1,55 m m ol/L y para adultos es de 1,18 m m ol/L y la diferencia
entre éstos es de 0,37 m m ol/L. Puesto que 0,37 es m ayor que
0,26, entonces es recomendable la estratificación del intervalo
de referencia por edades.
Transferencia de intervalos de referencia
Concentración
Media
Intervalo de referencia
Figura 5-1. Histograma que muestra la distribución de frecuencias y
la selección del intervalo de referencia de una magnitud bioquímica que
comprende el 9 5 % de la población sana estudiada. Obsérvese que el 5 %
de la población (en rojo) no se incluye en el intervalo de referencia y, por
tanto, serían falsos positivos.
Los valores de referencia están definidos por cada laboratorio
y acom pañan a los resultados que transm ite al especialista
clínico. N o obstante, establecer un intervalo de referencia no
es asequible para muchos laboratorios ya que hay que disponer
de un núm ero suficiente de población de referencia y, además,
es costoso. Cuando se comienza a trabajar con una nueva m agnitud
bioquímica o cuando se produce un cambio de método,
la mayoría de los laboratorios adopta los valores de referencia
establecidos y publicados por otros laboratorios de referencia
o por el proveedor del reactivo. No obstante, es necesario
comprobar que los nuevos valores se ajustan a la población con
que se trabaja.
Si el m étodo es el m ism o y los factores preanalíticos que
influyen en la magnitud son similares (sexo, raza, edad, preparación
del paciente, etc.), se pueden aceptar los valores de
referencia del laboratorio de origen sin ningún trabajo adicional.
Esto es un proceso subjetivo y para evitarlo existen unas
guías (como las de la IFCC) para transferir intervalos de referencia,
basándose en estudios m ás cortos con 2 0 o 60 indivi-

Capítu lo 5—Valores de referencia e interpretación de resultados analíticos 57
dúos. Si los valores de referencia se han obtenido por métodos
param étricos, se com paran las medias y las varianzas, que, si
son iguales, indican que ambas poblaciones son iguales y se
pueden adaptar los valores de referencia.
Se n sib ilid a d , e sp e cificid a d
y e fica cia d ia g n ó stica s
Idealmente, la curva de frecuencia de resultados obtenidos
en la población norm al se debería presentar netam ente separada
de la curva de la población enferma, pero es habitual que
haya cierto solapamiento entre ambas poblaciones de m anera
que un resultado analítico de una persona sana se podría
encontrar dentro de la curva de la población enferm a y viceversa
(fig. 5-2). De lo descrito anteriorm ente se deduce que no
existe ningún límite preciso de separación entre ambas poblaciones
de form a que habrá individuos sanos en los cuales el
resultado se sitúe fuera del intervalo de referencia (falso positivo)
y, en cambio, habrá individuos enfermos en los cuales el
resultado se sitúe dentro del intervalo de referencia por ser
compatible con la norm alidad (falso negativo).
Cuando se cuantifica una m agnitud bioquím ica, se p retende,
p o r ejemplo, saber si el resultado perm ite incluir al
individuo dentro de una población enferm a o una población
sana, determ in ar un cam bio evolutivo significativo o establecer
si una m edida terapéutica im plantada está siendo eficaz.
La capacidad discrim inatoria de una m agnitud bioquím
ica es la capacidad de gen erar resultados distintos en la
población sana y en la población enferm a. Su capacidad discrim
inatoria es inversamente proporcional al área de solapam
iento entre las dos distribuciones de población sana y
enferm a: cuanto m enos solapadas, m ás discrim inatoria será
la prueba (fig. 5-2). U na prueba de lab oratorio ideal para
detectar una enferm edad y con m áxim o poder d iscrim inatorio
sería aquella en que los valores obtenidos en la población
enferm a fueran totalm ente diferentes a los valores de
referencia. Es habitual que las curvas de distribución se solapen
en parte. Por ello, es necesario establecer un punto de
co rte p o r debajo y p o r en cim a del cu al la probabilidad
de padecer la enfermedad y la probabilidad de estar sano sean
conocidas.
U na vez que se ha establecido el punto de corte, si se cuantifíca
una magnitud bioquímica en una población sana, es de
esperar que la m ayoría de individuos presente un resultado
inferior al punto de corte o negativo (verdaderos negativos,
V N ), pero habrá algunos que presenten resultados superiores
al punto de corte o positivos (falsos positivos, FP). Ya se ha
descrito anteriormente que en la propia selección del intervalo
de referencia ya aparecen algunos falsos positivos.
De igual modo, si se realiza la determinación bioquímica en
un grupo de enferm os, la m ayoría de individuos producirá
resultados fuera del intervalo de referencia (verdaderos positivos,
V P), pero algunos producirán resultados dentro de ese
intervalo (falsos negativos, FN ). Estas posibilidades se pueden
organizar en una tabla 2 x 2 en función de padecer la enfermedad
o no, y en función de si el resultado está dentro o fuera
del intervalo de referencia (tabla 5-1).
La capacidad discrim inatoria de la m agnitud bioquím ica
depende de dos variables, sensibilidad y especificidad diagnósticas,
parám etros que expresan la capacidad discrim inatoria
de la magnitud:
Situación ideal: la prueba discrimina entre las
poblaciones sanas y las enfermas
Situación habitual: existe un solapamiento entre
las poblaciones sanas y enfermas
Concentración
Concentración
Figura 5-2. Solapamiento de resultados de una magnitud bioquímica entre la población normal y la población enferma con presencia de falsos
¿ positivos y negativos. FN: falso negativo; FP: falso positivo; VP: verdaderos positivos; VN: verdaderos negativos.
Tabla 5-1.
Relación entre personas sanas o enfermas y resultado de una magnitud bioquímica
Positivo
Resultado
Negativo
----- Total
Enfermo VP FN V P + FN
Sano FP VN FP +VN
Total V P + FP VN + FN V P + FP + VN + FN
FN: falso negativo; FP: falso positivo; VIM: verdadero negativo; VP: verdadero positivo.

58 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
1. La sensibilidad diagnóstica se refiere al porcentaje de personas
enfermas con un resultado fuera del intervalo de referencia.
Mide la capacidad de clasificar correctam ente a una
persona enferma com o tal (VP).
2. La especificidad diagnóstica se refiere a la fracción de personas
sanas con un resultado dentro del intervalo de referencia.
Mide la capacidad de clasificar correctam ente a una
persona sana (VN).
3. La eficiencia diagnóstica es el porcentaje de personas clasificadas
correctam ente con la prueba com o enferm as o
sanas.
Así pues, se puede escribir com o fórmulas:
VP
Sensibilidad (%) = •
V P + FN
VN
•X 100
Especificidad (%) =• •X 100
V N + FP
Eficiencia {%) =
V N + V P
V P+ FP + VN+ FN
•X 100
Por ejemplo, se está evaluando una nueva magnitud bioquím
ica para diagnosticar una enfermedad. Se realiza un estudio
en el que 85 personas enfermas presentaban resultados positivos
de la magnitud bioquímica (verdadero positivo), pero 18
presentaban un resultado negativo (falso negativo). En cambio,
de 1 1 0 personas sanas, 1 0 1 presentaban un resultado negativo
(verdadero negativo) y 9, un resultado positivo (falso positivo;
tabla 5-2):
1. La sensibilidad es el porcentaje de enfermos correctam ente
clasificados con el método:
Sensibilidad (%) = 100 x (85/103) = 82,5%
2. La especificidad es el porcentaje de personas sanas correctam
ente clasificadas:
Especificidad (%) = 100 x (101/110) = 91,8%
3. La eficiencia será el porcentaje de personas correctam ente
clasificadas:
Eficiencia (%) = 100 x [(85 + 101)/213] = 87,3%
Tabla 5-2. Distribución de resultados de una
prueba en fundón del estado de salud
Positivo
Resultado
Negativo
V
10X31
. A. 1
Enfermo 85 18 103
Sano g 101 110
Total 94 119 213
Adem ás, si ante un resultado bioquím ico se obtiene una
posibilidad del 50% de que el individuo esté enfermo o sano,
esto es, si la suma de la sensibilidad y la especificidad fuera del
1 0 0 %, la prueba bioquím ica no sería m ejor que ech ar una
moneda al aire.
A p lica ció n del p u n to de corte
a las d e cisio n e s clín icas
Lo descrito hasta este apartado es válido para determ inaciones
bioquímicas con un resultado dicotómico (sano o negativo
frente a enferm o o positivo). Sin embargo, la mayoría de
variables analíticas son cuantitativas continuas y, para determ
inar su capacidad discrim inatoria, se dicotom iza la variable
en función de un punto de corte. Lo ideal es poner un punto
de corte que clasifique correctam ente a todos los enferm os
(sensibilidad = 1 0 0 %) y a todos los sanos (especificidad =
100%). Esto en la práctica no es posible:
1. Si se sitúa un punto de corte en un valor extrem o de la
población enferm a, todos los individuos enferm os serán
correctam ente clasificados com o tales, es decir, la sensibilidad
será muy alta. Sin embargo, muchos individuos sanos
también serán incorrectam ente clasificados com o enfermos,
por lo que la especificidad será baja.
2. Si este punto de corte se va desplazando hacia la derecha,
la sensibilidad va dism inuyendo y la especificidad va
aumentando hasta que ésta es m áxim a.
3. En el caso extrem o de que el punto de corte incluya a toda
la población sana, la especificidad será m áxim a, pero la sensibilidad
será m ínim a, esto es, toda la población sana estará
correctam ente clasificada com o tal, pero mucha población
enferma estará incorrectamente clasificada com o sana.
Aparte de ello, algunas enfermedades evolucionan de forma
asintomática y progresiva a lo largo del tiempo, por lo que no
existe una clara separación entre el estado sano y el enfermo.
Éste sería el caso de la arteriosclerosis, que se va desarrollando
de m odo insidioso durante muchos años.
La elección del punto de corte puede depender de las implicaciones
clínicas por el uso que se le va a d ar al análisis. En
función del punto de corte, se sitúa la sensibilidad y la especificidad
diagnósticas, esto es, la eficacia diagnóstica. Teniendo
en cuenta esto, se pueden establecer diversos puntos de corte
para distintas situaciones clínicas si se quiere m inim izar un
tipo de error en los resultados (fig. 5-3).
Interesa una alta sensibilidad cuando se desea detectar el
m áxim o núm ero de personas enfermas (muchos verdaderos
positivos y pocos falsos negativos). Un ejemplo es un test en
un cribado neonatal para prevenir una enfermedad grave que
tiene tratam iento, por lo que es recomendable aplicar pruebas
o grupos de pruebas que presenten alta sensibilidad diagnóstica
aunque sea a costa de un núm ero significativo de falsos
positivos que requerirán pruebas posteriores, más específicas,
para confirm ar la existencia de enfermedad. En este caso, no
se pueden aceptar resultados con falsos negativos ya que implicaría
que el niño desarrolle la enfermedad. También es im portante
una elevada sensibilidad en la detección de enfermedades
serias, com o es la utilización de la troponina I en el diagnóstico
del infarto de miocardio, en la cual un falso negativo puede
ser m ortal para el paciente. Puede ser interesante una elevada

Capítu lo 5—Valores de referencia e interpretación de resultados analíticos 59
Elevada sensibilidad
Elevada especificidad
t
Pocos falsos negativos
t
Pocos falsos positivos
Figura 5-3. Ajuste de unos valores de referencia para una elevada sensibilidad (mayoría de enfermos detectados) o una elevada especificidad
(mayoría de individuos sanos descartados).
sensibilidad si el diagnóstico y el tratam iento no afectan seriamente
al paciente, com o la hipertrigliceridemia suave, que se
puede tratar dietéticamente.
En cambio, interesa una alta especificidad si se acepta excluir
el mayor núm ero de personas sanas (muchos verdaderos negativos
y pocos falsos positivos). Así, interesa una elevada especificidad
en el caso de una prueba que prediga una enfermedad
incurable y en el caso en que un excesivo núm ero de falsos
positivos introduciría incertidum bre y preocupación en una
población que no desarrollaría finalm ente esa enferm edad.
O tra situación sería aquella en que el tratam iento causara una
elevada morbilidad sin gran eficacia, com o ocurre con algunos
tumores.
Normalmente, en las pruebas de detección de una enfermedad
se busca un punto de corte para obtener una elevada sensibilidad
mientras que las pruebas confirmatorias, además de una
buena sensibilidad, han de tener una elevada especificidad, que
compense los falsos positivos de la prueba de detección.
C u rv a s ROC
Existe una relación inversa entre la sensibilidad y la especificidad
diagnósticas, y la capacidad discriminatoria de la m agnitud
bioquím ica depende del punto de corte seleccionado.
Esta relación se expresa gráficam ente con las curvas ROC (del
inglés, receiver operating characteristics). La curva ROC es un
m étodo gráfico que muestra la capacidad discrim inatoria de
un test diagnóstico para distinguir dos poblaciones. Tal y como
se presenta en la figura 5 -4, para cada valor de concentración
que se elige com o posible punto de corte existe determinada
sensibilidad y determinada especificidad. La representación de
éstas produce una curva ROC. Dicha curva es un gráfico de la
sensibilidad (verdadero positivo) frente a 1 especificidad (falso
positivo) en los diferentes puntos de corte de la magnitud bioquím
ica que diferencia a los enfermos de los sanos. El punto
de la curva que más se aproxim a al extrem o superior izquierda
corresponde al punto de corte con m ejor eficiencia del test.
Para evaluar la capacidad discriminatoria de un parám etro,
se suele resumir la información de la curva ROC en el área bajo
la curva. En la figura 5-5 se m uestran tres curvas ROC de tres
magnitudes bioquímicas para el diagnóstico de una enferm e­
dad. Si la curva coincide con la diagonal, el valor diagnóstico
del test es nulo (test C en la fig. 5-5). Cuanto más se desplaza
la curva hacia arriba y hacia la izquierda, mejor es el test (test
A). La capacidad discrim inatoria depende de cóm o el test separa
a aquellos individuos con y sin enferm edad. C uanto
más se aproxim e el área bajo la curva a 1, mejor será el test. Si
Mejor relación
sensibilidad-especificidad
Conc. Esp. 1 - esp. Sen.
0 1
2 0 , 2 0 , 8 0,9
4 1 0,7 1 0,3 1 0,7
8 0,9 0 ,1 0,3
15 0,9 0 ,1 0,25
0,75-
0,50-
0,25-
2 0 0,95 0,05 0 ,1
30 0 1
Figu ra 5 -4 .
Curva ROC de una magnitud bioquímica.
0,25 0,50 0,75
1- Especificidad

60 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
entre individuos sanos y enfermos. Esto permite valorar el interés
de un parám etro analítico para efectuar un diagnóstico.
Sin em bargo, en la práctica, lo que se desea con ocer en un
paciente concreto, ante un resultado analítico, es la probabilidad
que éste tiene de padecer la enfermedad cuando el resultado
es positivo y de que no la padezca cuando el resultado es
negativo. Estas probabilidades se denominan valor predictivo
positivo (V PP) y valor predictivo negativo (VPN ):
1. El valor predictivo positivo es la fracción de positivos ciertos
del total de resultados positivos (V PP = V P /[V P +
FP]).
2. El valor predictivo negativo es la probabilidad de estar sano
si el resultado de la prueba ha sido negativo, es decir, la
fracción de sanos en el total de resultados negativos (VPN
= V N /[EN + VN]).
1 - Especificidad
Figura 5-5. Selección de la eficiencia de un test en función del área bajo
la curva de una representación ROC. El test A es el más eficaz mientras
que el C no tiene utilidad alguna.
está entre 0,8 y 0,9, el test es bueno; si está entre 0,7 y 0,8, normal,
y si está entre 0,6 y 0,7, pobre. Entre 0,6 y 0,5, la capacidad
discriminatoria es nula. Existen paquetes estadísticos que proporcionan
el área bajo la curva de la magnitud estudiada con
todos los posibles puntos de corte de la variable junto con su
sensibilidad y especificidad. Esto perm ite elegir aquel que
mejor eficiencia diagnóstica proporciona.
El índice de Youden también se usa con com o medida resum
en de las curvas ROC. Así, mide la eficacia de un m arcador
diagnóstico y permite la selección del punto de corte óptimo.
Este índice se define como:
J = sensibilidad + especificidad -1 = sensibilidad - (1 - especificidad)
y sus valores varían entre O y 1. La separación com pleta en
la distribución del marcador para enfermedad y población sana
da un índice de Youden = 1 y, si hay solapamiento completo,
éste es igual a 0. U na ventaja im portante del índice de Youden
frente al área bajo la curva es el hecho de que permite elegir el
punto de corte óptim o para que J sea el m áxim o.
Valores predictivos positivo y negativo
La sensibilidad y la especificidad dan idea de la capacidad
discrim inatoria de una magnitud bioquímica para diferenciar
Podemos observar que pasamos a leer verticalmente la tabla
que habíamos leído horizontalm ente para obtener la sensibilidad
y la especificidad del procedimiento, y asi conocer la probabilidad
de enfermedad al disponer de un resultado analítico
(tabla 5-3).
Valor predictivo y prevalencia
de la enfermedad
En el caso presentado anteriorm ente se ha estudiado una
población en que la m itad de las personas estaban sanas y la
m itad, enferm as. N o obstante, en la práctica clínica diaria
la mayoría de las personas no tienen la enfermedad aunque puedan
presentar síntomas próximos. Redefinamos el ejemplo anterior,
considerando que la población sana es 1 0 0 veces superior.
Tal y com o se puede apreciar en la tabla 5 -4, el incremento de la
población sana no afecta ni la sensibilidad ni la especificidad,
pero disminuye el valor predictivo positivo unas 1 0 veces.
La prevalencia de una enfermedad es la frecuencia de ésta
en una población determinada. El efecto de la prevalencia en
el valor predictivo positivo es im portante porque, si se restringe
el uso de un análisis a la población que presenta ciertos antecedentes,
factores de riesgo o síntomas de la enferm edad, se
está aumentando la prevalencia en el grupo que debe estudiarse
y m ejora notablemente el valor predictivo positivo.
Antes de realizar una prueba diagnóstica, la probabilidad
de padecer una enfermedad para un paciente es la prevalencia
en la población, que es la llam ada probabilidad preprueba o
probabilidad a priori. En cam bio, la probabilidad de que un
paciente no presente una enfermedad es 1 - prevalencia. Según
Tabla 5-3 Relación entre personas sanas o enfermas y cálculo del valor predictivo positivo (VPP)
y negativo (VPN)
Resultado
Dentro del intervalo
de referencia
Fuera del intervalo
de referencia
Total
Enfermo VP FN S = VP/(VP + FN)
Sano FP VN E = VN/(FP + VN)
V PP = VP/(VP + FP) VPN = VN/(FN + VN) Prevalencia = (VP + FN)/(VP + FN + FP + VN)
Fl\l: falso negativo; FP: falso positivo; VIM: verdadero negativo; VP: verdadero positivo.

Capítulo 5—Valores de referencia e interpretación de resultados analíticos 61
Tabla 5-4. Efecto del incremento de la población sana en los valores predictivos positivo
y negativo
Positivo
Resultado
Negativo
Enfermo 85 18 S = 8 2 ,5 %
Sano g 101 E = 9 1,8 %
P o b la c ió n sa n a d e l ca so a n te r io r x 100
VPP = 9 0 % VPN = 8 4 ,8 %
Enfermo 85 18 S = 8 2 ,5 %
Sano 900 10.100 E = 9 1 ,8 %
VPP = 8 ,6 % VPN = 99,8 %
el resultado de la prueba diagnóstica se pueden obtener dos
resultados:
1. Si la prueba diagnóstica tiene un resultado positivo de la
enferm edad, el paciente pasará a tener una probabilidad
de enfermedad posprueba (probabilidad a posíeWorf o probabilidad
condicionada) que está expresada por el V PP y
su probabilidad de estar sano es de 1 - VPP.
2. Si el resultado es negativo, la probabilidad posprueba de estar
sano sería el VPN y la probabilidad de padecer la enfermedad
a pesar de tener un resultado negativo es 1 - VPN.
Empleando el teorem a de Bayes, se calculan el valor predictivo
positivo y el valor predictivo negativo a p artir de la prevalencia
de la enferm edad, la sensibilidad y la especificidad,
tal y com o se aprecia en la tabla 5-5.
A nte un resultado positivo de una prueba d iagnóstica,
obsérvese en la tabla 5 -6 cóm o varía la probabilidad de padecer
la enferm edad (V PP) o de estar sano (1-VPP) en función
de la prevalencia de la enferm edad, manteniendo la sensibilidad
(87% ) y la especificidad (95%). Con una prevalencia de
la enferm edad elevada, del 2 0 %, un resultado positivo indica
que es m uyprobable (81%) que el individuo esté enfermo. Sin
Tabla 5-5. Cálculo de los valores predictivos positivo y negativo de una prueba diagnóstica
Resultado
Positivo
Negativo
Enfermo
Sano
Sensibilidad x prevalencia
(1 - especificidad) x (1 - prevalencia)
Prevalencia x (1-sensibilidad)
Especificidad x (1 - prevalencia)
Sensibilidad x prevalencia
VPP (%)=•
(sensibilidad x prevalencia) + [(1 - especificidad) x (1 - prevalencia)]
---------------X 100
Prevalencia
1 - prevalencia
Especificidad x (1 - prevalencia)
VPN ( % ) = •
[prevalencia x (1 - sensibilidad)] + [especificidad x (1 - prevalencia)]
X 100
1Tabla 5-6. Efecto de la prevalencia de una enfermedad en una prueba diagnóstica
con una sensibilidad del 87% y una especificidad del 95%
~ ■ - j ■ ^ j j Probabilidad de enfermedad
Prevalencia de la enfermedad ypp
0,2 81,3 96,7
0,1 65,9 98,5
0,05 47,8 99,3
0,01 14,9 99,9
0,001 1,7 99,99
Probabilidad de salud
VPN (%)

62 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
em bargo, con una prevalencia de la enferm edad del 0 , 1 %, la
probabilidad de enfermedad es muy baja, de sólo el 1,7%. Muy
probablemente, el resultado que está señalando enferm edad
sea en realidad un falso positivo. Así pues, el valor predictivo
positivo de una m agnitud diagnóstica será m ayor si la p revalencia
de la enferm edad es alta que si es baja. Sin embargo,
si la prevalencia de la enferm edad es m uy baja, un resultado
negativo ayuda a descartar la enferm edad. En el caso de la
prevalencia de la enfermedad del 0 , 1 %, un resultado negativo
del test sugiere casi con total seguridad que el individuo no
padece la enferm edad.
El hecho de que muchas veces la prevalencia de una enfermedad
varíe en función de la población estudiada condiciona
la utilidad clínica de la magnitud bioquímica empleada. Esto
es especialmente im portante cuando se quiere trasladar el uso
de una magnitud bioquímica desde un trabajo de investigación
a una población general.
V ariació n in tra in d ivid u a l
e in te rv a lo de referen cia
Si se analiza repetidamente un analito en un individuo sano
a lo largo de varias semanas, se observa que existe un intervalo
de concentraciones alrededor de un valor o punto homeostático.
Las concentraciones obtenidas sucesivamente se sitúan,
en su mayoría o todas, dentro del intervalo de referencia y la
variació n biológica in traindivid u al (C V ,) es m en or que
la variación entre diferentes personas (CVg, la variabilidad biológica
interindividual; fig. 5-6). Para algunos analitos, el intervalo
es estrecho mientras que para otros es muy amplio. Ello
significa que los resultados obtenidos en cada uno de los individuos
ocupan distintos intervalos dentro del intervalo de referencia.
De esta form a, un resultado que para algunos pacientes
indica enferm edad puede estar dentro del intervalo de referencia,
con lo que, en este caso, éste tiene una utilidad limitada.
También puede ocu rrir que, si la variación intraindividual se
sitúa en el extrem o del intervalo de referencia, resultados repetidos
de las determinaciones del analito pueden situarse unas
veces dentro del intervalo de referencia y otras veces fuera
(individuo 1 en flg 5-6).
Esta individualidad se puede expresar de form a m atem á­
tica:
Indice de individualidad = C V ,/ CV q
Esta form a simplificada es correcta si CV^, la variabilidad
analítica, es m enor que CV,, que suele ocu rrir con la mayoría
de los analitos si se emplean los métodos de m edida actuales.
Cuando el índice de individualidad es elevado, entonces la
magnitud biológica tiene poca individualidad y tiene utilidad
para com parar los resultados de la concentración del analito
con el intervalo de referencia. Si el índice de individualidad es
m enor de 0 , 6 , la magnitud bioquímica tiene gran individualidad
y el intervalo de referencia es poco sensible para detectar
los cambios grandes para el paciente ya que se ocultan en la
dispersión del intervalo de referencia.
Obsérvese los ejemplos:
1.
2 .
srm-Tiroxina CV¡: 4,9; CV^: 10,9. El índice de individualidad
es de 4,9/10,9 = 0,45, por lo que cambios en la concentración
con significado patológico pueden estar ocultos por
la amplitud del intervalo de referencia.
srm-Hierro CV,: 26,5; CV^; 23,2. El índice de individualidad
es de 26,5/23,2 = 1,14, con lo que el intervalo de referencia
tiene utilidad para detectar concentraciones inusuales.
Una forma de intentar evitar este problema consiste en hacer
grupos de población más homogéneos de forma que la variabilidad
sea más pequeña.
V alo r de re fe ren cia del cam b io
H ay que considerar que en los resultados de todos los parám
etros analíticos existe cierta variabilidad debido a la variabilidad
biológica intraindividual, a la variabilidad preanalítica
y a los factores analíticos. Cuando se estandariza la fase preanalítica,
com o la preparación del paciente y la obtención y
m anejo del espécim en, entonces la variabilidad de ésta es
m ínim a. Por tanto, la variación total (CV^) se puede escribir
m atem áticam ente como:
CVt = (CV^^ + CV,^)*^^
Considerar estos factores que influyen en la concentración
es im portante para saber si la diferencia entre los resultados es
significativa cuando a un paciente se le realizan determ inaciones
seriadas de una magnitud bioquímica con un intervalo
de tiempo de semanas o meses. Para que dos resultados consecutivos
sean significativam ente diferentes, la diferencia
num érica entre ellos debe ser superior a la variación total o a
Magnitud bioquímica A
Magnitud bioquímica B
Individuo 4
CVi
CVi
Individuo 3
Individuo 2
Algunas repeticiones se
pueden situar fuera del
intervalo de referencia
Individuo 1
intervalo de referencia
Intervalo de referencia
Figura 5-6. Ejemplos de dos magnitudes bioquímicas en las que se representan los intervalos de concentraciones de 4 individuos en relación con el
intervalo de referencia. La magnitud de la izquierda presenta una elevada individualidad mientras que la de la derecha tiene una baja individualidad.

Capítu lo 5—Valores de referencia e interpretación de resultados analíticos 63
Tiempo
Método A
Tiempo
Método B
Puesto que el 167,7% es m ayor que el cam bio de 47,6% ,
entonces se puede afirm ar que no hay diferencia signiñcativamente
estadística entre 2,1 ng/L y 3,1 [xg/L.
Para determ inar la probabilidad de que un cambio sea significativo,
se despeja la Z de la ecuación y se com prueba la
probabilidad en unas tablas de estadística. En el caso anterior,
sería:
Concentración
Concentración
Figura 5-7. Dos resultados sucesivos son diferentes si la diferencia entre
ellos es superior a la variación total. Se indica el resultado y el intervalo
de variación de unas magnitudes bioquímicas medidas en dos ocasiones
sucesivas con diferentes métodos. El cambio con el método A es significativo
mientras que con el B no lo es.
la com binada propia de los dos resultados (fig. 5-7). La diferencia
crítica o valor de referencia del cam bio es el cambio en
la concentración de analito requerido para que adquiera significado
clínico, teniendo en cuenta la variabilidad total (biológica
y analítica). Se calcula como:
Valor de referencia del cambio = x Z x CV^. = x Z x
(C V / -HCV,2)‘'2
siendo Z el núm ero de desviaciones estándar para la probabilidad
de tener el valor en ese intervalo (signiñcativo: 1,64 unidireccional
o 1,96 bidireccional para p = 95%). Por ello, para que
pequeños cambios en un analito sean significativos, es necesario
minimizar al m áxim o todas las posibles fuentes de variación.
Puesto que CV, se puede asumir como constante, disminuyendo
la variación analítica, se aumenta la probabilidad de que el cam ­
bio entre dos resultados sucesivos sean signiñcativos.
Muchas determinaciones de magnitudes bioquímicas se realizan
de form a seriada a lo largo de la enferm edad de un
paciente para com probar su evolución, por lo que el laboratorio
debería inform ar sobre cuál es el cambio mínim o signiñcativo
para cada analito. E n cualquier caso, hay que tener en
cuenta que, aunque un cambio no sea estadísticamente signiñcativo,
no significa que no sea clínicamente relevante.
Los valores de C V , se pueden obtener de tablas publicadas
y el valor de CV^ se obtiene del propio con trol de calidad
interno. Se ilustra la utilización de estos conceptos con varios
ejemplos:
Ejemplo 1. El antígeno prostático especíñco (PSA) se emplea
en los chequeos com o un parám etro de diagnóstico precoz del
cáncer de próstata. Un paciente en una revisión presenta un
PSA de 2,1 [xg/L y al año siguiente de 3,1 fig/L. ¿Realmente el
cambio es significativo?
El cambio de la concentración de PSA sería:
(3,1 - 2,1) X 100/2,1 = 47,6%
El CV^ se obtiene del control de calidad interno del autoanalizador
y es del 7%.
El C V , consultado en la página web de W estgard es del
18,1%.
El valor de referencia del cambio para un intervalo de conñanza
del 95% (Z = 1,64) seria:
Valor de referencia del cambio = 2 ‘'^ x 1,64 x (7^ -i- 18,P )‘'^
= 167,7%
Z: 47,6/[2‘'2 ( 7 2 + ig .P )’'"]
Si se despeja la Z , es igual a 0,61. Se consultan las tablas de
estadística y la probabilidad de que el cambio sea significativo
para esa Z es del 73%.
Ejem plo 2. Para el colesterol, el CV, es del 5,4%. Por tanto,
para una CV^ del 2 %, el valor de referencia del cambio es del
17,5%, pero si la imprecisión analítica aum enta m ucho y CV^
es del 1 0 %, entonces el valor de referencia del cambio aumenta
hasta el 32,3%.
Ejem plo 3. Se ha calculado que para que la variación en el
m arcador del metabolismo de colágeno p crosslaps sea signiñcativa
(cam bio m ínim o signiñcativo) debe ser del 35-55% .
U na mujer osteoporótica acude por prim era vez a consulta y
los niveles de p crosslaps son de 500 ng/L. Tras 3 meses de terapia
antirresortiva, los niveles descienden a 300 ng/L. ¿Es significativo
el cambio?
El porcentaje de cam bio respecto al valor inicial es (500 -
300) X 100/500 = 40%.
Se observa un cam bio del 40% , por lo que la respuesta al
tratam iento es satisfactoria. Si tras el tratam iento la concentración
de p crosslaps hubiera sido de 4 0 0 pg/m L, el cambio
hubiera sido (500 - 400) x 100/500 = 20% , por lo que la respuesta
al tratam iento no hubiera sido satisfactoria.
P e rfile s y a lg o ritm o s de
d e te rm in a cio n e s b io q u ím ica s
H asta este apartado se ha revisado la situación más simple
en la cual los individuos se sitúan en el grupo de sanos o enferm
os según el resultado de un test. Sin embargo, es frecuente
que se solicite la determ inación de varias magnitudes bioquímicas
en la misma muestra. Si no existe correlación entre estos
resultados en la misma muestra y siguen una distribución gaussiana,
debido al azar estrictam ente, la probabilidad de que, al
menos, uno de ellos salga fuera del intervalo de referencia es
de 0,05 ya que, tal y com o se ha descrito anteriormente, cuando
se realiza una única determ inación, el intervalo de referencia
excluye al 5% de los individuos de referencia con resultados
extrem os. Esta probabilidad aumenta a 0,23 cuando son cinco
las magnitudes bioquím icas analizadas y es casi del 0,5 con
trece determinaciones. El problema es m ucho mayor cuando
existen correlaciones entre las variables y las distribuciones no
son gaussianas. En definitiva, realizar baterías de análisis de
m anera general puede conducir a gran núm ero de falsos positivos,
con el consecuente encarecim iento del proceso y la p o­
sibilidad de errores interpretativos.
Un perfil analítico está constituido por pruebas que se solicitan
conjuntamente, en general aunando la distinta información
que proporcionan las magnitudes bioquímicas. Se aplica, así, el
mismo paquete analítico a muchos pacientes. Tiene la ventaja de
que implica la estandarización de los paquetes analíticos y la
comodidad en la solicitud para el especialista clínico. Desde el

64 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Tirotropina
Dentro del intervalo
de referencia
Fuera del intervalo
de referencia
Hormonas tiroideas
Dentro del intervalo
de referencia
Fuera del intervalo
de referencia
Sano
Alteración tiroidea
inicial
Figura 5-8. Ejemplo de algoritmo de pruebas de la función tiroidea.
Alteración tiroidea
clínica
punto de vista económ ico, también puede ser ventajoso. Sin
embargo, hay que recordar que, desde el punto de vista analítico,
no se mejora la capacidad diagnóstica de los tests ya que, m atemáticamente,
de cada 2 0 análisis uno estará fuera del intervalo
de referencia en un paciente sano.
Un algoritmo consiste en la solicitud de unas pruebas analíticas
en primera instancia y comporta que la realización de pruebas
subsiguientes está condicionada al resultado de las realizadas
previamente, pues se obtiene una estructura en árbol con las
actuaciones sobre el paciente. No requiere, por tanto, la realización
inicial de todos los análisis. Esta aplicación en serie mejora
la capacidad de las pruebas de confirm ar o excluir la existencia
de enferm edad. H ay que tener en cuenta que estos algoritm
os de pruebas de laboratorio sólo son adecuados para el
grupo de pacientes sobre los cuales fueron diseñados y no valen
para todas las poblaciones. Sin embargo, en numerosos algoritm
os no hay una clara estandarización.
Según el tipo de espécimen sobre el cual se realice, los algoritm
os pueden ser de dos tipos:
1. Las determinaciones añadidas en función del resultado inicial
se realizan sobre el mismo espécimen. Suelen ser rápidas
y con una suficiente organización de laboratorio comportan
una gran ventaja por ahorro de información y económico. Un
ejemplo de ello es el algoritmo déla figura 5-8 de determinaciones
de hormonas tiroideas (tiroxina y triyodotironina) en
función de la concentración de tirotropina inicial. Este ejemplo
se desarrollará en el capítulo correspondiente.
2. Las determinaciones añadidas en función del resultado inicial
se realizan sobre un espécimen diferente. Tienen la desventaja
respecto a las anteriores de que pueden implicar un
retraso en la obtención de la información. Además, conlleva
mayor complejidad organizativa. Un ejemplo de algoritmo
sería el diagnóstico de la diabetes gestacional que se debe
realizar a todas las mujeres con factores de riesgo (edad superior
a 35 años y con antecedentes personales o familiares de
diabetes u obesidad) y a las em barazadas sin factores de
riesgo en las semanas 24-28 de embarazo. Inicialmente se
realizaría una sobrecarga oral con 50 g de glucosa (test de
O ’Sullivan). Ante un valor de glucosa después de 1 h inferior
a 140 m g/dL, se descarta la diabetes gestacional. Si el resultado
es patológico, se realiza una prueba diagnóstica con una
sobrecarga oral de 1 0 0 g de glucosa. Éste permite descartar
o confirm ar la diabetes. Si se confirm a la diabetes gestacional,
se deberá realizar una sobrecarga oral de glucosa con
75 g a los 2 meses del parto o finalización de la lactancia.
En las guías clínicas se suelen incorporar estos algoritmos
com o parte del proceso para m ejorar la práctica clínica. Las
guías son resultado de estudios realizados con pacientes y de
revisiones sistemáticas y m etaanálisis de lo publicado. Estas
guías implican directamente al especialista de laboratorio en las
decisiones del proceso del paciente. Además, existen guías específicas
para asuntos concernientes al laboratorio. Evidentemente,
en muchas ocasiones su aplicación puede depender de
aspectos organizativos, de los métodos analíticos propuestos,
de las posibilidades informáticas, etc.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Bases de datos sobre la variabiEdad biológica. Disponible en:
littp;//www. westgard.com/biodatabasel.htm.
Fteser CG. Variación biológica; de la teoría a la práctica (traducción por la
Comisión de Calidad AnaHtica). Madrid: Sociedad Española de Bioquímica
Clínica y Patología Molecular. 2003.
Horowitz GL et al. Defining, Establishíng and Verifying Reference Intervals in the
Clínical Laboratory; Approved Guideline. 3.* edición. CLSI-IPCC document
C28-A3. Clinical Laboratory Standars Institute, 2008.
Panteghini M , Forest JC. Standardization in laboratory medicine; new challenges.
Clin CMm A cta2005; 355: I-I2.
Ricós C et al. Cuirent databases on biological variation: pros, cons and progress.
Scand J Clin Lab Invest 1999; 59:491-500.
Sociedad Española de Química Clínica y Patología Molecular. Disponible en:
http://www.seqc.es.

Gestión del laboratorio clínico
y control de calidad
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
C alidad analítica 65
Control d e calidad 6 6
G arantía o aseguram iento de la calidad 69
G estión de la calidad 70
Sistem as de calidad 71
M odelos norm ativos 71
M odelos n o norm ativos 72
Constitución y apertura del laboratorio 73
Legislación 74
O rganización del laboratorio 75
Proceso analítico 75
G estión por procesos 7 6
G estión por o b jetiv o s 76
G estión por co m p eten cias 7 6
G estión económ ica 78
Sistem as de inform ación 79
Producción 79
Referencias adicionales 80
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Definir el concepto de error sistemático y aleatorio.
Explicar en qué consiste el control de calidad analítico
interno.
Diferenciar garantía de la calidad de gestión de la calidad.
Identificar los distintos sistemas de calidad aplicables
a los laboratorios clínicos.
Reconocer los principios normativos que afectan a la
actividad de los laboratorios.
Valorar los distintos modelos de organización basados
en procesos, objetivos y competencias.
Conocer las bases para la gestión económica del laboratorio.
Señalar las ventajas que ofrecen los sistemas de información
para la gestión.
Describir el proceso analítico.
C a lid ad an alítica
Los resultados analíticos obtenidos en un laboratorio clínico
han de ser fiables, reproducibles y deben satisfacer las necesidades
por las cuales fueron solicitados. Por tanto, hay que asegurarse
que éstos sean válidos ya que puede afectar notablemente
a su interpretación. A este conjunto de requisitos que
deben tener los resultados analíticos y a la adecuación de los
procesos que se lleven a cabo para conseguirlos se les llam a
calidad.
Es esencial valorar de forma objetiva la calidad de un método
analítico ya que los datos obtenidos van a influir en decisiones
clinicas. Probablemente, las dos características metrológicas más
importantes son la precisión y la exactitud (fíg. 6 - 1 ), que se relacionan
con el error aleatorio y sistemático, respectivamente:
1. Precisión metrológica: se refiere al hecho de que, cuando se
realizan repeticiones sucesivas de una determinación, éstas
han de proporcionar resultados similares. Se valora con parámetros
estadísticos de dispersión, como la desviación estándar
(DE) de las repeticiones y el coeficiente de variación (CV),
y permite llevar a cabo una estimación del grado de error aleatorio
que se está introduciendo en un resultado concreto.
2. Exactitud metrológica: se refiere al hecho de que, cuando
se realiza una determinación de una magnitud bioquímica,
ésta ha de proporcionar un resultado lo m ás p róxim o al
valor real. Se utilizan parám etros estadísticos, com o la
m edia, la diferencia absoluta entre el valor obtenido y el
valor real o su valor relativo respecto a este último. Se cuantifica
así el error sistem ático o alejamiento del resultado
obtenido respecto al valor verdadero.
Por ejemplo, al repetir la determinación de glucosa plasm á­
tica en un control, cuya concentración media estim ada es de
6,2 m m ol/L, se obtuvieron los siguientes resultados (mmol/L):
7,1; 7,1; 6,9; 7,1; 6,9; 7,2; 7,0; 7,2; 6 , 8 , y 7,0.

66 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
# i %
-
Figura 6-1.
Precisión y exactitud.
Inexacto
Error sistemático
Impreciso
Error aleatorio
Preciso y exacto
Aplicando las fórmulas estadísticas básicas, la media de las
determ inaciones fue de 7,0 m m ol/L, la DE 0,13 m m ol/L y el
CV, 1,9%. Esto indica una precisión aceptable, inferior a los
límites establecidos por la A m erican Diabetes Association. Sin
embargo, la diferencia relativa entre el valor real y el obtenido
era del 1 2 %, lo que indica una baja exactitud.
Control de calidad
El uso del control de calidad analítica en los laboratorios
clínicos está orientado al cumplimiento de los requisitos de la
calidad. Para ello emplea herram ientas estadísticas que tratan
los resultados de muestras control para valorar la inexactitud
y la imprecisión de un m étodo analítico. Existen dos tipos de
control de calidad:
1. Control de calidad interno. Emplea material cuya concentración
es con ocida y se evalúa con una frecuencia, al
menos, diaria y a partir de los resultados se tom an decisiones
inmediatas sobre los resultados analíticos obtenidos en
las m uestras de los pacientes.
2. Control de calidad externo. Emplea material cuya concentración
no se conoce y se determina en intervalos mucho
más largos de tiempo y las decisiones no se tom an y aplican
de forma inmediata a p artir de los resultados.
El con trol de calidad interno requiere el procesam iento
periódico de materiales de control en el intervalo de referencia
y en el considerado patológico, con una frecuencia m ínim a,
recom endada por la CLIA (Clinical Laboratory Improvement
Am endm ents), de dos niveles cada 24 h. A partir de los valores
iniciales del control se calculan la m edia y la DE y los resultados
de control obtenidos con posterioridad se com paran con
ellos, empleando métodos gráficos o reglas de control:
1. Si el valor del control es estadísticamente aceptable, se da
por válida la serie analítica de los pacientes analizados
junto con ese control de calidad.
2. Si el valor del control es rechazado, es necesario revisar el
material de control, el procesam iento y la técnica antes de
aceptarlos.
U n a form a inicial de aceptación del con trol de calidad
consiste en com probar si éste se sitúa dentro del intervalo
de ± 2 DE (Ijj) del valor estim ado de la m edia del control.
Sin embargo, hay que tener en cuenta que este criterio incluye
el 95% de los resultados del control, por lo que el 5% de los
resultados válidos no entran dentro de estos lím ites. Incluso
si se rean aliza el con trol, entonces posiblem ente el nuevo
resultado entraría dentro del intervalo de aceptación. Si se
tiene en cuenta esta norm a com o de rech azo, entonces no
se adm itirían los resultados de una serie analítica una vez de
cada 20. A dem ás, si se emplean dos controles, existe el 10%
de probabilidad de que alguno de ellos salga fuera del lím i­
te de 2 D E. Ello increm enta de form a innecesaria el n úm e­
ro de determ inaciones y el tiem po de espera de los resultados.
U n criterio de rech azo de la serie an alítica sería si el
valor de con trol se desvía m ás de 3 D E (Ijg) del valor estim
ado ya que la probabilidad de que el control no sea válido
es m ayor del 99% .
Análisis gráfico del control de calidad
U na form a fácil de evaluar los controles de calidad es
mediante métodos gráficos que m uestren los sucesivos resultados
del control de calidad en relación con una m edia y DE.
U na ventaja de los m étodos gráficos es el hecho de que son
rápidos de interpretar y, en consecuencia, se pueden tom ar
decisiones de forma inmediata. Existen diversos registros gráficos
de control de calidad, com o son el de Levey-Jennings, el
de Cusum o el de Youden:
1. Gráfico de Levey-Jennings. Es el más empleado y se encuentra
instalado com o control de calidad en el sistema informático
de num erosos autoanalizadores. Se realiza un gráfica
por cada control de calidad, en la cual en la ordenada se sitúa
la media de la concentración de determinado control de calidad
y a ambos lados se señalan las DE (fig. 6-2A ). A lo largo
del eje de abscisas se van colocando los sucesivos valores de
ese control de calidad obtenidos a lo largo del tiempo, en el
que destacan los resultados que se apartan más de 2 DE respecto
al valor esperado del control. Se visualiza fácilmente
cóm o se ajusta un resultado de control determinado. Si aparecen
errores aleatorios (imprecisión), entonces los resultados
aparecerán dispersos (fig. 6-2B). También avisa de un
error sistem ático (inexactitud) cuando hay un desplazamiento
de una serie consecutiva de valores de control en el
m ism o sentido respecto a la m edia. Este desplazamiento
puede ser gradual (tendencia), tal y como ocurre por un deterioro
progresivo de los reactivos, o un cambio brusco que
después es continuo (desplazamiento), com o un cambio en
el método, de lote de reactivos o de estándares.

Capítu lo 6—Gestión del laboratorio clínico y control de calidad 67
83.5
80,3
77.1
73.2
en
70,7
67.5
64.3
61,1
57,9
Figura 6-2A. Método gráfico de Levey-Jennings de control de calidad de proteínas totales en suero. La media estimada del control es de 70,7 g/L,
con una desviación estándar de 3,2 g/L. Se representa la desviación estándar respecto a la media del control estimado. Se señala un resultado de un
control debido a un error aleatorio.
Control
Analito A
Analito B
Q
Control
Analito C
Figura 6-2B. Método gráfico de Levey-Jennings de un control de calidad de 3 analitos. En A se observa una elevada imprecisión, en B se observa
un desplazamiento gradual por un deterioro del reactivo y en C se observa un desplazamiento brusco por cambio de lote de reactivo. Se indican las
reglas de Westgard. DE: desviación estándar.

68 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
1 4 10 11 12 13 14 15 16 17 1! 19 20 21 22 23
Control
Figura 6-3. Método gráfico de sumas acumuladas (cusum) del control de calidad de la fosfatasa alcalina durante 23 días. La media del control es de
104,1 Ul/L (desviación estándar de 3,1 Ul/L). Se puede apreciar la deriva de los resultados durante seis determinaciones consecutivas.
2. Gráfico de cusum . Similar al anterior, pero la representación
recoge la suma acum ulada de desviaciones respecto a
la media del nivel de control en el período que se representa.
Si el control es adecuado, la gráñca va oscilando en torno
a la horizontal de valor O, pero, si hay un error sistemático,
aparece una pendiente (fig. 6-3).
3. Gráfico de Youden. Se realiza un gráfico con las medias
estimadas y DE de dos niveles de control en los respectivos
ejes de ordenadas y de abscisas. Las líneas de las DE de los
dos controles se prolongan form ando un cuadrado. Quedan
destacados los resuhados que se alejan de la m edia dos
y tres DE en uno o en los dos niveles. Si los puntos se agrupan
en la diagonal de un cuadrante, indican un error sistem
ático m ientras que, si lo hacen fuera de esa diagonal,
indican un error aleatorio (fig. 6-4).
Reglas de Westgard
En 1981, W estgard publicó un articu lo sobre con trol de
calidad en laboratorios que sentó las bases para la evaluación
de la calidad de series analíticas en laboratorios clínicos.
Inicialm ente incluyó seis reglas básicas. La nom enclatu
ra de las reglas com bina el núm ero de observaciones que
incum plen el criterio de calidad señalado con el subíndice
que exp resa ese criterio , tal y com o se in dica a con tin u a­
ción:
Analito A
Analito B
Figura 6-4. Método gráfico de Youden de control de calidad. En azul se indican los controles realizados en la última ocasión. Obsérvese en el gráfico
del control del analito B el agrupamiento de resultados en un cuadrante y en la diagonal, que orienta hacia un error sistemático.

Capítu lo 6—Gestión del laboratorio clínico y control de calidad 69
Figura 6-5. Esquema del procedimiento en una regla múltiple de Westgard, con aceptación de la serie analítica, de aviso y de rechazo de los resultados
de la serie analítica.
1. Regla el resultado del control queda fuera del margen
de ±2 DE, pero menos de ±3 DE. Es una regla de advertencia
y genera la aplicación de las siguientes reglas. En cualquier
caso, llevará a la vigilancia de los siguientes resultados
de con trol de calid ad . Puede considerarse una
prerregla y los laboratorios que sólo tienen en cuenta esta
regla en sus decisiones de calidad rechazan con frecuencia
series analíticas válidas.
2. Regla el resultado del control queda fuera del margen
de ±3 DE y detecta fundamentalmente el error aleatorio o
el inicio de un notable error sistemático. Correspondería
al valor de control señalado en la figura 6-2A , que causa
que se rechace la serie analítica.
3. Regla 2^^ dos resultados consecutivos del control se alejan
de la media en el mismo sentido más de 2 DE. D etecta tem ­
pranam ente el error sistem ático y se rechaza la serie de
resultados analíticos. Sería el caso que se produce tras el
cambio brusco de valores de control del analito C en la gráfica
de Levey-Jennings de la figura 6-2B o del punto en rojo
del gráfico de Youden en la figura 6 -4.
4. Regla R^^: la diferencia entre dos valores de control de los
cuatro últimos procesados excede en 4 DE. D etecta el error
aleatorio y se rechaza una serie analítica, tal y com o ocurre
con el control del analito A en la figura 6-2B.
5. Regla 4^^: cuatro valores consecutivos del control se alejan
de la m edia m ás de 1 DE p o r el m ism o lado (fig. 6-3).
D etecta el e rro r sistem ático aunque no debe llevar al
rechazo de la tanda analítica, sino a entenderlo com o aviso
de necesidad de m antenim iento o calibración del sistema.
6 . Regla 10^: diez valores consecutivos de control están situados
al m ism o lado de la media (control del analito B en la
fig. 6-2B). Es una regla de aviso que detecta el error sistemático.
Estas reglas pueden utilizarse de form a com binada (multirregla)
de form a secuencial. Su com binación posibilita m inim
izar los falsos rechazos y optimiza la capacidad de detección
de errores respecto a la utilización exclusiva del intervalo de
2 DE com o límite de aceptación ya que permite seleccionar las
reglas para detectar errores sistemáticos o aleatorios. Si el resultado
del control está dentro de 2 D E, entonces se acepta. El
incumplimiento de la regla inicia las siguientes reglas y la
prim era es la I 3 5 . Si ésta se cum ple, entonces se aplican las
reglas 2^^, 4,^ y, finalmente, la 10^ (fig. 6-5). De esta forma
se detecta tanto el error sistemático com o el aleatorio:
1. D etectan error sistemático las reglas Ijg, 2^^, 4,^ y 10^.
2. D etectan error aleatorio las reglas Ijj y
La infracción de cualquiera de ellas debe llevar al rechazo
o aviso en tanto que la aceptación exige el cum plim iento de
todas.
Control de calidad externo
Al inicio de la década de 1980 surgieron los primeros programas
de control externo de calidad analítica gestionados por
sociedades científicas o centros oficiales. La realización de controles
de calidad externos es muy im portante para los laboratorios
y en algunos países es obligatoria su participación.
El control de calidad externo se realiza con el material proporcionado
por el gestor del program a de calidad y cuya concentración
no se conoce. De este m odo, el operador del laboratorio
no puede influir en el resultado obtenido del control.
Los resultados analíticos se envían dentro del tiempo señalado
-puede ser m ensualm ente- y se com paran con los obtenidos
en otros laboratorios participantes en el program a. De este
m odo se obtiene una inform ación valiosa proporcionada por
el gestor y, por tanto, de forma independiente del laboratorio,
especialmente sobre la exactitud del m étodo analítico y tam ­
bién sobre su precisión (fig. 6 - 6 ). Adem ás, con el control analítico
externo se pueden com parar las prestaciones analíticas
de las técnicas empleadas entre los distintos laboratorios clínicos
participantes en el program a. U na ventaja es que con el
paso del tiempo disminuyen las diferencias analíticas entre los
distintos laboratorios. Las sociedades científicas m ás relevantes,
com o la Sociedad Española de Quím ica Clínica y Patología
M olecular, disponen de un amplio program a de control de
calidad externo de num erosas magnitudes bioquímicas.
G arantía o ase g u ra m ie n to
de la calidad
La garantía de la calidad se define com o el conjunto de acciones
planificadas, que se realizan de form a sistemática, necesarias
para asegurar que el resultado analítico satisfaga unos

70 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Número de laboratorios
60
[18,12]
------------------------- . 1 ----------------------
■ m 1 1
n
1 1
12,40 I 14,16 I 15,92 I 17,68 I 19,44 I 21,20 I 22.96 I U/L
13,28 15,04 16,80 18,56 20,32 22,08 23,84
índice de desviación estándar
3i
2
1
u
-1
-2
-3 J
• •
* '1
• •
----- -- • •
•
* •
• •
•
E F M A M J J A S 0 N D
Número de laboratorios
Resultados Total Aceptados Media s
Todos los laboratorios 266 262 18,12 2,21
Por su método 233 229 18,16 2,14
Por su instrumento 30 29 16,29 1,04
Su valor
18,1 U/L
está
11,14% (1,75 s)
respecto a la medida del instrumento
Límite deseable < 19,8%
H Todos los laboratorios H Límite óptimo/deseable/mínimo
1 Por su método • 0-1 s
H Por su instrumento # 1 -2 s
^ Su valor
• 2-3s
0 >3s
X índice no calculable
Figura 6 -6 . Ejemplo de control de calidad externo de la concentración de lutropina. Se muestra en gráficos de histograma y en tabla el resultado
del control en comparación con el total de laboratorios y con el grupo que usa el mismo método. Obsérvese la gran dispersión entre los distintos
resultados de los laboratorios. Asimismo, se indica (gráfico de Levey-Jenning, a la derecha) la evolución de los resultados de control de calidad a lo
largo del año.
objetivos de calidad que han sido especificados previamente.
La garantía de la calidad está orientada a proporcionar confianza
en que se cumplan esos requisitos. A diferencia del control
de calidad, actúa y evalúa todo el proceso, tanto de la fase
analítica com o de la pre y de la postanalítica.
La garantía de la calidad exige la elaboración de una docum
entación que asegure la realización adecuada de los procesos,
incluyendo un m anual de calidad, m anual de procedim
ientos, instrucciones, registros, etc. Todas las actividades
relacionadas con el proceso asistencial del laboratorio deben
quedar docum entadas, para lo cual es necesario un adecuado
soporte informático. Para llevar a cabo el proceso, se requiere
la concienciación y form ación del personal, la im plantación
del control de calidad, el empleo de indicadores com o herramienta
de medición y la implantación de medidas preventivas
y correctivas. Un indicador es un instrum ento de medida que
se usa para cuantiñcar, mediante una expresión matem ática,
aspectos concretos de la calidad asistencial.
La mejora en las metodologías del laboratorio, el aumento de
los recursos económ icos, de personal y de tiempo destinado
y los sistemas de información de los laboratorios han contribuido
a la mejora de los estándares de calidad en el laboratorio.
G e stió n de la calidad
Es el conjunto de actividades planificadas y sistem áticas
para dirigir y controlar la calidad de un laboratorio clínico.
Añade al control y a la garantía de calidad la m ejora de los
procesos, aum entando la capacidad de cum plir con los requisitos
de la calidad. Se la denom ina tam bién calidad total y
m ejora continua.
La calidad es algo d inám ico y en todo m om ento deben
definirse objetivos de la calidad de acuerdo con las necesidades
de los usuarios del laboratorio. Por ello, en los laboratorios
clín icos se im plantan técn icas de gestión in tegral y
m ejora con tinua de la calid ad , capaces de id en tificar los
aspectos del proceso analítico que necesitan cambios o m ejoras,
señalar la m ejor solución posible, aplicarla y evaluar los
avances.
Se rige por unos principios o pautas que implican la convicción
amplia y fundam ental para guiar y dirigir una organización
encam inada a la m ejora continua de las prestaciones,
que se centran en el cliente (que son el paciente y el médico) e
identifican las necesidades de todas las partes interesadas.
Incluye la participación del personal, el enfoque según procesos,
el enfoque hacia la gestión y la tom a de decisiones.
Emplea como herramienta de mejora continua el ciclo PDCA
o ciclo Deming, que consta de las siguientes etapas (ñg. 6-7):
1.
2 .
3.
4.
Planificación (Plan): diseñar una mejora, revisando las partes
del proceso.
H acer (Do): elaborar un proyecto piloto con lo planificado
previamente.
Verificar (Check): tras un tiem po, analizar los resultados
obtenidos según la propuesta del proyecto piloto para com ­
probar si se han producido las mejoras esperadas.
A ctuar (Act): m odificar el proceso según las conclusiones
del paso anterior para mejorarlo de acuerdo con los objetivos
de la planificación inicial.

Capítu lo 6—Gestión del laboratorio clínico y control de calidad 71
Modelos normativos
Son modelos por los cuales puede optar el laboratorio clínico
de forma voluntaria para implantar un sistema de calidad. Las
normas son publicadas por el Organismo Internacional para la
Estandarización (ISO), aceptadas por la Unión Europea (EN,
del inglés, European Norm) y p o r España (U N E, Unificación de
N orm ativas Españolas). Cuando un laboratorio implanta un
modelo norm ativo de gestión de la calidad, puede solicitar el
reconocim iento de una entidad externa que audita y concede
un sello de calidad. Éstas son las norm as que pueden emplear
los laboratorios clínicos para implantar un sistema de calidad:
Figura 6-7. Ciclo PDCA de mejora continua.
C on estas estrategias de calidad, además de obtener resultados
lo más exactos posible y semejantes a aquellos que obtienen
el resto de los laboratorios, se pretende conseguir una
reducción de los costes y m antener la buena reputación del
laboratorio entre los usuarios.
Siste m a s de calidad
Se entiende com o sistema de calidad la estructura organizativa
establecida para regir y actualizar el conjunto de responsabilidades,
procesos, acciones y recursos que exige la gestión
de la calidad. Los sistemas de calidad que se implantan en
los laboratorios clínicos se ajustan, en general, a la ley vigente,
a norm as internacionales o a modelos no norm ativos. La aplicación
de los modelos tiene gran utilidad com o m ecanism o de
seguimiento en los procesos que se evalúan y detección de problemas.
Estos problemas se someten a ciclos continuados de
m ejora. Los modelos se diferencian entre sí en cuanto a los
objetivos de la evaluación, los requisitos que se pretenden evaluar
y la metodología empleada en ésta.
L ISO 9000:2000. Es una norm a de certificación que afecta a
la gestión de la calidad. No es específica de los laboratorios
clínicos, aunque muchos de ellos optan por esta norm a para
implantar un modelo de calidad, generalmente com o paso
previo a la implantación de un sistema normativo de acreditación.
La Asociación Española de Normalización (AENOR)
certifica a los laboratorios clínicos según esta norma.
2. ISO 17025. Es una norm a de acreditación que afecta a la
gestión de la calidad y los requisitos técnicos de los laboratorios
de ensayo y calibración. N o es específica de los
laboratorios clínicos y, p or tanto, no incluye aspectos particulares
que afectan a la calidad del proceso analítico. La
Entidad Nacional de Acreditación (ENAC) acreditaba a los
laboratorios clínicos según esta norm a.
3. UNE-EN-ISO 15189. Es una norm a de acreditación específica
para los laboratorios clínicos. La prim era edición fue
publicada en febrero (ISO) y en octubre (U N E) de 2003
para satisfacer las carencias de las norm as ISO 9 0 0 0 e ISO
17025 (fig. 6 - 8 ) y contiene, en un anexo normativo, la correlación
con ellas. Incluye los requisitos de gestión de la calidad,
los requisitos técnicos y los requisitos médicos que
deben cum plir los laboratorios clínicos para obtener el
reconocim iento externo de la com petencia técnica para la
realización de análisis. Incluye, además, dos anexos informativos,
uno con recom endaciones para la protección de
los sistemas de información y otro sobre los aspectos éticos
del laboratorio. ENAC es el organism o que acredita a los
laboratorios clínicos según esta norm a, entre ellos los laboratorios
acreditados previam ente por la ISO 17025. Hay
disponible una segunda edición, de 2007, con cam bios
mínimos respecto a la primera, y un docum ento publicado
ISO 9000
Gestión de la calidad
ISO 17025
ISO 15189 Gestión de la calidad Requisitos técnicos Requisitos médicos
Figu ra 6 -8 .
Relación entre los requisitos de las normas ISO aplicables al laboratorio clínico.

72 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
por la ENAC en m arzo de 2008 titulado Criterios generales
de acreditación de laboratorios clínicos, que recoge las aclaraciones
o precisiones del contenido o la interpretación de
algunos apartados que son necesarios cum plir para obtener
o mantener la acreditación según esta norma. La estructura
de la norm a ISO 15189 es la siguiente:
1. Objeto y cam po de aplicación.
2. N orm as para la consulta.
3. Térm inos y definiciones.
4. Requisitos de la gestión (15 apartados).
5. Requisitos técnicos ( 8 apartados).
6 . Anexo A (normativo): correlación con las norm as ISO
9 0 0 0 :2 0 0 0 e ISO 17025.
7. Anexo B (informativo): recomendaciones para la protección
de los sistemas de información del laboratorio.
8 . Anexo C (informativo): ética en los laboratorios clínicos.
4. ISO 9 0 0 4 y UNE 66174. Son normas propuestas por AENOR
para las organizaciones que deseen avanzar hacia la excelencia
en la gestión de la calidad. La ISO 9004 establece directrices
sobre cóm o mejorar, por lo que podría ser complementaria
a los modelos no normativos de calidad total, que
establecen qué hay que mejorar. Está enfocada al cliente, pero
añade la satisfacción de todas las partes interesadas, propone
la eficiencia y no sólo la eficacia, e incide en la autoevaluación.
La norm a U N E 66174:2003 es la guía para realizar la
evaluación y mejora mediante el uso de la ISO 9004.
Modelos no normativos
Los laboratorios clínicos pueden optar también por m odelos
no norm ativos a la hora de im plantar un sistema de calidad.
No son específicos para ellos y generalmente son modelos
supralaboratorio ya que pueden implantarse en organizaciones
sanitarias más amplias, com o hospitales. Tras la implantación
de alguno de estos modelos, el laboratorio o el hospital
puede solicitar el reconocim iento externo mediante la auditoría
correspondiente. O tros modelos no permiten la obtención
de un reconocim iento externo y se emplean exclusivamente
com o herram ienta para la mejora, sin la pretensión de un sello
de calidad, com o imagen para el cliente:
1. Joint Commission on Accreditation o f H ealthcare Organitations
(JCAHO). La JCAHO es una organización norteam
ericana que emplea un m odelo basado en estándares
para la acreditación de centros sanitarios (fig. 6-9). Considera
el laboratorio clínico com o una parte integral de la
organización hospitalaria y no un sistem a aparte. Tiene
una larga trayectoria de aplicación en Estados Unidos y
actualm ente existen centros sanitarios acreditados en más
de 30 países, entre ellos España. Generalmente se opta, de
form a voluntaria, por im plantar un sistem a de calidad,
según la Joint Com m ission, para todo el hospital, red de
centros de salud u otros centros sanitarios. Cada centro
acreditado por la Joint Com m ission cumple una serie de
estándares relativos a la atención clínica del paciente y a la
gestión propia del centro, entre los cuales se sitúan la gestión
y la seguridad de las instalaciones, la form ación y la
cualificación de los profesionales o la gestión de la información.
Cada uno de los estándares incluye varios elemen-
Figura 6-9. Organización de los estándares de la Joint Commission.
tos de medición cuya valoración se emplea en la evaluación
de la docum entación y en la auditoría que realiza el organismo
acreditador. La Fundación Avedis Donabedian acredita
y prem ia en España a los centros hospitalarios que
consiguen implementar los criterios de la JCAHO.
2. Modelo europeo de calidad total (Fundación Europea para la
Gestión de la Calidad o EFQM, del inglés, European Foundation
for Quality Management). Es un modelo basado en la
participación de todos sus empleados, que pretende el éxito a
largo plazo, en una continua mejora de sus procesos, y elbeneficio
de todos mediante la satisfacción del cliente y el cumplimiento
de su responsabilidad con la sociedad. No proporciona
ningún programa de acción, ni un conjunto de herramientas
de mejora, ni un instrumento de motivación ni un conocimiento
completo de la calidad total. Proporciona una forma
de entender la calidad total, una guía para el autodiagnóstico
y puede ser una herram ienta para estructurar las áreas de
m qora. Las ideas esenciales son el cliente, la gestión con datos,
la búsqueda de problemas y mejora continua, la comparación
con los mejores, la participación o implicación de todos, la
formación, el compromiso y el liderazgo de la dirección. Los
criterios y la puntuación m áxim a que puede obtener cada uno
de ellos se presentan en un mapa (fig. 6 -1 0 ).
No surgió propiamente como modelo de calidad, sino que
era el modelo que seguían las empresas que concurrían a la
convocatoria anual del premio instaurado por la EFQ M , y
que se comprobó que era de gran utilidad para conseguir un
elevado nivel empresarial. No existe otro reconocimiento
externo que la obtención del Award (premio principal) o
alguno de los Prizes (accésit), la seguridad de haber aprendido
a evaluar la situación del laboratorio, reconocer las áreas
de mejora y poner en m archa los planes para conseguirla.
A nivel internacional, existen premios de este tipo en
Estados Unidos (prem io nacional M alcolm Baldridge) y
Japón (premio Deming).
3. Sei5 Sigma. Es un modelo de calidad no específico de los
laboratorios clínicos que surge a p artir de los sistemas de
gestión de calidad total. Está orientado al cliente y emplea
una metodología para la eliminación absoluta de defectos
en los procesos. Se centra en los CTQ (critical to quality) o

Capítu lo 6—Gestión del laboratorio clínico y control de calidad 73
Personas
(9%)
Resultados en las personas
(9%)
Política y estrategia
(8 %)
Resultados en los clientes
(20%)
Figura 6-10 .
Agentes facilitadores (50%)
Modelo EFQM (del inglés, European Foundation for Quality Management).
Resultados (50%)
aspectos esenciales para la calidad percibida por el cliente.
El Seis Sigma propone una metodología de m ejora de procesos
y resolución de problem as, un conjunto de herramientas
que se aplican en un proceso estructurado en cinco
fases (DM AIC): definición del proyecto (D), medición de
su capacidad (M ), análisis de los resultados (A), m ejora del
proceso determinando la relación causa-efecto (I) y control
para asegurar que lo conseguido se mantenga una vez que
se hayan implantado los cambios (C). La metodología com ­
pleta se describe en la tabla 6 - 1 .
Los laboratorios que implanten un sistema de calidad
m ediante este m odelo no pueden obtener un recon ocimiento
externo por una entidad acreditada.
También el Seis Sigma se emplea com o escala para medir
la calidad a p artir de los defectos registrados, calculando
los defectos por m illón y convirtiéndolos a escala seis
sigm a: sigm a (o) = (error total admisible - bias)/CV. El
m ínim o exigible para un m étodo analítico es de 3 o , considerándose
bueno entre 4 -5 o y excelente entre 5 -6 o.
Todos los modelos implantados que son tributarios de ser
reconocidos por un organism o externo pasan por un proceso
de evaluación que incluye, com o aspectos esenciales, la solicitud,
la presentación de la docum entación y la auditoría que
realizan los expertos. Este proceso concluye con un informe
que puede ser definitivo, aceptando el reconocim iento, o bien
puede condicionarlo a la revisión de determ inados aspectos
no conformes a los requisitos exigidos. El reconocimiento obtenido
es válido por determinado período de tiem po, plazo en
que la organización debe volver a realizar un proceso de evaluación
del laboratorio para su renovación.
C o n stitu ció n y ap ertu ra
del labora to rio
En muchos países, la legislación establece, entre las atribuciones
locales o regionales, las condiciones de apertura de los
laboratorios de análisis clínicos. Algunas normas son más rigu-
Tabla 6-1. Metodología completa para implantar una mejora según el modelo seis sigma
D
M
A
I
C
Definición del problema
Crear un equipo de trabajo
Definir los estatutos del proyecto e identificar los requerimientos del cliente
Dibujar un mapa de procesos del proceso que debe mejorarse
Caracterizar el CTQ del proyecto
Definir los niveles óptimos para el cliente para ese CTQ
Definir el sistema de medida del CTQ
Validar el sistema de medida
Establecer numéricamente el estado de partida
Establecer la capacidad del proceso actual
Establecer los objetivos del proceso
Identificar las fuentes de variación que pueden ser causa del problema
Filtrar las posibles causas para identificar las causas vitales
Definir la interrelación entre la variable que debe mejorarse y las variables causales
Definir los sistemas de medida para las variables causales
Validar los sistemas de medida de las variables causales
Definir posibles soluciones al problema
Definir los criterios óptimos para escoger la solución óptima
Seleccionar la solución final
Establecer las tolerancias exigidas para las variables causales
Plan de implementación de la solución tomada
Representación temporal de la variable que debe mejorarse para comprobar su evolución
Implementar un método de control del proceso
CTQ: critica! to quality.

74 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Tabla 6-2. Relación de apartados que deben considerarse para obtener la licencia de apertura
de laboratorios en Cataluña
A p a rta d o
Autorización de apertura
Personal
Requisitos físicos
Área administrativa
Área de obtención de especímenes
Área de realización de análisis
Área de limpieza del material y eliminación
de residuos
Proyecto técnico
P a rticu la rid ad
Carácter obligatorio
Facultativos especialistas
Personal titulado adecuado para la actividad
Área administrativa
Área de obtención de especímenes
Área de realización de análisis
Área de limpieza del material y eliminación de residuos
Confidencialidad garantizada
Material adecuado para calidad óptima y respeto a la intimidad del paciente
Medidas de protección
Equipamiento con manual de mantenimiento
Sistemas de protección y seguridad
Manual de procedimientos
Estructura del informe analítico
Memoria de obras e instalaciones
Plantilla
Planos
Inventario de equipos
Sistemas de eliminación de residuos
Catálogo de pruebas
Plan de garantía de la calidad
rosas que otras hasta el punto de imponer criterios de calidad
y exigir la certificación frente a otras regiones en que no hay
norm ativa específica para este sector (tabla 6 -2 ).
En el ámbito hospitalario, el Servicio de Laboratorio es un
centro de asistencia para cuyo inicio de actividad es suficiente
la licencia de apertura común del centro. O tros requisitos necesarios,
en todo caso, son la contratación de la póliza de responsabilidad
civil, que cubra los daños derivados de los errores
asistenciales y el establecimiento de un plan de eliminación de
residuos sanitarios, con la contratación necesaria de empresas
especializadas.
Le g isla ció n
Al crecer la sensibilidad profesional en la práctica analítica
y, en general, asistencial, se ha generado la demanda de nuevos
desarrollos de aseguramiento de la calidad, prevención de riesgos,
seguridad del paciente y del profesional, protección de
datos, consentim iento inform ado, etc. C ada uno de estos
aspectos ha ido adquiriendo en los últim os años su legislación
específica, que com prom ete a la m ejora de la práctica profesional.
En la tabla 6-3 se presentan algunas de estas disposiciones
desarrolladas en España.
Tabla 6-3. Legislación y normativa española que afecta a los laboratorios clínicos
Ley 14/1986, de 25 de abril, General de Sanidad. Boletín Oficial del Estado de 29 de abril de 1986
Convenio para la protección de los derechos humanos y la dignidad del ser humano con respecto a las aplicaciones de la biología
y de la medicina (Convenio de Oviedo), aprobado por el Comité de Ministros del Consejo de Europa el 19 de noviembre de 1996.
Ley Orgánica 15/1999, de 13 de diciembre, de Protección de Datos de Carácter Personal. Boletín Oficial d el Estado de 14 de diciembre
de1999
Ley 3/2001, de 28 de mayo, reguladora del consentimiento informado y de la historia clínica de los pacientes
Ley 41/2002, de 14 de noviembre. Básica Reguladora de la Autonomía del Paciente y de Derechos y Obligaciones en Materia
de Información y de Documentación Clínica. Boletín Oficial del Estado de 15 de noviembre de 2002
Ley 16/2003, de 28 de mayo, de Cohesión y Calidad del Sistema Nacional de Salud
Ley 44/2003, de 21 de noviembre, de Ordenación de las Profesiones Sanitarias

Capítu lo 6—Gestión del laboratorio clínico y control de calidad 75
Tabla 6-4. Legislación autonómica que regula la apertura
y el funcionamiento de los laboratorios cfinicos en España
Comunidad autónoma Publicación Fecha
Cataluña DOGC n.° 2.031 29-3-1995
Baleares BOCAIB r\°^62 3 1-12 -19 9 6
País vasco BO PV n.°2S 6-2-1998
Andalucía BOJA n.° 74 4-7-1998
Valencia D O G \/n .° 3.801 26-7-2000
Galicia DOGn° 207 25-10-2000
Castilla-La Mancha DOCM n.° 44 6-4-2001
Canarias BOCn.° 237 4-12-2003
Madrid BOCM n.° 303 2 1-12 -2 0 0 6
BOC: Boletín Oficial de Canarias; B0CAI8: Boletín Oficial de la Comunidad Autónoma de las Islas Baleares; BOCM:
Boletín Oficial de la Comunidad de Madrid; BOJA: Boletín Oficial de la Junta de Andalucía; BOPV: Boletín Oficial del País
Vasco; DOCM: Diario Oficial de Castilla-La Mancha; DOG: Diario Oficial de Galicia; DOGC: Diario Oficial de la Generali-
Tat de Catalunya; DOGV: Diario Oficial de la Generalitat Valenciana.
Hasta hace relativamente pocos años, los laboratorios clínicos
sólo estaban regulados por la Ley G eneral de Sanidad,
com o cualquier otro establecimiento sanitario. El 29 de m arzo
de 1995 se publicó en Cataluña el prim er decreto autonómico
específico para los laboratorios clínicos que incluye los requisitos
administrativos, físicos, técnicos, de equipamiento, protección
y seguridad que debe cum plir cualquier laboratorio
ubicado en Cataluña para obtener o conservar la autorización
administrativa de funcionamiento. A partir de aquel momento,
otras comunidades autónomas se han ido sumando a la elaboración
y publicación de legislación específica, de obligado cum ­
plimiento, que regula la apertura y el funcionam iento de los
laboratorios clínicos (tabla 6-4).
O rganiza ció n del labora to rio
Proceso analítico
El laboratorio clínico tiene com o objetivo obtener, a partir
de muestras representativas de la situación del paciente, resultados
analíticos fiables, reproducibles y que satisfagan las necesidades
médicas para el cribado, diagnóstico o seguimiento de
su estado de salud. Los resultados analíticos se obtienen en una
secuencia tem poral de etapas que constituyen el proceso analítico.
Éste se inicia en el m om ento en el que el especialista clínico
tom a la decisión de solicitar unos análisis al paciente y
finaliza cuando el informe con el resultado llega al solicitante,
especialista clínico o paciente, o incluso va más allá e incluye
la asesoría que el facultativo del laboratorio puede proporcionar
con relación al resultado analítico.
El proceso analítico consta de tres fases:
L
Fase preanalítica. Se desarrolla desde que el médico decide
las pruebas analíticas que va a solicitar para un paciente hasta
que la muestra del paciente está en el laboratorio, preparada
para realizar sobre ella las determinaciones. Incluye distintas
etapas, com o la solicitud de pruebas, la preparación del
paciente, la obtención e identificación de las m uestras, el
transporte hasta el laboratorio, la recepción de la muestra y
su preparación en el laboratorio. Varias etapas de la fase preanalítica
se realizan fuera del laboratorio y en ellas interviene
personal muy variado, médico solicitante, paciente y personal
extractor, muchas veces ajeno al laboratorio. Por estos
motivos, la fase preanalítica extralaboratorio, también llamada
fase pre-preanalítica, es la principal fuente de errores
en el laboratorio clínico. Para minimizarlos, se requiere la
elaboración de procedimientos de trabajo, formación inicial
y continuada de todo el personal implicado e información
impresa para la preparación adecuada del paciente. La fase
preanalítica intralaboratorio puede incluir la centrifugación
de los especímenes de sangre para obtener suero o plasma,
la preparación de alícuotas y su identificación o la conservación
de las muestras de forma que se mantenga la estabilidad
de los componentes hasta el momento de realizar las
determinaciones analíticas.
2. Fase analítica. En esta fase se realiza propiamente la determ
inación de los componentes de las muestras solicitados
por el médico. La mayoría de las determinaciones analíticas
se realiza en el laboratorio si bien hay algunos análisis
que, por su sencillez técnica y la necesidad inmediata del
resultado, pueden realizarse a la cabecera del paciente.
G ran parte de los análisis bioquímicos están automatizados
en grandes equipos aunque algunas pruebas todavía
se realizan m anualmente o de form a semiautomatizada y
requieren una preparación de la m uestra previa al procesamiento
en el autoanalizador.
3. Fase postanalítica. Se inicia al obtener el resultado primario
de la determinación analítica y finaliza con la emisión del
resultado definitivo en el informe si bien se considera que
hay una fase post-postanalítica que incluye la asesoría del
fecultativo del laboratorio al especialista clínico cuando es
necesario. El resultado analítico atraviesa varios filtros antes
de emitirse el informe: una validación técnica, una validación
fecultativa e, incluso, una validación informática.
La obtención de unos resultados fiables y que realmente sean
de utilidad para el diagnóstico o el seguimiento de un paciente
depende del cuidado con que se realice cada una de las etapas
que componen estas fases.

76 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Panel de pruebas disponibles
Solicitud del test por el médico
Obtención del espécimen
Transporte y procesado
del espécimen
Determinación
analítica
Validación y entrega del
resultado al médico
Fase preanalítica
Fase analítica
Fase postanalítica
m ente los pasos del proceso lineal en el laboratorio hospitalario.
La pauta diaria de trabajo suele seguir este orden ya
que la llegada continua de m uestras al laboratorio es determ
inante para su procesado. E n cada etapa sucesiva del pro -
ceso se im plican unos recursos hum anos y unos sistem as
analíticos que no son exclusivos, sino que se puede producir
confluencia de líneas en algunas actividades. En un laboratorio
hospitalario, el proceso se realiza de form a continua
y en cada paso se evita trabajar por lotes que, si bien reducen
los costes, enlentecen la obtención de resultados y generan
tiem pos m uertos de inactividad. A dem ás, en estas co n ­
d icio n es es d ifícil a s e g u ra r u n tiem p o de em isión de
inform es.
Los procesos se docum entan en todos los pasos de su realización
a través del m anual de calidad, que incluye los procedimientos
norm alizados aprobados oportunam ente y revisados
con la periodicidad que se hubiera establecido y el registro
nominal por cada responsable de las actividades realizadas. El
cumplimiento de esta norm a interna permite alcanzar los objetivos
de la certificación del laboratorio según la U N E-EN ISO
9001:2000.
La acreditación de la capacidad analítica e inform ativa del
laboratorio se realiza a mediante la norm a ISO 15189.
Cada etapa del proceso de asistencia se realiza bajo la responsabilidad
de un profesional definido, con materiales identificados
y controlados, en aplicación de protocolos aprobados
en el laboratorio. El registro inform ático en cada m uestra de
la secuencia tem poral de etapas, con la identificación de personas
responsables, materiales y equipos utilizados y protocolos
que se han aplicado, constituyen la trazabilidad del proceso
asistencial concreto (tabla 6-5) y fija las condiciones de realización
para que el proceso pueda ser reproducible (fig. 6-12A
yB).
Figura 6-11. El proceso de trabajo en el laboratorio es lineal
Gestión por objetivos
Gestión por procesos
La complejidad de la asistencia que realiza el laboratorio
aconseja establecer pautas de trabajo sobre la base de procesos,
es decir, actividades que se desarrollan secuencialmente desde
la solicitud de una prueba analítica hasta la entrega de los resultados.
Ello constituye, a su vez, un subproceso de soporte de
la actividad clínica.
Los procesos pueden seguir una pauta de organización
diferente según la procedencia de la solicitud: atención prim
aria, consultas externas, Servicio de Urgencias, pacientes
hospitalizados. U nidad de Pacientes C ríticos, análisis que
deben realizarse en el punto de aplicación de cuidados, etc.
Así, se establecen prioridades en la atención o se dedican
recursos exclusivos para determ inados procesos. O tro criterio
de segregación de cam inos analíticos puede ser el tipo de
espécim en rem itido para análisis de m anera que el líquido
cefalorraquídeo, el suero o la sangre total siguen procesos
diferenciados. Por ejemplo, la obtención de suero o de plasma
requiere un paso de centrifugación, que es innecesario para
trabajar con sangre total, y la preparación de una m uestra de
orina tiene requerimientos distintos que un derivado sanguíneo.
C om o ejemplo, en la figura 6-11 se recogen esquem ática­
C on este modelo de gestión se definen los objetivos p articulares
de cada puesto de trabajo, especializado o técnico, de
forma que se orientan hacia la consecución de los objetivos del
laboratorio. Éstos deben ser concretos, medibles, alcanzables,
realistas y adecuados al plazo temporal que se establezca y se
pueden negociar p articu larm ente dentro de un sistem a de
com pensación condicionada.
Para su aplicación, se requiere un grado de particularización,
innecesario en la gestión por procesos, y se implica personalmente
a cada uno de aquellos que intervienen en la atención
an alítica ya que se deben acom p añ ar de plazos de
cum plim iento, evaluación del logro y, en ocasiones, retribución
condicionada a los resultados. Fácilmente se puede integrar
con los procesos, com o form a de orientar los resultados
perseguidos y reconocer su consecución. Por este motivo, la
adaptación a cambios importantes o la reorganización de procesos
se lleva con frecuencia, m arcando los objetivos y el calendario
para su realización.
Gestión por competencias
En algunos casos, la actividad y la intervención de los técnicos
y especialistas está orientada por el grado de com petencia
que m uestran para desempeñar un trabajo concreto, en el
cual se prim a, por ejemplo, su m otivación o su capacidad de
trabajo en equipo, iniciativa, dotes docentes, adaptabilidad,
formación específica, etc. La especialización diferenciada dentro
del laboratorio determina, en ocasiones, las distintas com ­
petencias con el riesgo de que fragmente excesivamente la asistencia
analítica. Las actividades de m ayor especialización o
más interpretativas, com o las técnicas moleculares o crom a-
tográfícas, se rigen habitualmente por la com petencia técnica
y de conocim iento de determinadas personas, lo que relega el
proceso a un segundo plano. Sucede, así también, con las pruebas
diagnósticas.

Capítu lo 6—Gestión del laboratorio clínico y control de calidad 77
Tabla 6-5. Algunos eslabones del proceso asistencial que deben registrarse para hacerlo
trazable
Fase preanalítica en relación con el paciente
Fase preanalítica en relación con los proveedores de reactivos,
calibradores, controles y fungibles
Fase analítica
Fase postanalítica
Identificación del paciente
Preparación para las pruebas
Persona que realiza la extracción
Día y hora de la obtención
Especímenes que deben obtenerse
Identificación de las muestras obtenidas
Día y hora de recepción de muestras en el laboratorio
Registro de incidencias
Identificación de productos
Etiquetado de la CE
Docum entación técnica
Lote de fabricación
Registro de incidencias
Día y hora de realización de cada prueba
Identificación de los técnicos que intervienen
Lotes de controles, calibradores y reactivos utilizados
Calibración vigente
Controles vigentes
Procedim iento normalizado vigente
Últim a revisión preventiva del equipo
Facultativo que realiza la validación
Día y hora de validación
Registro de incidencias
Reclamaciones
Facultativo, día y hora de revalidación, si se ha producido
Proveedor
Lote
Fecha de fabricación
Entrada en
el laboratorio
Identificación
Lote
Fecha de
fabricación
Entrada en
el laboratorio
Fecha de calibración
Identificación
Lote
Fecha de fabricación
Entrada en el laboratorio
Programa de control
Resultado del control
Criterio de aceptación
Muestras Calibradores Controles
Paciente
Identidad
Código personal
Fecha de asistencia
Reactivos
Proveedor
Lote
Fecha de
fabricación
Entrada en
el laboratorio
M antenim iento
preventivo
y correctivo
Identificación
Fecha del último
mantenimiento
Albarán
Documentación
Procedimientos normalizados
de trabajo
Figura 6-12A.
Trazabilidad de un resultado emitido

78 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
Datos de la actuación
Seguirruertoj Muettr^j Rebultados |
Ttazatulidad |
Reactivos
i Control c^dad I
N'ñeD. Detcicción
1FMhacafcraaón í
1 HITACHI MODULAR E-17 *07/04/20091019 1
Acluación
N »Act Plan tl7S31795
Segurri^to 1
Aiioar>sli2adciies L^eacívoc ]
) I Tta2^¡lidad|
1Calibiadacas | Conhol calidad |
1
Actuación
estédo
frn m a d s
H'R» Marca Sitleina DMCiipciún 1
1 ROCHE ELECSYS DlUJENT ÜWVERSW. 116183902
1 ROCHE ELECSÍS. fotílPSA il526S4í1
F d c. p b n f ic .
Sdguirnienlo 1Mue¿bas| R9$uAados| 1 TrazáUdadj ‘ 1
í CaAradore» f {
N’Bep Máfca 'tstema Descfipción iLole 1
1 ROCHE MODUlAñ
--------
TPSACALSET ITSIOSOt
Seguimiflnto 1Muastiasj FlesuladosI 1 Traz^ikdad | 1
AUoártalIzadcve^l Reacbuos |
1 C^itxadaes í Coñiiol caídadlj
N®Rec* Descnpcrón Pioveei^oi 1Lde 1redia |
: TUMORW. NA/ELES 14/04/2009 09.10
Figura 6-12B. Ejemplo de trazabilidad de un análisis bioquímico en un sistema informático (GDL). Se indica el equipo en que se ha procesado, los
reactivos empleados, los calibradores y los controles correspondientes.
G e stió n eco n ó m ica
En un espacio profesional, donde el entorno económ ico y
tecnológico produce tan to clientes com o com petidores, es
factor clave recon ocer la m isión de la em presa en la que se
inserta el laboratorio, la visión concreta, sus objetivos y los
valores que la sustentan. La planificación estratégica en que
se identifican los productos clave del propio negocio rinde
beneficios y atrae clientes por abrir nueva demanda (fig. 6-13).
De este punto derivarán los objetivos de actividad m ientras
que del análisis de nuestras fortalezas y debilidades ante el
entorno que am enaza o que ofrece oportunidades plantearemos
las estrategias más adecuadas: reducción de costes, oferta
de servicios diferenciados, m ayor especialización, nuevos
m ercados, etc.
La actividad asistencial del laboratorio genera unos ingresos
que derivan de esta labor, que serán tanto mayores cuanto más
intensa sea ésta. En el ám bito hospitalario, los ingresos del
laboratorio se sum an a los generados por la actividad asistencial
total (consulta m édica, estudios radiológicos, etc.). Si el
sistema está en equilibrio, los ingresos generados han de com ­
pensar los gastos generados por dicha actuación (flg. 6-14). Los
costes de la actividad analítica comprenden, principalmente,
tres apartados: recursos hum anos, reactivos y material fungible
y la am ortización de los equipos. Además de estos costes
propios, costes directos, para el funcionamiento ordinario del
Pruebas estrellas
Comportamiento
dudoso
Crecimiento de
la demanda
Pruebas
de referencia
i
Pruebas establecidas |
Pruebas nuevas
Pruebas obsoletas
Pruebas habituales
Pruebas
no informativas
C
Eliminación del
catálogo
Figu ra 6-13.
Alta
Líneas de evolución de la demanda de pruebas.
Demanda actual

Capítu lo 6—Gestión del laboratorio clínico y control de calidad 79
Figura 6-14.
Costes de las pruebas analíticas.
laboratorio existen otros costes de carácter indirecto, generados
por los servicios generales de m antenim iento, limpieza,
lavandería, adm inistración, dirección, etc. Estos costes son
repercutidos, con criterios apropiados, sobre aquellos que tienen
una tarea asistencial directa sobre el paciente. Algunos de
estos costes son fijos e independientes de las fluctuaciones
de la actividad asistencial. Por ejemplo, el personal o la am ortización
de equipos es un gasto fijo en el que no influye la actividad.
E n cambio, otros costes son variables y dependen de la
actividad del laboratorio, com o es el gasto en reactivos.
Con la automatización de la fase analítica se ha alcanzado un
control minucioso de los gastos del laboratorio en reactivos a la
par que ha disminuido el requerimiento de personal. En conjunto,
se han reducido los costes de producción y se ha elevado
la productividad. Adem ás, gran parte de las operaciones de
adquisición de equipos y tecnología han desaparecido también
porque llegan al laboratorio dentro de concursos públicos, conjuntamente
con los reactivos, el sistema informático y otros servicios.
Esta concentración reduce costes, pero hay que reconocer
que resta flexibilidad al laboratorio y autonom ía para tom ar
decisiones. Aparte de ello, la automatización de los procedimientos
analíticos ha logrado que, en algunos casos, el valor añadido
que proporciona el facultativo analista se vea limitado. Esto ha
ocasionado que, con el fin de reducir costes, algunos centros
hospitalarios hayan exteriorizado la actividad analítica y, en
otros casos, se haya concentrado esta actividad en grandes centros.
Ello afecta la trazabilidad del proceso, aumenta las posibles
fuentes de errores y disminuye la calidad asistencial total. En
ocasiones es necesario derivar las determinaciones analíticas a
otros centros cuando la complejidad analítica sea excesiva o el
núm ero de muestras tenga com o resultado un tiempo de respuesta
excesivamente largo o un coste inasumible.
El seguimiento presupuestario y la previsión para el siguiente
ejercicio requieren valorar el com portam iento de los últimos
años. A partir de esta información y de los primeros meses del
año en curso, se pueden aplicar cálculos de porcentajes medios
del período transcurrido del ejercicio para estim ar el siguiente
presupuesto si bien la estacionalidad o acontecim ientos ocasionales
pueden falsear la apreciación final.
Siste m a s de in fo rm a ció n
D ado el volum en de datos que se genera en los lab oratorios,
es prim ord ial el establecim iento de sistem as p ara el
tratam iento de la inform ación producida. El Sistema Inform
ático del Laboratorio (SIL) es un m ódulo del sistema inform
ático hospitalario, con el cual com p arte la base de datos
de la historia clínica, así com o inform ación dem ográfica y
ad m in istrativa. E n la p ráctica, el SIL registra au tom áticam
ente gran cantidad de inform ación relativa a cada asistencia,
pasos de la atención analítica, persona responsable de
cada actuación, fecha y hora en que se produce, etc., lo que
constituye una fuente de gran im p ortancia para la m ejora
con tinu a de la calid ad . Tam bién perm ite cu a n tificar con
resultados propios la validez de las pruebas, el cum plimiento
de protocolos consensuados, vinculación con diagnósticos
al alta, etc.
Respecto a la actividad, hay indicadores habituales, com o
el total anual m óvil (TA M ), con el cual se sigue mes a mes el
núm ero de determ in aciones acum uladas en los 1 2 m eses
anteriores; indicadores propios de atención prim aria, com o
la frecuentación (núm ero de extracciones/pacientes atendidos)
o la carga de trabajo (núm ero de pruebas/sección o especialista);
indicadores de asistencia hospitalaria, com o la presión
de las urgencias (porcentaje de pruebas de c a rá cte r
urgente).
Esta inform ación perm ite conocer el coste unitario en cada
línea de proceso de m anera que las negociaciones con finan-
ciadores de la asistencia pueden objetivarse aunque evolucionen
hacia sistemas capitativos de pago por enferm edad, grupos
de población o núm ero de pólizas.
En la actividad diaria del laboratorio hay períodos de desocupación
o subactividad, fácilm ente reconocibles y cuan tiñcables
in form áticam en te, que ofrecen op ortu n id ad es de
redistribución del trabajo, contratación de nuevas asistencias
en las franjas horarias m enos ocupadas o dim ensionam iento
de los recursos a la necesidad real.
O tro ejemplo de aplicación de los sistemas inform áticos lo
ofrece la posibilidad de con ocer la ineficacia de algunos procedim
ientos. La adquisición de reactivos para un núm ero de
pruebas no es plenam ente efectiva, por ejemplo, por repeticiones
o por el volum en m uerto de los envases, lo que abre la
opción de la com pra y pago de reactivos por prueba facturada
sin considerar las calibraciones y los controles consum idos.
Producción
La actividad asistencial centra la función de los laboratorios
clínicos. Conceptual y técnicam ente, sus funciones pueden
incluir nuevos desarrollos, investigación clínica, docencia
pre y posgraduada, pero siem pre im pulsadas p o r una
eficiente asistencia clínica. Tanto en atención prim aria com o
en atención especializada, la principal fuente de inform ación
para la asistencia al paciente son los laboratorios. Los resultados
analíticos aportan datos para la detección y con firm a­
ción diagnóstica, sobre todo en cam pos com o serología, biología
m olecular y pruebas funcionales y, más frecuentemente,
datos de seguim iento, evaluación y seguim iento, respuesta
terapéutica y pronóstico.
Para que toda esta inform ación sea asistencialm ente útil,
debe ser rigurosa en cuanto al contenido transmitido y rápida,
para que pueda contribuir a la atención. La m ayor parte de
los laboratorios ofrecen ambas cualidades. D urante años se
ha vivido intensam ente en los laboratorios la evolución de
los controles de la calidad hacia program as para su asegura­

80 Parte I— Introducción a la bioquímica clínica y patología molecular
miento, tal y com o actualm ente se vive la certificación de los
procesos o la acreditación de los resultados alcanzados. Esta
viveza ha adelantado a los laboratorios respecto a otras áreas
de asistencia de m an era que la seguridad del paciente y la
im plantación de indicadores de calidad son realidades en
la m ayor parte de los centros. En la m ism a línea, se ha avanzado
en los tiem pos de respuesta hasta reducir el circuito de
solicitud-obtención de m uestras-em isión de inform es-disponibilidad
del resultado por el solicitante, lo que ha dinam
izado la asistencia y ha fortalecido la im agen del paciente
com o centro de la atención.
Com o añadido a esta evolución, la relación entre departamentos
clínicos y laboratorios se está traduciendo en la aplicación
sistemática de algoritmos que incluyen exploraciones
analíticas, realización de pruebas condicionadas a resultados
previos y aplicación de guías clínicas o consensos aprobados.
Todas ellas son manifestaciones de la integración dinam izadora
de los laboratorios en el proceso asistencial.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Bennington J l , B óet GB, Louvau GE, Westlake GE (eds.). Técnicas de dirección
y control de costes para los laboratorios clínicos. Barcelona; Reverté. 1982.
Burnett D (ed.). Una guia práctica para la acreditación del laboratorio clinico.
Barcelona; Reverté, 2002.
Caballé I (ed.). Gestión del laboratorio clinico. Barcelona: Elsevier-Masson, 2007.
UNE-EN ISO 15189. Laboratorios clinicos: requisitos particulares relativos
a la calidad y la competencia. AENOR, 2003. Disponible en; www.aenor.es.
Westgard JO (ed.). Basic Method VaEdation, 3.* edición. Washington; AACC
Press, 2008. Disponible en; www.westgard.com.

Analitos y metabolismo
INDICE DE CAPITULOS
7 Agua y electrolitos.
8 Gases en sangre y equilibrio ácido-base.
9 Metabolismo del calcio y del fosfato. Enfermedades óseas.
10 Metabolismo del hierro. Anem ia ferropénica. Hemocromatosis.
11 Síntesis y degradación del hemo. Porfiria. Hiperbilirrubinemia.
12 Elementos traza.
13 Metabolismo de la glucosa. Diabetes mellitus. Hipoglucemia.
14 Metabolismo lipídico. Dislipemias.
15 Proteínas.
16 Enzimas.
17 Análisis de las alteraciones de la coagulación y fibrinolisis.
18 Purinas y pirimidinas. Hiperuricemia y gota.

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Capítulo
Agua y electrolitos
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Com partim entos líquidos del organism o 83
O sm olalidad 84
Regulación de la osmolalidad 85
Presión oncótica 85
Regulación de la hom eostasia
de los electrolitos 86
Balance de sodio 8 6
Sistema renina-angiotensina-aldosterona 8 6
Balance de potasio 87
Balance de cloruro 87
Hiato aniónico 87
Regulación del volum en extracelular 88
A lteraciones de electrolitos 88
Alteraciones de la concentración de sodio
plasmático 8 8
Alteraciones de la concentración de potasio
plasmático 89
Alteraciones de la concentración
de cloruro plasmático 90
A lteraciones del eje renina-angiotensinaaldosterona
90
Pruebas dinámicas 90
Determ inación analítica del e quilib rio
hidroelectrolítico 91
Osmolalidad 91
Electrolitos 91
Renina plasmática 92
Aldosterona 92
Referencias adicionales 93
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Conocer cómo se distribuyen el agua y los electrolitos
entre los compartimentos líquidos del organismo.
Conocer la regulación del agua, del sodio, del potasio
y del cloruro.
Saber explicar los términos osmolalidad, hueco osmolal,
presión oncótica e hiato aniónico.
Saber explicar diversos estados de alteración
hidroelectrolítica y poner ejemplos de estas situaciones.
Identificar los procedimientos analíticos para determinar la
osmolalidad y los iones, así como los factores preanaifticos
que influyen en su concentración.
C o m p a rtim e n to s líq u id o s
del o rg a n ism o
El agua es el elem ento constituyente m ás abundante del
organism o y en un adulto com prende entre el 4 0 y el 70%
del peso corporal en función del contenido graso del cuerpo.
De esta cantidad, dos terceras partes, aproxim adam ente, se
encuentran en el com partim ento intracelular (ñg. 7-1). La tercera
parte restante es el agua extracelular que comprende, a su
vez, dos com partim entos, el plasm a y el líquido intersticial,
separados por el endotelio capilar. El liquido intersticial es el
líquido extravascular que rodea directam ente a las células del
organism o. U na persona adulta de 70 kg contiene unos 42 L
p S v f
} Proteínas
U t f
Figu ra 7-1.
H,0 t t
Na* (4 mmol/L)
V * Lirn - *'
HCO3
Transporte^
activo
2 Na* 3 K*
(10 mmol/L) (150 mmol/L)
Proteínas
Fosfatos
Compartimento plasmático:
5 % del líquido total
Compartimento intersticial:
3 5 % del líquido total
Compartimento intracelular:
6 0 % del líquido total
Compartimentos líquidos del organismo.

84
P a r t e I I — A n a lito s y m e ta b o lis m o
Fosfatos, sulfatas,
ácidos orgánicos,
C a 2+, etc.
Mg2+...
Pifcteínas
160-
120-
80-
40-
Na-
HCO3-
ci-
I
|Ca2 +
lMg2+...
Mal
Cationes Aniones Cationes Aniones
Plasma
Intracelular
Fosfatos,
sulfatos,
ácidos
orgánicos, etc.
Proteínas
,HCO|
-ci-
Figura 7-2. Composición iónica en el compartimento vascular e intracelular.
de agua; 26 de ellos se encuentran en el interior de las células
(fluido intracelular) y 16, fuera de ellas (fluido extracelular):
4 L de plasma y 12 de líquido intersticial.
El catión principal del líquido intracelular es el potasio (110
m m ol/L), que está en m ucha m ayor concentración que en el
líquido extracelular (4 m m ol/L; fig. 7-2). En cambio, el sodio
es el principal catión en el líquido extracelular (140 m m ol/L)
y está en mucha m enor concentración en el líquido intracelular
(10 m m ol/L). Los principales aniones del líquido intracelular
son fosfatos y proteínas m ientras que en el líquido extracelular
son cloruro y bicarbonato.
El agua del organism o procede, sobre todo, de la ingesta y,
en m enor m edida, del m etabolism o oxidativo. O tro tipo de
aporte puede ser también el recibido por vía parenteral o intravenosa
en los pacientes hospitalizados. La ingestión de agua
es muy variable, pues hay personas que beben menos de 1 L
diario y otras, hasta 5 L. A pesar de estas grandes variaciones
en la ingesta, el volumen de agua en el organismo se mantiene.
La salida de agua se produce fundam entalm ente por vía urinaria
y se regula hormonalmente. Por ello, las pérdidas de agua
también son variables y pueden ser observadas fácilmente por
los cambios en el volumen de orina emitida. Otras form as de
elim inación, que en circu n stan cias norm ales tienen p oca
im portancia, son las heces, la evaporación en la piel o la respiración.
N o obstante, en situaciones de calor extrem o o patológicas
(p. ej., fístulas, diarreas o vómitos prolongados) se pueden
perder im portantes cantidades de agua. Estas pérdidas
excesivas no controladas provocarán deshidratación.
O sm o lalid ad
Las mem branas que separan los com partim entos del organismo
son semipermeables de forma que el agua se mueve fócilm
ente a través de ellas m ientras que m uchos solutos tienen
lim itaciones para atravesarlas debido a sus características
físico-quím icas. Estos solutos son osm óticam ente activos ya
que contribuyen a la presión osm ótica. Ésta se define com o la
presión necesaria para impedir el paso de agua a través de una
m em brana semipermeable que separa dos soluciones de diferente
concentración. El agua pasará del com partim ento más
diluido al más concentrado hasta que se iguale la presión osmótica
entre ambos compartim entos. Cuando unas células tienen
m ayor presión osm ótica que el plasma, entonces captan agua
hasta equilibrarlas (ñg. 7-3) hinchándose. Un ejemplo de ello
es la lisis de los hematíes cuando se ponen en agua destilada.
Del m ism o m odo, cuando la presión osm ótica intracelular es
inferior a la del plasma, entonces pierden agua y se deshidratan.
La presión osm ótica depende de la osmolalidad, que es una
propiedad coligativa de una solución que mide el núm ero de
partículas de solutos por kilogram o de solvente:
Osmolalidad = m m ol de soluto/kg de agua
La osmolalidad en el plasma es de unos 275-295 m m ol/kg
HjO. Ésta es la osmolalidad también del líquido intersticial e
intracelular, por lo que se afirm a que son isotónicos. tín icamente
la orina puede tener una osmolalidad diferente, entre
50 y 9 0 0 m m ol/kg H^O.
Puesto que la concentración de agua en el plasma es de 0,933
k g /L , ap roxim adam ente, la osm olalidad y la osm olaridad
(m m ol/L de disolvente) son sim ilares y, a veces, se usa este
últim o térm ino. Así, puesto que la osm olaridad = osm olalidad
X 0,933, una osm olalidad plasm ática de 2 90 m m ol/kg
equivale a una osm olaridad de 270 m m o l/L . Sin em bargo,
cuan do hay un increm ento en la cantid ad de solutos, tal y
com o ocu rre en estados de hiperlipidemia o hiperproteinem
ia, la osmolaridad es muy diferente de la osmolalidad y ha
de ser evitada.
La osmolalidad plasm ática depende del núm ero de moles
presente en éste y, si se conoce la concentración de los principales
solutos, se puede estim ar la osmolalidad. Las principales
partículas plasmáticas en condiciones norm ales son el sodio,
la glucosa y la urea. Por ello, la osmolalidad se puede aproxim
ar del siguiente modo:
Osmolalidad (m m ol/kg H^O) = 1,86 x [Na""] -1- [glucosa] +
[urea] -1- 9
Osmolalidad
intracelular
baja
Osmolalidad
intracelular
elevada
H2O
V .
Deshidratación
Figura 7-3. La osmolalidad determina el movimiento de agua entre la célula y el medio.
Edema intracelular

Capítu lo 7—Agua y electrolitos 85
320-
280-
Osmolalidad = 2 x [Na"*
240
110 130 150
Sodio (mmoi/L)
Figura 7-4. Existe una relación lineal entre la osmolalidad plasmática
y la concentración de sodio.
Todas las concentraciones se expresan en m m ol/L.
El Na"" siempre debe estar acom pañado de un anión para
m antener la electroneutralidad, por lo que su concentración
se m ultiplica por 1,86. La con cen tración de sodio en plasm
a es, aproxim adam ente, 140 m m ol/L , la de urea de unos
5 m m ol/L y la de glucosa es de unos 6 m m oI/L. Por tanto, el
principal contribuyente a la osmolalidad plasmática es el sodio
ya que la concentración de estos dos últimos solutos es, aproximadamente,
20 veces menor que la del sodio. Así pues, se puede
simplificar la fórm ula anterior (fíg. 7-4):
Osmolalidad (m m ol/kg H^O) = 2 x [Na""]
Tal y com o se puede deducir, un estado hipoosmolal es sinónim
o de un estado hiponatrémico y la elevación de la osmolalidad
norm alm ente se debe al increm ento de la concentración
de sodio. Una elevada osmolalidad sin hipernatrem ia puede
deberse a una hiperglucem ia grave, por ejemplo. En ella se
puede increm entar la concentración de glucosa más de 4 veces
con el consiguiente increm ento de la osmolalidad. Dado que
la glucosa no puede entrar libremente en el interior de las células,
se produce una salida de agua desde éstas y se origina deshidratación
intracelular.
Regulación de la osmolalidad
La osmolalidad se regula mediante la ingesta y la excreción
renal de agua libre. En el hipotálamo existen unas células especializadas
con osmorreceptores que detectan diferencias entre
la osmolalidad intra y extracelular tan pequeñas com o el 1 %.
Cuando la osmolalidad es superior a 285 m m ol/kg H^O, estim
ulan la liberación de vasopresina (horm ona antidiurética,
A D H ; fig. 7-5A ); cuando la osm olalidad es superior a
294 m m ol/kg H^O, estimulan la sensación de sed. El caso contrario
ocurre cuando se produce un descenso de la osmolalidad,
com o con la ingesta elevada de líquidos o en la alteración
de la excreción renal. Este descenso de osmolalidad es detectado
por los receptores hipotalám icos y se reduce la producción
de vasopresina, por lo que se form a m ucha orina de baja
osmolalidad.
La vasopresina es una horm ona de nueve aminoácidos que
se sintetiza en los núcleos supraóptico y paraventricular del
hipotálam o, los axones la tran sp o rtan a la neurohipófisis,
donde se alm acena hasta ser liberada por el estím ulo de un
increm ento de osmolalidad. Esto puede ocurrir, por ejemplo,
si se está en un ambiente caluroso haciendo ejercicio y hay pérdida
de agua. La vasopresina se une a su receptor de membrana
en las células del túbulo distal y colector, estimula la síntesis y
el transporte de la proteína acuaporina 2 desde las vesículas
hasta la m em brana lum inal y facilita la reabsorción de agua
(fig. 7-5B). Este agua pasa posteriormente al espacio intersticial
a través de la acuaporina 3 y esta recuperación de agua
reduce el estado de hiperosmolalidad plasmática. De este modo
se reduce el volumen de orina, que es concentrada y de elevada
osmolalidad.
Presión oncótica
Los pequeños solutos pueden distribuirse entre los com partim
entos plasm ático e intersticial ya que el endotelio es permeable
a estos compuestos. Estos compuestos no contribuyen
a la presión osm ó tica entre los dos com p artim en tos. Sin
embargo, las proteínas no pueden atravesar el endotelio debido
a su elevado tam año de m odo que en el plasma hay alta concentración
de proteínas (60-80 g/L) m ientras que en el líquido
intersticial ésta es muy baja. Estas proteínas del compartimento
v ascu lar ejercen una presión llam ada presión o n cótica o
coloidosmótica (unos 25 m m ol/kg; fíg. 7-6). De esta form a, la
distribución de agua entre el com p artim ento vascular y el
Hipotálamo
Osmolalidad
> 285 mmol/kg
Cys-Tyr-Phe-GIn
I
I
Desciende la
osmolalidad
Luz del túbulo distal
Filtrado glomerujar
isoosmótico
Compartimento
intersticial
Receptor
Cys--------Asp
I
Pro-Arg-Gly
Hipófisis posterior
►Vasopresina
Menor eliminación
»d e agua en la orina
(orina hipertónica)
Figura 7-5A. Regulación de la osmolalidad plasmática por la vasopresina.
Figura 7-5B. Mecanismo de reabsorción de agua en el túbulo distal
estimulado por la vasopresina.

86 Parte II—Analitos y metabolismo
V .
Presión oncótica = presión hidrostática
H2 O
Presión oncótica
Proteínas =70 g/L
H2 O
Presión hidrostática
Presión oncótica < presión hidrostática
H2O
Presión oncótica
Hipoproteinemia
H2 O
Presión hidrostática
Edema
Normal
Hipoproteinemia
Figura 7-6. Regulación del volumen extravascular por la concentración
de proteínas plasmáticas.
intersticial está determinada fundamentalmente por la presión
oncótica generada por las proteínas, que tiende a retener agua,
y contrarrestada por la presión hidrostática, que favorece la
salida de agua hacia el com partim ento intersticial. Dado que
la proteína más abundante del plasma es la albúmina, ésta tam ­
bién es la principal responsable de la presión oncótica. Cuando
hay una hipoproteinemia, por ejemplo, por pérdidas renales o
m enor síntesis hepática, la presión hidrostática puede ser
m ayor que la on cótica y se produce u na extravasación de
líquido, con lo cual aparece el edema.
R e gu lació n de la h o m eostasia
de lo s e le ctro lito s
Balance de sodio
Tal y com o se ha descrito anteriorm ente, la m ayoría del
sodio está en el com partim ento extracelular, con una concentración
plasmática entre 135 y 145 m m ol/L. La entrada de sodio
en el organism o se produce fundamentalmente con la ingestión
de alim entos y bebida, y es muy variable, entre 5 y 750
m m ol/día. En circunstancias norm ales, la mayoría del sodio
se elimina por vía renal, y en m enor proporción, por el sudor
y el aparato gastrointestinal, aunque estas vías pueden cobrar
importancia en circunstancias fisiológicas o patológicas, como
el ejercicio intenso o la diarrea, respectivamente.
El sodio que se filtra en el glomérulo se reabsorbe posteriormente
en su m ayor parte por un sistema de transporte activo
en el túbulo contorneado proxim al, acom pañado de aniones
cloru ro p ara m an ten er la electroneutralidad. Junto con el
sodio, también se reabsorbe agua de form a que se mantiene la
osmolalidad. El resto del sodio se reabsorbe en el asa de Henle
y en los túbulos contorneados distal y colector. Este proceso
se controla por el sistema horm onal renina-angiotensina-aldosterona
y, en m enor medida, intervienen también los péptidos
natriuréticos atrial y ventricular. El péptido atrial es una
horm ona secretada por la aurícula del corazón que estimula
la eliminación renal de sodio y frena la producción de aldosterona.
De esta form a, la entrada y la excreción de sodio quedan
reguladas y, por tanto, estabilizan su concentración en el
organismo.
La con cen tración u rin aria de sodio tiene un intervalo
de referencia m ucho m ás amplio que el plasm a, entre 4 0 y
2 2 0 m m ol/día, ya que la excreción de sodio depende de su
ingesta y es el m ecanism o de regulación del sodio plasmático.
La cuantificación del sodio urinario debe realizarse en muestras
de orina de 24 h ya que existe una im portante variación
de su excreción a lo largo del día. Así, la excreción nocturna
representa, aproxim adam ente, el 2 0 % de la excreción diurna.
Sistema renina-angiotensina-aldosterona
En la nefrona hay un grupo de células especializadas situadas
en la arteriola aferente, en la eferente y en la m ácula densa
de la porción recta del túbulo distal, que form an el aparato
yuxtaglom erular (fíg. 7-7). Estas células son sensibles a un descenso
de la presión arterial en la arteriola aferente o del sodio
en el túbulo distal. Ante cualquiera de las dos situaciones secretan
la enzima proteolitica renina que actúa sobre el angiotensinógeno,
una a^-globulina de 452 aminoácidos sintetizada en
Descenso de la presión arterial
Descenso de la [Na"^] en túbulo distal
Angiotensinógeno
Túbulo distali
Proteína-X-X-Asp-Arg-Val-Tyr-lle-Hys-Pro-Phe
Renina
Arteriola eferente)
Células yuxtaglomerulares
Arteriola aferente
Cápsula de
Bowman
Angiotensina I
X-X-Asp-Arg-Val-Tyr-lle-Hys-Pro-Phe
Corteza suprarrenal
Peptidil-peptidasa A
Angiotensina
Asp-Arg-Val-Tyr-lle-Hys-Pro-Phe
Aldosterona
Reabsorción
renal de Na"^
Figu ra 7-7.
Regulación de la concentración de sodio plasmático por el sistema renina-angiotensina-aldosterona.

Capítu lo 7—Agua y electrolitos 87
el hígado, y escinde el decapéptido C-term inal angiotensina I.
Este péptido pierde posteriorm ente dos am inoácidos por la
acción de la enzima peptidil-peptidasa A (enzima convertidora
de la angiotensina, EGA) y se produce la hormona activa angiotensina
II de 8 aminoácidos. La peptidil-peptidasa A es especialm
ente abundante en la m em brana lum inal de las células
endoteliales de los capilares sanguíneos pulmonares. La angiotensina
II es un potente vasocon stricto r que p rovoca un
aum ento de la presión arterial y estim ula la producción de
aldosterona por parte de la corteza suprarrenal. Esta horm ona
produce una gran estim ulación de la reabsorción de sodio en
el túbulo distal del riñón intercambiándolo por potasio y protones.
La aldosterona tam bién disminuye la elim inación de
sodio por el sudor. El resultado ñnal es un descenso de la elim
inación de sodio y un incremento de la eliminación renal de
potasio. El com portam iento contrario se produciría ante un
increm ento de la concentración de sodio.
Balance de potasio
El potasio es el p rin cip al catión intracelular, donde se
encuentra aproxim adam ente el 98% del potasio corporal. Así,
mientras los niveles plasmáticos se sitúan entre 3,5 y 5 m m ol/L,
en el interior de las células hay una concentración unas 25 veces
superior. Este gradiente de concentración es mantenido por la
enzima Na‘"/K‘"-ATP-asa de las membranas celulares, que bom ­
bea sodio hacia el exterior y potasio hacia el interior, consumiendo
adenosina trifosfato (ATP) en el proceso. La insulina
aumenta la actividad de esta enzima Na‘"/K"'-ATP-asa. Las células
musculares y nerviosas son especialmente ricas en potasio
y su gradiente es el principal determ inante del potencial de
mem brana en reposo, que desempeña un im portante papel en
la contracción cardíaca y la excitación neuromuscular.
La ingesta de potasio es muy variable, entre 50 y 150 m m ol/
día según la alimentación, siendo las frutas frescas o secas y
las verduras son los alimentos más ricos en potasio. La vía de
eliminación m ás im portante es el riñón, donde se filtra en el
glom érulo y se reabsorbe casi com pletam ente en el túbulo
proxim al, intercam biado por protones. En el túbulo contorneado
distal se secreta potasio o protones en intercambio por
el sodio, proceso que depende de la aldosterona y del equilibrio
ácido-base. U na concentración elevada de potasio estimula
la producción de aldosterona sin activar directam ente el
sistema renina-angiotensina. O tra vía de eliminación menor
son las heces, por donde se elimina, aproxim adam ente, el 1 0 %
del potasio. Estas vías tienen im portancia en estados patológicos,
com o en la diarrea.
Al con trario de lo que ocu rre con el sodio plasm ático, el
potasio es un ion fundam entalm ente intracelular, por lo que
la concentración de potasio no varía de form a apreciable en
respuesta a cambios de volumen de agua en los com partim entos
vascular y extravascular. La con cen tración del potasio
extracelular está determ inada, en gran medida, por el intercam
bio de potasio entre el interior y el exterior de la célula.
Por tanto, un movim iento de potasio entre el m edio extracelular
e intracelular puede ocasionar im portantes cambios en
la concentración de potasio plasmático (ñg. 7-2).
Con relación a lo anterior, el pH sanguíneo tiene un im portante
efecto en la concentración plasmática de potasio. En un
estado de acidosis, al aum entar la concentración de protones,
éstos entran al interior celular y se intercam bian con potasio
para neutralizarse. Además, hay m ayor intercambio de protones
por sodio en el túbulo distal, con lo que se elimina menos
potasio en orina. Todo ello produce un aum ento de potasio
plasmático. El caso contrario ocurre en la alcalosis.
Dado que el potasio, sobre todo, es intracelular, una variación
en el potasio extracelular no indica el contenido de potasio
de todo el cuerpo. N o obstante, en un estado de equilibrio
ácido-base, la hipopotasem ia está asociada con una pérdida
de potasio.
Balance de cloruro
El cloru ro es el principal anión extracelular, donde se
encuentra casi el 90% de este ion. Tiene un papel im portante
en el m antenim iento de la presión osm ótica del plasm a y de
su electroneutralidad. El equilibrio de cloruro depende de su
ingesta y eliminación. El obtenido en la dieta suele estar acom ­
pañado de sodio y se absorbe en su práctica totalidad. Se filtra
libremente en el glomérulo renal para ser reabsorbido posteriorm
ente de form a pasiva en el túbulo p roxim al m ientras
acom paña al sodio. Sin em bargo, en la ram a ascendente del
asa de Henle es reabsorbido de form a activa. El cloro también
se elimina por el sudor, tal y com o ocurre con el sodio.
Generalmente, los niveles de cloruro son paralelos a los de
sodio y tienen poca significación clínica y sólo se desvían
de las concentraciones de sodio en las alteraciones del equilibrio
ácido-base. M ás que por la importancia de las alteraciones
en la concentración plasmática de cloro p e r se, la cuantificación
del cloro se realiza para el cálculo del hiato aniónico, útil
en el estudio de las alteraciones del equilibrio ácido-base. Los
niveles de cloro en suero y plasm a no están afectados por la
hemolisis de la m uestra, a causa de la baja concentración de
cloro en el interior de los hematíes respecto al plasma.
Hiato aniónico
La suma de cargas positivas debe ser igual a la suma de cargas
negativas en los compartim entos del organismo para m antener
la neutralidad eléctrica. Por tanto, si cambia la concentración
de un ion, debe cam b iar tam bién la de otros para
mantener dicha neutralidad. Por ejemplo, si hay una alteración
de la concentración de bicarbonato, la de otros iones también
ha de variar para com pensar el cam bio de cargas negativas.
En el laboratorio se determ inan habitualmente sólo la concentración
de sodio, potasio, cloruro y bicarbonato, por lo que
la sum a de los cationes excede a la sum a de aniones. A esta
diferencia entre aniones y cationes se denom ina hiato aniónico,
que se calcula de la siguiente manera:
H iato aniónico (m m ol/L) = [Na""] -i- [K""] - [Gl’ ] - [HGOj’ ]
El hiato aniónico no existe realmente, sino que es una herramienta
para estim ar el conjunto de los aniones no determ inados
de form a directa, com o puede ser el caso de fosfatos, proteínas
y ácidos orgán icos. El hiato an ión ico es de unos
16 m m ol/L y un incremento del hiato aniónico indica la existencia
de aniones no medidos. Así, por ejemplo, el hiato aniónico
aumentará en condiciones metabólicas en que se producen
ácidos, com o la acidosis láctica (incremento del anión lactato)
o la cetosis (incremento de los aniones acetoacetato y p-hidroxibutirato)
o cuando exista intoxicación con drogas ácidas.

88 Parte II—Analitos y metabolismo
Activación
hipotalámica
Diarrea y vómitos
r , , .. . , ^ pla-Na‘^> 145 mEq/L
Perdida de sodio y agua
^
pla-Osm > 290 mmol/kg
Descenso de líquido extracelular
Activación del eje
renina-angiotensinaaldosterona
de diarrea y vómitos (fig. 7-8), el aparato gastrointestinal puede
ser la principal vía de eliminación de sodio y agua. Dado que
hay un descenso de volumen extracelular y, por tanto, del flujo
sanguíneo renal, se estimula el eje renina-angiotensina-aldosterona
y se produce una mayor retención renal de sodio. Simultáneam
ente, la deshidratación produce un increm ento de la
osmolalidad, se estimula la producción de vasopresina y tam ­
bién se retiene agua. Por tanto, se produce una retención de
agua y sodio y se recupera el volumen del líquido extracelular.
La orina, en cambio, será hipertónica y con baja concentración
de sodio.
í Vasopresina
Retención de agua
uri-Na"^ < 10 mEq/L
uri-Osm > 600 mmol/kg
Retención de sodio
í Aldosterona
Figura 7-8. Ejemplo de regulación del volumen extracelular por la vasopresina
y la aldosterona.
R e gu lació n del vo lu m en extra ce lu la r
Tal y com o se ha descrito anteriormente, la regulación del
volumen de agua corporal en los distintos com partim entos se
debe a la presión osm ótica, que en el com partim ento extracelular
depende, sobre todo, de la concentración de sodio ya que
es el principal catión. Por tanto, este ion determina el volumen
del com partim ento plasmático y cambios en la concentración
de sodio provocan cam bios en la osmolalidad, con el consiguiente
movim iento de agua.
Las horm onas aldosterona y vasopresina actúan para m antener
el volumen extracelular y la concentración de sodio. Por
ejemplo, durante una intoxicación alim entaria acom pañada
A lte ra cio n e s de e le ctro lito s
Alteraciones de la concentración
de sodio plasmático
Anteriorm ente se ha descrito que existe interdependencia
entre la concentración de sodio y el volumen de agua, que está
m arcada por su participación en la osmolalidad (tabla 7-1 y fig.
7-9). Por ejemplo, la retención de sodio en el organism o, si se
acom paña proporcionalm ente de agua retenida, no causará
ningún increm ento de la concentración plasmática de sodio y
viceversa, un déficit de sodio corporal quizá no se manifiesta
mediante el descenso de su concentración plasmática. El sodio
se encuentra, sobre todo, en el espacio extracelular, por lo que
un incremento de sodio suele estar acompañado por un incremento
del volumen de líquido extracelular, con el consiguiente
edema.
Hipernatremia
Es el increm ento del sodio plasm ático por encim a de 150
m m ol/L, por lo que siempre habrá hiperosmolalidad plasmática.
Así pues, se provoca la salida de agua desde el interior celu-
Tabla 7-1. Alteraciones bioquímicas en la hipernatremia e hiponatremia
pla-Osmolalidad
(mmol/kg)
uri-Osmolalidad
(mmol/kg)
uri-Volumen
uri-Sodio
mmol/L
Ejemplos
Hipernatremia >300 >800 < 10 Hiperaldosteronismo
>300 300 >800 Bajo < 10 Deshidratación
Hiponatremia 20 Hipoaldosteronismo,
diuréticos y acidosis
800 < 10 Pérdidas gastrointestinales:
vómitos y diarrea
300 Bajo > 2 0 (SIADH)

Capítu lo 7—Agua y electrolitos 89
Pérdida de Na"*
y de agua
Hipernatremia
Retención de Na"*
y de agua
H ,0
Hipernatremia
hig^ejvol_émica_
Hiponatremia
La hiponatremia es la alteración electrolítica más frecuente.
Es un descenso de sodio por debajo de 135 m m ol/L y la causa
m ás frecuente es la pérdida de líquido hipertónico. Si no se
produce un increm ento de otros compuestos osmóticam ente
activos en el líquido extracelular, el descenso de sodio estará
acom pañado de un descenso de la osmolalidad. El descenso
de sodio puede producir un desplazamiento del agua al interior
de las neuronas y afectar al sistema nervioso, con cefalea,
letargía o, incluso, si la hiponatremia es muy grave (menor de
100 m m ol/L), convulsiones y coma.
Entre las causas están (tabla 7-1):
> • H ,0
Hiponatremia • : Na"^ Hiponatremia
hipovolémica
hipen/olémica
Figura 7-9. Alteraciones del equilibrio del sodio. Las variaciones en la
concentración de sodio pueden deberse a la alteración en la cantidad de
sodio o de la cantidad de agua.
lar hacia el liquido extracelular, lo que produce una deshidratación
intracelular. La disminución del volumen neuronal causa
síntom as neurológicos, com o letargía, reflejos hiperactívos,
temblor muscular, convulsiones y coma. Las principales causas
de la hipernatremia son las siguientes (tabla 7-1 y fig. 7-9):
1. H ipernatrem ia hipervolémica. Se trata de la retención de
sodio acom pañada de agua, en que es m ayor la retención
del sodio. Se produce un aum ento del contenido total de
sodio en el organism o, tal y com o ocurre en la insuficiencia
renal aguda o crónica, o en el hiperaldosteronismo. En
este caso, la producción excesiva de aldosterona causa una
retención excesiva de sodio por los túbulos renales, con el
consiguiente increm ento del sodio plasmático y una pérdida
de potasio u rin ario. La orina estará concentrada
(osmolalidad superior a 8 00 m m ol/kg) y el volumen será
pequeño. También produce hipernatrem ia hipervolémica
una ingesta excesiva de sodio com o puede ser en pacientes
hospitalizados que reciben una terapia fluídica salina hipertónica
o de bicarbonato sódico.
2. H ipernatrem ia hipovolémica. Se trata de una pérdida de
agua m ayor que la de sodio. Al contrario de lo que ocurre
en el caso anterior, desciende el contenido total de sodio en
el organismo aunque está m ás concentrado. Un ejemplo es
la diabetes insípida, una enfermedad en la que no se produce
vasopresina o bien el riñón es insensible a ella (diabetes
insípida nefrogénica). Al no producirse vasopresina, los
túbulos renales no conservan el agua, que se elim ina en
grandes cantidades por la orina. Ésta es poco concentrada
(osm olalidad inferior a 250 m m ol/L) y con un volum en
elevado (más de 3 L). También la sudoración excesiva puede
causar un desequilibrio semejante. En el sudor, la concentración
de sodio es m enor que en el líquido extracelular,
por lo que una sudoración excesiva puede producir hípernatrem
ia. La pérdida excesiva de agua en la sudoración es
un riesgo en ancianos y niños. En este caso, la orina es muy
concentrada (osmolalidad superior a 8 00 m m ol/kg), con
un volumen pequeño y, dado que hay una conservación de
la capacidad renal de retener el sodio, éste estará poco concentrado
en orina (menos de 10 mm ol/L).
1. Hiponatremia hipovolémica. Se trata de la pérdida de sodio
acom pañada de agua, en que es m ayor la pérdida de sodio.
En este caso hay una reducción del contenido total de
sodio en el organism o. La excesiva elim inación renal
de sodio puede ser por una insuficiencia suprarrenal que produce
un déficit de aldosterona. También el empleo de diuréticos
tiacídicos o de tipo espirolactona pueden producir hiponatrem
ia ya que su m ecanism o de acción es medíante la
inhibición de reabsorción de este ion. La hiponatremia es
com ún en la acídosis metabólíca (p. ej., cetoacídosís diabética),
en la cual el sodio se elimina junto con grandes cantidades
de aniones orgánicos. En estos casos, el sodio urinario
será superior a 20 m m ol/L. Sí las pérdidas de sodio y de agua
son de origen extrarrenal, como en el caso de diarreas o vómitos,
entonces el sodio urinario será inferior a 10 m m ol/L.
2. Hiponatremia hipervolémica. Es la retención de agua mayor
que la de sodio. Se produce una dilución de sodio aunque hay
un incremento del contenido total de sodio en el organismo.
Por ejemplo, el síndrome de secreción inadecuada de hormona
antidíurétíca (SIADH, del inglés, syndrome ofinappropriate
antidiuretic horm one secretion) se caracteriza por un incremento
inespecífico (dolor, estrés y mareos) de la producción
de vasopresina, que no se corresponde con la osmolalidad. La
vasopresina estimula la reabsorción de agua en el riñón, con
lo que el sodio urinario será superior a 20 m m ol/L. Este síndrome
es frecuente en personas que han sufrido importantes
traumatismos o cirugía. Otra causa de hiponatremia por dilución
es la extravasación de líquido desde el compartimento
plasmático, taly como ocurre en individuos con cirrosis, síndrome
nefrótico o enfermedad cardíaca congestiva. En este
caso, aumenta el volumen del compartimento extracelular,
pero desciende el volumen sanguíneo, lo que produce un
incremento de la aldosterona y vasopresina, que aumentan la
reabsorción renal de sodio y de agua, por lo que el sodio urinario
es inferior a 10 m m ol/L. Esta reabsorción aumenta aún
más el líquido extracelular y diluye el sodio.
3. Elevada concentración de compuestos osmóticamente activos.
Estos com puestos producen hiperosm olalídad, que
provoca el desplazamiento de agua intracelular para m antener
el equilibrio osm ótico. La causa m ás frecuente de
hiponatremia hiperosm ótica es la hiperglucemia.
Alteraciones de la concentración
de potasio plasmático
La determinación de potasio en el laboratorio es una prueba
muy im portante ya que una concentración adecuada de pota­

90 Parte II—Analitos y metabolismo
sio es esencial para una correcta excitabilidad de las neuronas
y las células musculares. Así, una concentración inferior
a 2,5 m m ol/L o superior a 6 m m ol/L puede am enazar la vida
del paciente.
hacia el líquido extracelular y se intercambian por potasio,
que entra en la célula. También en la terapia con insulina
se produce una entrada de potasio en las células por estimulación
del transporte activo.
Hiperpotasemia
La hiperpotasem ia reduce el potencial de m em brana en
reposo con un aumento de la excitabilidad neuromuscular, lo
que produce debilidad muscular, parálisis y alteraciones cardíacas
(b rad icard ia y alteraciones de la conducción). Por
encim a de 7 m m ol/L es un riesgo serio de paro cardíaco.
Entre las causas de hiperpotasem ia están:
1. M enor depuración renal de potasio, ya que los riñones son la
principal vía de eliminación. En la insuficiencia renal aguda,
en que hay un deterioro de la filtración glomerular y de la excreción
tubular, se produce menor intercambio tubular de sodio
por potasio, lo que da como resultado hiperpotasemia. En este
caso, se observará también un volumen de orina reducido (oliguria).
Otra causa de hiperpotasemia es la insuficiencia suprarrenal
con hipoaldosteronismo, en que hay un descenso del
intercambio de sodio por protones y potasio. Por tanto, la hiponatremia,
ya descrita en el apartado anterior, estará acompañada
por hiperpotasemia. También provocan hiperpotasemia
los medicamentos que interfieren con la síntesis de aldosterona,
como el captopril, que inhibe la peptidil-peptidasa A.
2. Salida de potasio desde las células, que contienen m ucho
más potasio que el medio extracelular. En la acidosis, los
protones se desplazan hacia el interior de las células a fin
de neutralizar el descenso del pH plasmático, con lo que se
expulsa el potasio, y se produce hiperpotasemia. O tra causa
de liberación de potasio desde las células es la lesión celular
im portante, tal y com o puede ser el caso de un traum a­
tism o o de la lisis de células tumorales.
Hipopotasemia
U na co n cen tración de potasio plasm ático in ferior a 3
m m ol/L puede producir síntomas cardíacos, com o taquicardia
y alteraciones en el electrocardiogram a, hasta provocar arritmias
mortales. También se pueden presentar alteraciones neurom
usculares, con debilidad, astenia y parálisis, que incluso
lleguen a afectar a los músculos respiratorios. En el sistema
nervioso produce letargía e irritabilidad.
Las principales causas de hipopotasem ia son:
1. Elevadas pérdidas de potasio, tanto renales com o extrarrenales.
Las pérdidas gastrointestinales, a causa de vómitos,
diarrea o abuso de laxantes, pueden producir hipopotasemia
debido a que hay una pérdida abundante de líquidos y, además,
se produce alcalosis ya que estos líquidos que se pierden
tienen un elevado contenido en protones. Entre las causas de
pérdidas renales se puede citar el hiperaldosteronismo, en
que la producción excesiva de aldosterona incrementa la eliminación
de potasio. O tra causa de pérdida renal puede ser
la tom a de diuréticos ya que favorecen la pérdida de potasio.
Si la pérdida es extrarrenal, la concentración de potasio en
orina será inferior a 20 m m ol/L mientras que si la pérdida es
renal, la concentración de potasio será superior a ese valor.
2. Entrada de potasio en las células. Tal y com o se ha descrito
anteriormente, en la alcalosis salen protones desde la célula
Alteraciones de la concentración
de cloruro plasmático
G eneralm ente se observa hiperclorem ia en situaciones de
hiponatremia, pero también en situaciones de acidosis m etabólica,
en las cuales existe un exceso de ácidos orgánicos, ya
sea por un aumento de su producción (cetoacidosis diabética)
o por un descenso de su eliminación (insuficiencia renal). También
se produce en situaciones de vómitos persistentes que provocan
una im portante pérdida de cloro. E n este caso, está
acom pañado por una retención de bicarbonato, que provoca
alcalosis hipoclorémica.
La hipercloremia se produce en situaciones de deshidratación,
insuficiencia renal, diarreas im portantes asociadas con
acidosis metabólica o hiperaldosteronismo. Una acidosis hiperclorém
ica es signo de enfermedad renal grave.
A lte ra cio n e s del eje reninaa
n gio te n sin a -a ld o ste ro n a
El hipoaldosteronismo (enfermedad de Addison) se debe a
la deficiencia de aldosterona, por lo que no se reabsorbe suficientemente
el sodio en el riñón, y se pierde por la orina. Se
produce hiperpotasemia con hiponatremia y acidosis m etabólica.
El hipoaldosteronismo puede ser prim ario a causa de la
destrucción de las glándulas suprarrenales o por su incapacidad
para sintetizar aldosterona, com o en la hiperplasia suprarrenal
congénita. También puede ser secundario a una deficiencia
de renina, tal y com o puede suceder en los pacientes
con insuficiencia renal crónica.
El hiperaldosteronismo puede ser primario, com o el causado
por un adenoma productor de aldosterona (síndrome de Conn)
o, mucho más frecuentemente, secundario al incremento de la
actividad renina. Entre las posibles causas de este incremento
está la menor perfusión renal por cirrosis, estenosis renal o insuficiencia
cardíaca. Algunos tumores también pueden producir
renina. Al contrario de lo que ocurre en el hipoaldosteronismo,
los pacientes suelen tener hipernatremia, que conduce a hipertensión,
hipopotasemia y alcalosis metabólica. Las alteraciones
bioquímicas se indican en la tabla 7-2.
El hiperaldosteronismo prim ario es una causa frecuente de
hipertensión secundaria, con una prevalencia estimada del 18%.
Una prueba útil para diagnosticar el hiperaldosteronismo consiste
en la determinación de la relación de las concentraciones
de aldosterona/actividad renina plasmática, medidas ambas en
la misma muestra. Una ventaja de la determinación de esta relación
es el hecho de que no está influida por la ingesta de sodio
o la tom a de medicamentos antihipertensivos.
Pruebas dinámicas
La furosemida es un diurético que favorece la eliminación
de sodio y estimula la secreción de renina, con el consiguiente
incremento de la actividad renina plasmática. En los pacientes

Capítu lo 7—Agua y electrolitos 91
Tabla 7-2. Alteraciones bioquímicas del hiperaldosteronismo e hipoaldosteronismo
Na* K* pH Actividad renina
Hipoaldosteronismo Plasma - + - + (primario)
- (secundario)
Orina + - +
Hiperaldosteronismo Plasma N/+ - + - (primario)
+ (secundario)
Orina - + -
con hiperaldosteronismo secundario debido a renina elevada
(p. ej., hipertensión renal), la adm inistración oral de furosem
ida produce un notable increm ento de la actividad renina
plasmática. El test de estimulación con furosemida no produce
ninguna respuesta detectable de la actividad renina en el hiperaldosteronismo
prim ario o en el hipoaldosteronismo secundario.
La relación entre concentración de aldosterona y la actividad
renina plasm ática está determ inada por las condiciones
en que se obtiene el espécim en. En ocasiones, se determ ina
esta relación en dos situaciones distintas: una en que el paciente
perm anece en posición supina durante los 30 m in previos a la
obtención de la m uestra y o tra en que el paciente deambula
durante 6 0 m in antes de la extracción y en que el nivel de
ambas horm onas debe aum entar 2 - 6 veces respecto a la concentración
basal.
La adm inistración de suero salino o de horm onas mineralocorticoides
sintéticas, com o la fludrocortisona, suprime la
liberación de renina y de aldosterona. Así, el test de supresión
salina en que se adm inistra por via intravenosa una solución
isotónica provoca un notable descenso de la concentración
plasm ática de la actividad renina y de aldosterona. Esto no
ocurre en los pacientes con hiperaldosteronismo primario, que
tienen una secreción autónom a de aldosterona, en los cuales
se pueden encontrar concentraciones superiores a 230 pmol/L.
Los tests de supresión con suero salino o con horm onas mineralocorticoides
se deben evitar en pacientes con hipopotasemia
o con enfermedad cardiaca o renal.
D eterm in ació n an alítica
del e q u ilib rio h id ro e le ctro lítico
Osmolalidad
^ La osmolalidad se puede m edir directam ente, basándose en
I cambios en las propiedades coligativas, esto es, aquellas que
E dependen del núm ero de partículas presentes en una solución,
I com o es el aumento ebulloscópico (del punto de ebullición) o
I el descenso crioscópico (del punto de congelación). Para ello
§ existen equipos comerciales que miden automáticamente estas
3 propiedades coligativas. Cuando se añade una sustancia al
I agua, se eleva la osmolalidad, lo que provoca que descienda
g- proporcionalmente el punto de congelación del agua y aumente
I el punto de ebullición:
CC
^ Osmolalidad (m m ol/kg) = (temperatura de congelación del
agua - tem peratura de congelación del espécimen en ‘’C)/1,86
S (‘'C k g/m ol)
Osmolalidad (m m ol/kg) = (tem peratura de ebullición del
espécim en - tem peratura de ebullición del agua en ®C)/0,52
("C kg/mol)
De este m odo, estos equipos miden bien el descenso del
punto de congelación o el increm ento del punto de ebullición
respecto al agua y calculan la osm olalidad del fluido biológico.
Existe una diferencia entre la osmolalidad m edida y la calculada,
llam ado hueco osmolal, que se debe a la existencia de
sustancias endógenas que no se incluyen en el cálculo y que
suele ser unos 10 m m ol/kg HjO. Una diferencia mayor se debería
a compuestos no habituales con actividad osm ótica, como
en los casos de intoxicación con etanol, m etan ol o etilenglicol.
Electrolitos
El m étodo más habitualmente empleado es la potenciometría,
que se basa en la m edición de la diferencia de potencial
que aparece entre dos electrodos introducidos en una solución
sin corriente eléctrica. A esta diferencia de potencial contribuye
cada uno de los dos electrodos. Uno de los electrodos es
el electrodo de referencia, cuyo potencial no cambia. El otro
electrodo es el indicador, cuyo potencial es proporcional al
logaritmo de la concentración del analito que debe medirse en
la m uestra. Debe tener una respuesta selectiva de form a que
únicam ente responda a cambios en la concentración del electrolito
que se determ ina. Existen varios tipos de electrolitos
indicadores aunque los más empleados son los electrodos selectivos
para el ion. En este caso se estudia el potencial que se
genera a través de una m em brana, que es permeable únicamente
al electrolito que debe estudiarse y que separa un electrodo
de referencia interno de la m uestra problema.
Además, las técnicas potenciométricas con electrodos selectivos
pueden ser directas o indirectas según se realice una dilución
de la m uestra o no antes de ponerla en contacto con el
electrodo. Las técnicas directas miden la actividad iónica, por
lo que no producen errores por el llamado efecto de exclusión,
limitación propia de las técnicas indirectas. Las técnicas indirectas
presentan la ventaja de que se necesita p oca m uestra
para cubrir todo el electrodo. Adem ás, diluyen las proteínas
de la m uestra que se fijan a las mem branas de los electrodos
e interfieren en la medición y acortan la vida útil de los electrodos.
O tro tipo de técnicas empleadas, aunque con mucha menos
frecuencia, en la cuantificación de electrolitos son las técnicas
espectrofotom étricas. En un principio, la espectrofotometría

92 Parte II—Analitos y metabolismo
de emisión por llam a era la técnica de referencia en la determ
inación de sodio Y potasio. En ella, los iones eran excitados
por la llam a y em itían una luz con una longitud de onda de
589 y 768 nm , respectivamente. También existen técnicas en
que la presencia de estos iones representa la activación de una
enzima o la excitación de un crom óforo. Por ejemplo, el sodio
activa la enzima ^-galactosidasa que hidroliza el o-nitrofenil-
P-D-galactopiranósido para producir el o-nitrofenol, que emite
a 4 20 nm.
Consideraciones preanalíticas
El uso de EDTA (ácido etilendiaminotetraacético) es incom ­
patible con la determ inación de potasio ya que se presenta
com o una sal de potasio, lo que falsea los resultados obtenidos.
O tra fuente de error preanalítico es m antener el torniquete
durante la tom a de sangre ya que, durante el ejercicio físico, el
músculo libera potasio, lo que eleva artificialmente sus niveles
en la sangre.
A nivel analítico es especialmente im portante evitar que se
produzca hemólisis durante la recogida del espécim en. La
salida de potasio desde los hematíes rotos puede provocar una
falsa hiperpotasem ia, que no refleja la concentración real de
potasio plasmático (fig. 7-lOA). D urante la coagulación, tam ­
bién se libera potasio del interior de las plaquetas, con lo que
la concentración de potasio sérico es ligeramente superior a la
[K*] = 3,5 mmol/L
Hemólisis
: K*
[K*] = 7,5 mmol/L
^Eritrocito.
Plasma
Figura 7-10A. La hemólisis extravascular de la muestra causa una elevación
del potasio que no refleja la verdadera concentración plasmática.
Portante, las muestras hemolizadas deben ser rechazadas para la medida
de potasio.
Upidos
[Na*]: 130 mmol/L
Agua
Osm calculada: 260 mmol/L
Figura 7-10B.
[Na*]: 137 mmol/L
Osm calculada: 274 mmol/l
• : Na*
Osm medida: 281 mmol/L
medido por fotometría de llama: 130 mmol/L
medido por electrodo selectivo para ion: 136 mmol/L
Ejemplo de seudohiponatremia por la existencia de una
cantidad elevada de lípidos en la muestra de plasma.
de potasio plasmático. Por ello es recomendable usar plasma
en lugar de suero para determ inar la concentración de potasio.
Por la m ism a razón, el almacenamiento prolongado del espécim
en increm enta progresivamente la concentración de potasio.
Incluso, el alm acenam iento de la m uestra a 4 "C inhibe la
glucólisis en los hematíes, que no producen ATP para m antener
la actividad de la bom ba NaVK‘"-A TP-asa. Por tanto, es
incapaz de m antener el gradiente de potasio, que difunde al
exterior de los hematíes.
Cuando en la m uestra sanguínea el volum en de agua es
m enor que el volum en total de plasma, puede producirse un
resultado an alítico confuso, según el m étodo de m edida,
debido al efecto de exclusión de electrolitos. Aunque afecta
todos los electrolitos, que se encuentran en la fracción acuosa
del plasm a, este efecto es m ás notable en el caso del sodio.
Puesto que el sodio se encuentra en la fase acuosa {ñg. 7-lOB),
si se mide la concentración de sodio referida al volum en total
de plasm a, ésta será m enor que la real. Por ejemplo, si la fase
acuosa es solam ente el 95% del volum en total, una con cen ­
tración de sodio m edida en todo el volum en (p. ej., por fotom
etría de llam a) de 130 m m o l/L (hiponatrem ia aparente),
corresp on d ería en realid ad a una con cen tració n de 137
m m ol/L (130 x 100/95), que estaría dentro del intervalo de
referencia. Este efecto no ocu rre si se m ide la actividad de
sodio en la m uestra sin diluir, por ejemplo con un electrodo
selectivo para el ion ya que la actividad no está afectada por
la existencia de cantidades elevadas de lípidos o proteínas.
Tam poco estarán afectadas las determinaciones de propiedades
coligativas p ara m ed ir la osm olalidad ya que m iden
núm ero de partículas por kilogram o de agua. Por tanto, la
osmolalidad calculada a p artir de la concentración de sodio
será muy inferior a la osmolalidad medida. Puede producirse
en pacientes con una notable hiperlipidemia, en los cuales la
elevada cantidad de lípidos en sangre ocupan una proporción
significativa del volumen plasm ático. También puede ocu rrir
en pacientes con hiperproteinemia, com o el caso de enfermos
con mieloma.
Renina plasmática
La concentración de renina plasm ática se mide habitualmente
con relación a su actividad enzimática, esto es, la capacidad
de generar angiotensina I y ha de valorarse en función
de la concentración de sodio urinario. El m étodo se basa en la
incubación a 37 '’C con el angiotensinógeno endógeno o con
sustrato añadido. La angiotensina I producida se mide por
métodos inm unom étricos. La actividad renina plasmática se
expresa com o [ig de angiotensina I x L’ ‘ x h’ ‘.
O tros tejidos producen prorrenina, que se encuentra en circulación
a una concentración 1 0 veces superior a la renina.
Para evitar su activación, el espécimen se recoge en hielo, con
antiproteasas. U na vez que se ha obtenido y se ha separado el
plasma, éste se conserva congelado ya que la conservación a
4 "C provoca una crioactivación de la prorrenina.
Aldosterona
La cuantificación de aldosterona en suero, plasma u orina
se realiza habitualmente mediante inmunoanálisis com petitivos
con aldosterona m arcada o no competitivos, mediante el
empleo de un anticuerpo de detección. Dependiendo de la pro­

Capítu lo 7—Agua y electrolitos 93
cedencia del anticuerpo, en ocasiones pueden observarse reacciones
cruzadas con otros esteroides, com o la corticosterona.
En algunos métodos hay un paso previo de extracción debido
a la baja concentración y para evitar interferencias.
Los resultados de la determinación renina y aldosterona pueden
alterarse por factores com o la m edicación, la postura del
paciente, la hora de extracción o el contenido en potasio y sodio
de la dieta.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Alpern Rf, Hebert SC (eds.). Seldin and Giebisch’s The kidney; ptysiology
and pathophysiology, i.‘ edición. Boston; Elsevier Academic Press, 2008.
Burtis CA, Ashwood ER, Burns D E (eds.). Tietz Textbook o f CHnical Chemistry
and Molecular Diagnostics, 4.* edición. San Luis: Elsevier Saunders, 2005.
Kaplan LA, Pesce AJ (eds.). Clinical Chemistry; Theory, Analysis, Correlation,
5.* edición. Amsterdam; Elsevier, 2010.
M oe OW, Fiister D. Clinical acid-base pathophysiology; disorders o f plasma anión
gap. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab 2003; 17; 559-574.

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Capítulo
Gases en sangre
y equilibrio ácido-base
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Intercam bio gaseoso 95
Producción de ácidos por el organism o
y sistem as de am ortiguación 96
Sistema amortiguador bicarbonato 96
Sistema amortiguador proteínas y fosfato 98
A lteraciones ácido-base 98
Compensación de la alteración ácido-base 99
Acidosis metabólica 99
Alcalosis metabólica 100
Acidosis respiratoria 100
Alcalosis respiratoria 101
Transporte de o xíge n o 101
Curva de disociación de oxígeno-hemoglobina 101
Alteraciones de la hemoglobina y transporte de oxígeno
a los tejidos 1 0 2
Alteraciones en la difusión de oxígeno
en los pulmones 103
Estudio del e quilib rio ácido-base
y de los gases en sangre 103
Determinación de lactatoy piruvato 104
Referencias adicionales 104
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Comprender los mecanismos de control del pH en el
medio interno, tanto por vía de sistemas químicos de
tamponamiento como por acción de los sistemas respiratorio
y renal.
• Adquirir el conocimiento de los trastornos ácido-básicos, su
origen, vías de implantación y mecanismos compensatorios.
• Conocer los puntos críticos que afectan el estado
de oxigenación, las variables analíticas que lo expresan
y los principios metodológicos de su determinación.
Sangre venosa
PO2 : 40 mmHg
PCO2 : 46 mmHg
Alvéolos pulmonares
PO2 : 100 mmHg
PCO2: 40 mmHg
Tejidos
PO2 : 20 mmHg
PCO2 : 60 mmHg
Sangre arterial
PO2 : 90 mmHg
PCO2 : 40 mmHg
Figura 8-1.
Transporte de oxígeno a los tejidos.
In tercam b io g a se o so
El oxígeno es fundam ental para todas las células del organism
o y se debe asegu rar un aporte suficiente. Para ello es
necesario tom ar una cantidad suficiente de la atmósfera y disponer
de un sistema de distribución adecuado hasta los tejidos.
La captación de oxígeno en los pulmones depende de la presión
parcial de oxígeno POj atmosférica y de la capacidad de
difundir a través de las mem branas alveolares hacia la sangre
a favor de un gradiente de presión. La PO 2 al nivel del m ar es
de unos 149 mmHg, en los alvéolos se reduce a unos 100 m m Hg
y en las arterias es de unos 90 m m H g (fig. 8-1).
La eliminación de CO 2 por los pulmones está controlada por
los quim iorreceptores troncoencefálicos, que son sensibles a
las modificaciones de pH provocadas por los cambios de concentración
de COj. Com o respuesta al exceso de COj se produce
un increm ento de la frecuencia respiratoria. También
existen receptores sensibles a la POj, que están situados en el
cayado de la aorta y en el cuerpo carotídeo. Este control por
el oxígeno es especialmente im portante cuando la PO 2 arterial
es inferior a 60 m m H g.
El intercambio gaseoso depende tanto de la ventilación como
de la perfusión pulmonar. Es necesaria una superficie alveolar

96 Parte II—Analitos y metabolismo
funcional y con una adecuada irrigación que perm ita la difusión
de los gases entre la sangre y el aire. Puesto que el COj es
mucho más soluble que el oxígeno, las alteraciones afectan inicialm
ente a este gas, disminuyendo la concentración de oxígeno
arterial (hipoxia), y posteriormente incrementa la de CO 2
(hipercapnia). Esto se refleja en algunas situaciones, com o el
edema pulmonar, en que existe un buen flujo sanguíneo, pero
una ventilación deficiente. Com o consecuencia de ello, la (PO 2)
arterial disminuye, pero no la presión parcial de CO 2 (PCOj) arterial.
Asim ismo, es necesario un adecuado sistema de transporte
del oxígeno hasta las células. Por ello, un inadecuado intercambio
gaseoso en los pulmones (p. ej., por obstrucción de las
vías aéreas) o un deficiente transporte a los tejidos (p. ej., por
estenosis arterial) pueden generar situaciones de hipoxia tisular.
Producció n de ácid o s por
el o rg a n ism o y sistem as
de a m o rtig u a ció n
La producción diaria de protones es m uy elevada, entre 10
y 2 0 mm ol, que provienen de numerosas reacciones, com o las
del metabolismo energético con la form ación de ácido láctico,
del metabolismo de aminoácidos azufrados o de derivados
fosforados, com o las fosfoproteínas, del m etabolism o de triglicéridos,
que producen ácidos grasos, etc. Las comidas altam
ente proteicas también producen protones. Toda esta producción
ácida tiene que ser neutralizada ya que el cam bio en
la concentración de protones puede afectar a la ionización de
proteínas o el equilibrio de iones en las m em branas celulares,
con im portantes consecuencias en la actividad enzim ática, la
unión de la hemoglobina al oxígeno, el reparto de iones entre
el interior y el exterior de la célula y, por tanto, interferiría en
la actividad cardíaca y neuronal, la señalización celular y la
acción horm onal, etc.
Así pues, su concentración se mantiene en un estrecho m argen,
entre 36 y 46 m m ol/L. Para neutralizar estas notables variaciones
de la concentración de protones, el organismo dispone
de una serie de mecanismos reguladores (fig. 8-2). Los principales
m ecanism os amortiguadores del pH que posee el organismo
son:
1. Los sistemas am ortiguadores del bicarbonato, del fosfato
y de las proteínas.
Ácidos:
lactato, CO2,
sulfates,
fosfatos, etc.
Bases:
Bicarbonato,
fosfato, proteínas,
hueso, etc.
Eliminación de
ácidos por vía
NHs.HCOi, etc.
renal 0 respiratoria
V / k /
Figura 8-2.
Producción de protones en el metabolismo y sistemas de
amortiguación que mantienen el pH en un intervalo estrecho.
2. La eliminación de ácidos por vía renal o por vía respiratoria.
3. El hueso.
Estos am ortiguadores son intracelulares y extracelulares y
constituyen un sistema abierto sometido a regulación pulmonar
y renal. La regulación del pH puede ser rápida (minutos u horas)
por los tampones orgánicos y por la respiración, que elimina CO 2,
o lenta (horas y días) mediante la excreción renal de protones y
el metabolismo hepático de compuestos ácidos y fármacos.
Sistema amortiguador bicarbonato
El sistem a am ortiguador del bicarbonato es el principal
m ecanism o de regulación del pH extracelular y la mayoría de
los protones producidos durante el metabolismo son tam ponados
por el bicarbonato:
H C O r -I-H " H X O , CO , -t- H ,0
Según la ley de Henry, la concentración de CO 2 disuelto está
relacionada con la presión parcial de CO 2 , PCO 2 , y con el coeficiente
de solubilidad, a , de form a que:
[CO 2] = a X PCO 2
Se puede establecer una relación entre el pH y los integrantes
del sistem a am ortigu ad or del bicarbonato de la form a
siguiente (ecuación de Henderson-Hasselbalch):
K =•
[HCO,-] X [H 1
a X PCO,
Si se tiene en cuenta que el pH = (-log [H""]) y que pK^ =
(- log K J, puede concluirse que:
[H C O r]
pH = pK , + log-
( a X PCO 2)
Con ello se puede establecer la siguiente proporcionalidad:
p H = -
[HCO 3 -]
PCO 2
A la tem peratura de 37 ®C de la sangre, el valor de pK^ y de
a son conocidos (pK^ = 6,1; a = 0,03 m m ol/L /m m H g). Por
tanto, en esta ecuación se observa fácilmente la relación del pH
con el cociente entre la concentración de bicarbonato y la PCO 2
(fig. 8-3):
1. Al CO 2 se le denomina componente respiratorio del sistema
am ortiguador. El CO 2 disuelto en el plasma está en equilibrio
con el CO 2 gas, que puede ser eliminado por los pulmones.
La eliminación de este gas se puede regular por la
frecuencia respiratoria.
2. Al bicarbonato se le denomina componente metabólico del
sistema am ortiguador. Éste se filtra libremente en el riñón
y posteriormente puede ser eliminado o reabsorbido en los
túbulos.

Capítu lo 8—Gases en sangre y equilibrio ácido-base 97
CO2 + H2 O H-^+ HCO3 50
Componente
respiratorio
Eliminación de CO2
rápida
Componente
metabólico
I
Eliminación de HCOl
lenta
Figura 8-3. Componente metabólico y respiratorio del sistema de amortiguación
del bicarbonato.
28
21
Acidosis
respiratoria
.Acidosis
metabólica
PCO2
48 mmHg
Alcálosis
metabólica
PCO2
35 mmHg
Alcálosis
respiratoria
7 7,35 7,45 7,8
Si se tiene en cuenta que la concentración media arterial de
HCOj" es de 24 m m ol/L y la PCO j media es de 4 0 m m H g, se
puede calcular el pH medio a partir de la ecuación anterior:
Figura 8 -S. Relación entre el pH arterial y el tampón de bicarbonato.
Diagrama de Davenport. Se indican las alteraciones ácido-base.
pH
24 m m ol/L
pH = 6,103 -I- log-
•=7,4
40 m m H g x 0,03 m m ol/L/m m H g
El COj producido en el metabolismo (unos 200-800 mT./min)
difunde desde las células donde está más concentrado y se disuelve
en el líquido extracelular, desde donde pasa al plasma. El
CO 2 disuelto puede reaccionar lentamente con el H^O y form ar
HjCOj, que se descompone a HCOj" y protones. La mayoria del
CO 2 entra en los hematíes (fig. 8-4), donde el 15-20% se une a
los grupos amino terminal de hemoglobina. La mayoría del COj
reacciona rápidamente con el agua para form ar H^COj, en una
reacción catalizada por la enzim a anhidrasa carbónica. Este
HjCOj se descompone a HCOj" y protones, que se neutralizan
por la hemoglobina y form an la desoxihemoglobina o hem o­
globina reducida (HHb) y el HCOj" difunde al plasma. En la
salida desde el eritrocito hacia el plasma, el HCOj" se intercam ­
bia con el anión cloruro, en un proceso que se llama desplazamiento
de cloruro. De esta forma, más del 70% del COj producido
se convierte en bicarbonato y el resto reacciona con las
proteínas, sobre todo la hemoglobina, o permanece disuelto en
el plasma. El proceso inverso se produce en los pulmones, de
forma que el oxígeno inspirado se combina con la hemoglobina
formando oxihemoglobina (OjHb). El protón de la desoxihemoglobina
se libera y con el bicarbonato vuelve a form ar CO 2
en una reacción facilitada por la anhidrasa carbónica. Finalmente
este gas se elimina por los pulmones.
El sistema HCO j’ /C O j tiene su pK^ de 6,1, alejado del pH
fisiológico de 7,4, y existe una elevada relación entre la concentración
de bicarbonato y COj, de 2 0 : 1 , por lo que inicialmente
puede parecer que no es un buen tam pón. N o obstante,
la efectividad del sistema am ortiguador del bicarbonato se basa
en la elevada concentración de bicarbonato en plasma y en la
capacidad de elim inar el COj, que es el componente ácido del
sistema, por los pulm ones, y el bicarbonato, que es el com ponente
básico, por la orina. Este últim o aspecto es im portante
ya que otros tampones se vuelven ineficaces a medida que la
asociación del protón y el anión alcanza un equilibrio. Sin
embargo, al eliminarse el CO 2 por los pulmones, el desequilibrio
se mantiene entre el componente ácido, y el componente
básico, y el sistema puede continuar tam ponando. Por tanto,
el sistema am ortiguador del bicarbonato es un sistema abierto,
controlado por los pulmones por cambios en el ritm o ventilatorio
m ediante hiper o hipoventilación, además de la regulación
renal de la eliminación de bicarbonato. El límite de este
sistem a am ortiguador es la propia concentración inicial de
bicarbonato en el plasma.
Si se representa la concentración de bicarbonato en función
del pH, se obtiene una serie de isóbaras o diagram a de Davenport
correspondientes a la PCO j (fig. 8-5). Por otra parte, de
esta relación de proporcionalidad se puede concluir que:
Tejidos
Metabolismo
celular
Pulmones
1. Tanto la pérdida de bicarbonato com o el aumento de PCO 2
producen un descenso del pH sanguíneo (acidosis).
2. Tanto el aumento de bicarbonato com o la disminución de
PCO 2 producen increm ento del pH (alcalosis).
Regulación de la eliminación
de CO2 y bicarbonato
Figura 8-4. Interrelación entre el sistema amortiguador del bicarbonato
y la hemoglobina.
La eliminación de los componentes base y ácido del tampón
de bicarbonato se realiza por el riñón y por los pulmones, respectivam
ente. M ediante la respiración se regula de form a
inm ediata la elim inación de COj, pero la regulación a largo
plazo la realizan los riñones. El increm ento de CO j produce
un aumento de la concentración de protones (descenso de pH)
en el líquido cefalorraquídeo. Com o respuesta, se increm enta
la ventilación, se elimina m ás COj y, por tanto, ácidos. Ade-

98 Parte II—Analitos y metabolismo
Filtración glomerular
Anhidrasa
carbónica
CO2 — ------ - H2 C O 3
HCO3-
H jP 0 4 ’ m ientras que, en la insuficiencia renal, disminuye la
excreción de fosfato y se form a menos H jP 0 4 ’ . El am oníaco se
produce por el metabolismo tubular de la glutamina, que por
la acción de la glutaminasa libera glutamato, que retorna a circulación,
y am oníaco, que se elimina a la luz tubular.
Así pues, el pH final de la orina está determ inado por la
reabsorción de HCOj" y la secreción de protones.
Figura 8 -6 A .
riñón.
Líquido
Célula tubular proximal intersticial
Regulación de la eliminación de bicarbonato por el
Sistema amortiguador proteínas y fosfato
El sistema tam pón fosfeto está regulado por el equilibrio de
la reacción:
m ás, los protones am ortiguados se pueden elim inar por el
riñón, que regenera el bicarbonato que retorn a al plasm a.
Existe un proceso de recuperación y otro de generación de
bicarbonato en el riñón (fig. 8 - 6 A):
1. El bicarbonato se filtra en el glomérulo y acom paña generalm
ente al sodio, el cual se reabsorbe en intercambio por
protones. Una vez en la luz del túbulo proxim al, el bicarbonato,
que no puede atravesar la m em brana celular, se
combina con los protones secretados y forma el HjCOj, que
se descompone en CO 2, el cual difunde hacia la célula tubular.
Dentro de la célula, el CO 2 form a nuevamente H^COj
por la anhidrasa carbónica, el cual se descompone nuevamente
en bicarbonato. Éste difunde al plasma y el protón
se secreta a la luz tubular. De esta form a se recupera en el
túbulo proxim al casi todo el bicarbonato filtrado en el glomérulo.
Ello no produce una secreción neta de protones ya
que el excretado se recupera con el bicarbonato.
2. En los túbulos distales, el CO 2 intersticial difunde hacia las
células, donde se com bina con el agua para form ar ácido
carbónico en una reacción catalizada por la anhidrasa carbónica.
El ácido carbónico se disocia para dar bicarbonato,
que vuelve a la circulación, y el protón es transportado a la
luz tubular, donde se intercam bia por sodio. En este caso
hay una secreción neta de un protón.
Los protones secretados se tam ponan en la luz tubular por
el hidrógeno fosfato (H P 0 4 ^“) filtrado formando dihidrógenofosfato
(H 2PO 4"; fig. 8 - 6 B). En condiciones normales se neutralizan
unos 40 m m ol/24 h de protones y constituye el 90% de la
acidez titulable de la orina. La acidosis incrementa la eliminación
de fosfato, con mayor efecto amortiguador, y se forma más
Túbulo renal
HPOa^'
Na-*
H2P04- \
NH4+
Figu ra 8 -6 B .
NHb-
Célula tubular distal
H 2 0 - . CO2
Anhidrasa
carbónica
Na-^
H
H2 CO3
HCO3
NH3 » Glutamina
Líquido
intersticial
-C O 2
HC03'
Tamponamlento del protón por el fosfato y el amonio.
H P O /- + H"
H 2PO 4- pK = 6 , 8
Con el pH plasmático norm al, el fosfato se encuentra sobre
todo como H P 0 4 ^’, en una proporción de iones de 4 :L Su poder
am ortiguador es muy limitado y representa menos del 1 0 % del
tampón no bicarbonato del plasma. El derivado de la glucólisis
2,3-difosfoglicerato tiene im portante efecto am ortiguador en
los eritrocitos ya que está presente en una elevada concentración,
de unos 4,5 m m ol/L.
Las proteínas son el segundo tam pón sanguíneo en im portancia
después del bicarbonato. En el plasma, la principal proteína
es la albúmina m ientras que en el eritrocito es la hem o­
globina, con lo que estas p roteín as son las principales
responsables de neutralizar los protones. La albúm ina tiene
numerosas cargas negativas que pueden unir protones. El principal
am inoácido am ortiguador es la histidina por su grupo
imidazol, que tiene una pK^ de 7,L
Los protones también pueden entrar en las células por intercambio
de potasio. Una vez dentro, se neutralizan con las proteínas
y los fosfatos intracelulares.
A lte ra cio n e s ácid o -b ase
La concentración de protones en el organismo se mantiene
en un estrecho m argen, entre 35 y 45 nm ol/L o, lo que es lo
mismo, entre un pH de 7,35 y de 7,45. Un exceso en la producción
de protones causa cambios en la concentración de bicarbonato
y, si es excesiva, producen la alteración metabólica del equilibrio
ácido-base. Del mismo modo, cuando hay una alteración
en la ventilación que modifique la eliminación de CO^, se producen
cambios en la PCOj, que puede llevar al desequilibrio.
Los térm inos acidosis o alcalosis se emplean para definir la
aleación prim aria que produce un cambio de bicarbonato o de
COj, y desplazamiento del pH:
1. Acidosis metabólica: el defecto prim ario es un descenso de
la concentración de bicarbonato.
2. Alcalosis metabólica: el defecto prim ario es un incremento
del bicarbonato.
3. Acidosis respiratoria: el defecto prim ario es un incremento
de la PCOj.
4. Alcalosis respiratoria: el defecto prim ario es un descenso
de la PCOj.
Así pues, en función del estado ácido-base y la concentración
de bicarbonato y la PCO j, se puede establecer la relación
que se indica en la tabla 8 - 1 .

Capítu lo 8—Gases en sangre y equilibrio ácido-base 99
Tabla 8-1. Alteraciones ácido-base y compensación
Causas
Alteración primaria
pH PCO2 (mmHg) HCO3- (mmol/L)
Collip^lliici^iÓll
Referencia 7,35-7,45 35-45 21-28
Acidosis metabólica
Acidosis respiratoria
Alcalosis metabólica
Cetoacidosis
Insuficiencia renal
Diarrea
Acidosis láctica
Enferm edad pulmonar
obstructiva crónica
Asma
Drogas
Obstrucción
Vómitos
Hipopotasemia
7,45 >28 Aum ento de la PCO2
Descenso de la acidez
titulable y de la excreción
de am onio
Alcalosis respiratoria Hiperventilación >7,45

100 Parte II—Analitos y metabolismo
A
40n
B 40 1
Compensación:
" PCO2
IHCO3 ]
[HCO3 ]
l^orr^l
^ o r ^ l
[HCOi]
pH
Compensación:
I PCO2
tlH CO i]
Compensación:
‘ PCO2
[HCOI]
pH
PCO2
Compensación:
'
PCO2
PCO2
» [HCOi]
pH
pH
Figura 8-7. Desequilibrio ácido-base y sistemas de compensación en: acidosis metabólica (A), alcalosis metabólica (B), acidosis respiratoria (C) y
alcalosis respiratoria (D).
tica de Cl’ . Por ello se llama acidosis hiperdorémica. Entre sus
causas está la pérdida de bicarbonato, como en un cuadro con
diarrea crónica o fístula intestinal, en que se pierden líquidos
del aparato gastrointestinal que contienen bicarbonato. También
en la acidosis renal tubular se pierde la capacidad de recuperar
el bicarbonato filtrado y de intercambiar sodio por protones,
con lo que se eliminan por la orina. A yunos diuréticos
basan su mecanismo de acción en la inhibición de la anhidrasa
carbónica (p. ej., acetazolamida), lo que causa una disminución
de la reabsorción tubular de HCO,".
Compensación de la acidosis metabóilca
El descenso de pH estimula el centro respiratorio y la respuesta
es la hiperventilación profunda, rápida y a golpes, llamada respiración
de Kussmaul. Esta respiración incrementa la eliminación
de COj, con lo que disminuye la PCOj, se recupera la relación
PC0 2 /[H C 0 j’ ], y el pH tiende a volver a la normalidad. En la gráfica,
entre la relación de bicarbonato y pH arterial, se observaría
una curva descendente hacia isóbaras de PCOj más bajas.
Si no está afectada la función renal, se eliminan ácidos orgánicos
por la orina, se incrementa la retención de bicarbonato y se
aumenta el intercambio de Na"" - H"", y la formación de amonio. De
esta forma, se eliminan muchos protones que se amortiguan con
el fos&to o el amoníaco, y se forma orina ácida. Esta compensación
renal es más lenta y alcanza el m áxim o de eficacia en unos días.
También los protones entran en la célula para am ortiguarse
con los aniones intracelulares y sale potasio al espacio extracelular
para m antener la electroneutralidad, con lo que se
puede producir hiperpotasemia.
Alcalosis metabólica
La alteración prim aria en la alcalosis metabólica es el increm
ento de la concentración de HCOj’ plasmático, que reduce
el cociente PC O j/IH C O j’ ] (fig. 8-7). La alcalosis metabólica
puede deberse, sobre todo, a la pérdida excesiva de protones,
com o en la eliminación del contenido ácido del estómago en
un cuadro prolongado de vóm itos o en la aspiración perm a­
nente por sonda nasogástrica. Tam bién, la adm inistración
excesiva de sustancias alcalinas, com o el citrato que acompaña
a los hemoderivados, también puede producir esta situación.
El hiperaldosteronismo puede ocasionar pérdida excesiva de
protones y producir una orina ácida ya que el Na"" reabsorbido
en los túbulos renales se intercambia por H"" m ás que por K".
Compensación de la alcalosis metabólica
El descenso de la concentración de protones reduce la ventilación
en la medida en que cae el estímulo del centro respiratorio,
con lo que se retiene CO 2 (hipercapnia). Evidentemente, este
m ecanism o com pensador está limitado por el descenso de la
POj. En la gráfica, entre la relación de bicarbonato y pH arterial,
se observaría una curva ascendente hacia el pH de 7,4.
Si la alcalosis persiste, entonces los riñones responden descendiendo
el intercam bio de Na"" - H"", produciendo m enos
amonio y disminuyendo la reabsorción de bicarbonato. De esta
forma, se origina una orina alcalina, con reducción plasmática
de la concentración de bicarbonato. Esta compensación renal
está limitada en la hipopotasem ia e hipovolemia.
Los protones tienden a salir de la célula para am ortiguarse
con los aniones extracelulares y entra potasio en la célula para
m antener la electroneutralidad, lo cual puede ocasionar hipopotasemia.
Acidosis respiratoria
La acidosis respiratoria norm alm ente se debe a hipoventilación,
que causa retención de COj y, por tanto, se eleva su presión
parcial (fig. 8-7). Norm alm ente se produce tam bién un

Capítu lo 8—Gases en sangre y equilibrio ácido-base 101
descenso de la P 0 2 , que produce una situación de hipoxia. La
hipoventilación tiene que ver con la afección de:
1. El centro respiratorio. Algunas drogas, com o los barbitúricos
o la m orfina, los traum atism os, las infecciones o los
tum ores cerebrales pueden deprim ir el centro respiratorio.
2. Las vías respiratorias, que es la causa m ás frecuente. Un
ejemplo de ello es la enfermedad pulmonar obstructiva crónica
o la crisis asmática. La P C 0 2 será mayor a medida que
la lesión pulm onar evolucione.
Compensación de la acidosis respiratoria
El exceso de CO 2 se neutraliza inmediatamente por la hem o­
globina y otros amortiguadores sanguíneos. Además, si no está
afectado el centro respiratorio, éste se estimula, increm entándose
la profundidad y la velocidad de respiración para eliminar
el COj y corregir la hipoxia. Esta condición se equilibra con la
dificultad respiratoria concreta que ha generado la acidosis de
m anera que el organism o puede estabilizarse en condiciones
de hipercapnia e hipoxia relativa. El riñón aumenta la eliminación
de protones, la síntesis de am onio y la retención de bicarbonato,
con lo que la orina es más ácida. Así, en la bronquitis
crónica, el pH sanguíneo puede estar en los límites normales a
pesar de la elevada PCO j ya que se mantiene el bicarbonato
sanguíneo hasta dos veces por encim a de lo normal.
Alcalosis respiratoria
Algunas situaciones, com o la ansiedad, el estrés, la fiebre o
ciertas drogas, com o los salicilatos, pueden provocar y m antener
un estado de hiperventilación que lleve a alcalosis respiratoria.
Ésta se debe al hecho de que la estimulación del centro
respiratorio elimina CO 2 en exceso, se reduce la PCO j y, consecuentemente,
se produce un increm ento del pH (fig. 8-7).
Compensación de la alcalosis respiratoria
La primera línea de corrección del pH es mediante los am ortiguadores,
com o la hemoglobina y el consumo de bicarbonato.
N orm alm ente, la alcalosis se corrige pasado un tiempo corto,
una vez que se ha superado la situación que la ha causado. Si
ésta se prolonga, la respuesta renal se basa en generar una orina
alcalina por una m ayor eliminación de bicarbonato en orina
al dism inuir su reabsorción tubular.
Tran sp o rte de o xíg e n o
La poca solubilidad del oxígeno en la sangre le impide satisfacer
las demandas tisulares por este sistem a de transporte,
por lo que es necesaria una proteína de transporte, que es la
hem oglobina. De hecho, a la PO j n orm al, m ás del 95% de
la hemoglobina une reversiblemente el oxígeno y muy poco se
tran sporta disuelto en el plasm a. Así pues, el oxígeno total
en la sangre (unos 9 m m ol/L) es la suma del oxígeno disuelto
(0,15 mmol/L) yelox^eno unido a la hemoglobina (8,75 mmol/L).
Si el flujo sanguíneo no está impedido, el transporte de oxígeno
a los tejidos depende de la cantidad de oxígeno que está
unida a la hemoglobina, de su concentración y de la existencia
de dishemoglobinas.
La hem oglobina es una m olécula tetram érica con cuatro
subunidades, cada una con su respectivo grupo hemo. Cada
uno de los cuatro Fe^"" de los grupos hem o puede unir reversiblemente
oxígeno, form ando la oxihemoglobina (OjHb). La
hemoglobina que no está unida a oxígeno se conoce com o desoxihemoglobina
(HHb).
Un parám etro clínicamente im portante es la saturación de
oxígeno (SO2), que mide la capacidad de la sangre de llevar oxígeno
a los tejidos. Se calcula com o el porcentaje de oxihem o­
globina respecto a la suma de la oxihemoglobina y desoxihemoglobina:
S 0 ,= -
[0,H b ]
[0 ,H b ] + [HHb]
•X 100
La saturación de oxígeno de la hemoglobina depende de la
POj y de su capacidad de unir oxígeno. A una PO j arterial de
95-100 m m H g la saturación de oxígeno de la hemoglobina es
del 95-98% . Una saturación inferior al 90% es un valor crítico
e indica una grave hipoxia. O tro parám etro es la fracción de
oxihem oglobina (FO jH b), que se refiere a la concentración
de oxihemoglobina respecto a la hemoglobina total:
F O ,H b = -
[0,H b ]
[OjHb] + [HHb]
La concentración de la hemoglobina total es la suma de la oxihemoglobina,
la desoxihemoglobina, y también de la metahemoglobina,
la carboxihemoglobina y las sulfohemoglobinas. Por
tanto, si no hay dishemoglobinas, la FOjHb es similar a la SOj.
Una FOjHb inferior a 0,9 puede deberse a una POj baja, a menor
afinidad por el oxígeno o a la existencia de dishemoglobinas.
Curva de disociación
de oxígeno-hemoglobina
Las subunidades de la desoxihem oglobina interaccionan
entre ellas y, al unirse al oxígeno, produce cambios conform a-
cionales que facilitan la unión secuencial de las siguientes
moléculas a los centros desocupados. Así, cuando, un grupo
hemo se oxigena, facilita la unión de los restantes grupos de la
molécula de hemoglobina al oxigeno. Del mismo modo, la liberación
de una m olécula de oxígeno facilita la disociación en
los otros centros. De esta form a, la curva de saturación porcentual
de la hemoglobina en función de la POj es una curva
sigm oidea que refleja que la unión de cada uno los grupos
hemo al oxígeno es cooperativa con el resto y no independiente
(fig. 8 - 8 ). Así pues, se pueden observar a lo largo de la curva
dos situaciones diferentes:
1. E n la zona m edia de la curva, pequeños cambios de la PO 2
producen grandes cambios de saturación de la hem oglobina.
La liberación de oxígeno por la hemoglobina en los
tejidos está determinada por el gradiente de oxígeno entre
la sangre arterial y los tejidos. De este m odo, cuando la POj
es inferior a 60 m m H g, la asociación del oxígeno con la
hemoglobina desciende de form a brusca, lo que perm ite
que se liberen grandes cantidades de oxígeno en los tejidos.

102 Parte II—Analitos y metabolismo
TPH
ÍPCO2
Figura 8 -8 .
2,3-difosfoglicerato.
PO2 (mmHg)
Curva de disociación de oxígeno-hemoglobina. 2,3-DPG,
2. La parte superior de la curva es casi plana, esto es, a POj
superior a 60 m m H g, la hemoglobina está casi saturada de
oxígeno. Los incrementos de la POj no aumentan notablemente
la saturación de la hemoglobina. De esta form a, en
los pulm ones, casi toda la hemoglobina está saturada de
oxígeno. Además, no se reduce notablemente el transporte
de oxígeno desde los pulmones hasta los tejidos si hay una
POj menor, tal y com o ocurre en zonas de gran altitud.
La afinidad de la hemoglobina por el oxígeno depende de
los siguientes factores:
1. Temperatura. El increm ento de la tem peratura disminuye
la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno, con lo que
desplaza la curva de disociación a la derecha.
2. E\pH, llam ado efecto Bohr. Un increm ento de la [H""] en
los tejidos produce el descenso de la afínidad de la hem o­
globina por el oxígeno y el desplazamiento a la derecha de
la curva de disociación. Así, dado que la hemoglobina libera
oxígeno, puede aceptar un H"". Esta relación se puede entender
a p artir de la ecuación:
H Hb -I-O, H bO , -I- H"
La POj de la curva de disociación de oxígeno cuando la hem o­
globina está saturada al 50% se llama Pjg. Este valor de POj mide
la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno y el intervalo de
referencia está entre 25 y 27 mmHg. Las variaciones en su valor
indican cambios en la afinidad de la hemoglobina por el ox^eno.
Cuanto mayor sea la Pjg, menor es la afinidad por el oxígeno. Igualmente,
una Pjg disminuida significa alta afinidad de la hem o­
globina por el oxígeno. Los neonatos tienen hemoglobina fetal
con m ayor afinidad por el oxígeno que la del adulto, lo que se
refleja en el hecho de que la Pjq es inferior, de 18-24 mmHg.
La Pjg se increm enta (desplazamiento de la curva a la derecha
y m enor afinidad por el oxígeno), por ejemplo, en estados
de acidosis. En cambio, disminuye (desplazamiento de la curva
a la izquierda y m ayor afinidad por el oxígeno) en la alcalosis
o hipotermia.
Alteraciones de la hemoglobina y
transporte de oxígeno a los tejidos
El transporte de oxígeno a los tejidos depende de la concentración
de hemoglobina en la sangre, que es de 140 g/L en los
hombres y de 130 g/L en las mujeres. U na concentración de
hem oglobina baja (anem ia) p rod u cirá m en or tran sp o rte
de oxígeno a los tejidos y causará hipoxia.
También depende de la estructura de la hemoglobina. Existen
numerosas alteraciones genéticas de la hemoglobina, conocidas
com o hemoglobinopatías, que m odifican su capacidad
de unión al oxígeno. Algunas hemoglobinas tienen modificado
el grupo hemo, con lo que no pueden unir el oxígeno:
1. La carboxihemoglobina es la hemoglobina resultante de la
unión al m onóxido de carbono (CO). La concentración se
expresa com o saturación de carboxihem oglobina y en tra ­
bajadores expuestos puede llegar a ser del 15%. El CO presenta
una afinidad por la hemoglobina 2 1 0 veces mayor
que el oxígeno, la cual desplaza a éste y produce hipoxia
tisular (fig. 8-9). El CO se produce durante la combustión
del tabaco, con lo que los fumadores pueden presentar cantidades
elevadas de carboxihemoglobina Así pues, la FOjHb
puede ser inferior a la SOj en los fumadores.
3. PCO^. En los pulmones hay baja PCO j que contribuye a un
pH alcalino y la curva se desplaza a la izquierda, con lo que
se favorece la captación de oxígeno en los pulmones.
4. Concentración de 2,3-difosfoglicerato. La unión del 2 ,3-d i­
fosfoglicerato a la cadena p de la hemoglobina diminuye
su afinidad por el oxígeno, lo que favorece su liberación.
5. Presencia de variantes de la hemoglobina con distinta afinidad.
El pH, el CO 2 y el 2,3-difosfoglicerato actúan en distintos
lugares de la hemoglobina y regulan la liberación de oxígeno,
con lo que sus efectos son aditivos. Durante el ejercicio se produce
un incremento de temperatura en el músculo y, si el aporte
de oxígeno no es suficiente, se produce ácido láctico por el
metabolismo anaerobio. Estas condiciones de m ayor acidez e
incremento de la tem peratura reducen la afinidad de la hem o­
globina por el oxígeno, con lo que se aporta m ás oxígeno a los
tejidos.
PO2 (mmHg)
Figura 8-9. Curva de disociación de oxígeno-hemoglobina en presencia
de hemoglobina anormales.

Capítu lo 8—Gases en sangre y equilibrio ácido-base 103
2. La metahemoglobina es una form a de hemoglobina en que
el hierro del hem o está en la form a oxidada Fe^^ la cual
carece de capacidad de transportar oxígeno. Normalmente
representa el 1 -2 % del total de hemoglobina, pero se pueden
encontrar niveles superiores por causas genéticas o
exposición a tóxicos, com o nitratos, anilinas o sulfonamidas,
y en las que el paciente sufre cianosis.
3. La sulfahemoglobina es una forma de hemoglobina que contiene
azufre unido de m anera irreversible e impide su unión
al oxígeno, lo que origina cianosis.
Alteraciones en la difusión
de oxígeno en los pulmones
La difusión de oxígeno en los pulm ones se puede reducir
por obstrucción de las vías aéreas, por alteración en la m em ­
brana alveolar o por desequilibrio entre la ventilación y la perfusión
sanguínea:
L Un menor flujo de aire se puede producir por la obstrucción
de las vías aéreas, tal y com o ocurre en la bronquitis o el
asma.
2. Se producirá una m enor difusión gaseosa cuando disminuya
el tam año de la superficie de intercam bio, com o en
el enfisema, o cuando se altere la permeabilidad de la m em ­
brana alveolar, com o en la fibrosis pulmonar. Una im portante
causa de estas alteraciones es el consumo de tabaco.
A sim ism o, diversas enferm edades pueden dism inuir el
intercambio gaseoso, com o el cáncer de pulmón o la tuberculosis.
3. El increm ento de la distancia entre la sangre y el espacio
aéreo disminuye la difusión de gas en los pulmones. Así,
disminuye la difusión gaseosa en el edema pulm onar por
una acum ulación de líquido, tal y com o puede ocu rrir en
la insuficiencia cardíaca.
Estas situaciones disminuyen el intercambio gaseoso y, por
tanto, afectarán la concentración de oxígeno de la sangre, lo
cual produce disnea y sensación de falta de aire. En las enfermedades
crónicas que afectan al intercambio gaseoso se suele
producir com o mecanism o de compensación el incremento de
la hemoglobina y del hematocrito. De esta forma se compensa la
m enor difusión del oxígeno en los pulmones con m ayor capacidad
de transporte a los tejidos de m anera que se impide la
hipoxia tisular.
E stu d io del e q u ilib rio ácid o-
base y de los g a se s en sa n g re
Los gases en sangre se determ inan generalm ente en la sangre
arterial, obtenida de un catéter arterial o por punción en
la arteria braquial o radial. Puesto que en las arterias no se
produce intercam bio gaseoso, el pH, la PCO 2 y la PO 2 reflejan
adecuadam ente la fisiología ácido-básica y el estado de oxigenación
del organism o. Com o m uestra para los análisis, se
utiliza sangre total arterial extraída en jeringas heparinizadas.
Se prefieren las jeringas con heparina liofilizada a las de
heparina líquida porque evitan el efecto de dilución de la
m uestra. Las m uestras deben m ezclarse muy bien inm ediatam
ente después de su extracció n para asegu rar una m ezcla
adecuada del anticoagulante con la m uestra de sangre y evitar
la form ación de coágulos. El metabolismo celular continúa
en la sangre tras la extracción, por lo que una conservación
prolongada produce una falsa dism inución del pH, la POj, y
un aum ento de CO 2 . Adem ás, los componentes com ienzan a
separarse cuan do la sangre se alm acen a, p o r lo que, para
garantizar la homogeneidad, debe m ezclarse adecuadam ente
antes del análisis. De m anera habitual, las m uestras no necesitan
mantenerse en frío si se analizan antes de los 5 m in para
la determ inación de glucosa o lactato o 15 min para la determ
inación de gases o electrolitos.
Un error frecuente es la dilución de la m uestra con la solución
de flujo cuando se extrae del catéter arterial. El resultado
es un aumento en POj, sodio y cloruro y una disminución de
PCOj, potasio y calcio. Para evitarlo, se recom ienda desechar
un volumen tres veces superior al volumen m uerto del catéter.
Asim ismo, la posición de la aguja durante la punción arterial
puede conducir al hecho de que se pinche accidentalmente una
vena y tan sólo unas pocas gotas de sangre venosa causen sesgos
en los resultados. La presencia de burbujas de aire en la
jeringa de extracción también conduce a aumentos falsos del
pH, O 2 y descenso de la PCO 2 . Para evitar esto, hay que expulsar
el aire inm ediatam ente después de extraer la m uestra y
antes de m ezclarla. Estas consideraciones preanalíticas son
extrem adam ente im portantes ya que las alteraciones del pH,
PCO 2 o de PO 2 pueden tener consecuencias m uy graves para
el paciente (tabla 8 -2 ).
El pH, la PCO 2 y la PO 2 se miden de form a rápida en equipos
autom áticos que usan electrodos específicos. Suelen ser
sistemas de flujo en los que se realizan todas las determ inaciones
disponibles del espécimen y el procesam iento y m anipulación
de los datos están controlados por un sistema inform á­
tico. Dada la im portancia de estos parám etros y la necesidad
Tabla 8-2. Intervalo de referencia de las principales magnitudes
bioquímicas en sangre arterial y valores de alerta
Magnitud Referencia en sangre arterial Valores de alerta
pH 7,35-7,45 7,2-7,6
PO, 80-105 mmHg (10,7-14,0 kPa) 40 mmHg
PCO2 35-45 mmHg (4,67-6,00 kPa) 20-70 mmHg
SO, 95-98% 90%

104 Parte II—Analitos y metabolismo
de su rápida determ inación, estos equipos suelen estar disponibles
en el laboratorio de urgencias, en unidades de cuidados
intensivos y en quirófanos.
El pH se mide empleando un electrodo selectivo para ion de
hidrógeno con membrana de vidrio. La PCO 2 también se determina
con un electrodo que contiene una membrana permeable
al CO j. El CO j disuelto en la sangre difunde a través de la
membrana a una solución electrolítica de NaCl y HCOj’ , modificando
el equilibrio:
CO , + H ,0 H X O , H C O r + H"
La m odificación de la concentración de H"" en la reacción se
mide mediante un electrodo de vidrio similar al empleado para
el pH. A partir de estas magnitudes medidas se calculan otras
derivadas, com o la con cen tración de bicarbonato o el COj
total:
L La lactato-oxid asa convierte el lactato en piruvato y en
H ,O j. E n algunos sistem as m anuales y autom atizados,
com o el equipo Synchron, el H ,0 , form ado se detecta
mediante la reacción de Trinder. En otros equipos a la cabecera
del paciente, com o en el I-Stat, la enzima lactato-oxidasa
se encuentra inm ovilizada y el H ,O j se oxida en un
electrodo de platino para producir una corriente que es
proporcional a la concentración de lactato en la muestra:
Lactato-oxidasa
L - lactato + O ,--------------------------------• piruvato + H,Oj
--------------------------------• 2 W + O 2 + 2 e-
2. El m étodo que emplea LDH se realiza a un pH de 9-9,8 de
m odo que en presencia de NAD-" el lactato se oxida a piruvato
y se forma N ADH. El increm ento de la absorbancia a
3 40 nm es proporcional a la concentración de lactato:
1. El bicarbonato se puede calcular a p artir del pH y la PCOj
medidos directam ente por la ecuación de Henderson-Hasselbach:
L - lactato + NAD"*
LDH
■piruvato + NADH + H-"
[HCOj-] (m m ol/L) = 0,03 x PCO^ x
2. El CO j total (23-27 m m ol/L) incluye el C O j disuelto, el
HjCOj, el bicarbonato y los grupos carbam ino, y se puede
calcular del siguiente modo:
COj total (m m ol/L) = 0,03 x PCO j + [HCOj’ ]
Tal y com o se ha descrito anteriormente, en las personas que
consum en un elevado núm ero de cigarrillos, el cálculo de la
SOj a partir de la POj, que se realiza habitualmente en los analizadores
de gases, puede resultar erróneo debido a la elevada
concentración de carboxihemoglobina.
Habitualmente, las unidades de los gases en sangre se expresan
en m m H g. Para convertirlos a las unidades internacionales
kPa hay que multiplicar por 0,133.
La concentración de bicarbonato se determ ina habitualmente
de form a directa com o parte del perfil electrolítico en
el laboratorio a partir de sangre venosa heparinizada. No obstante,
este bicarbonato venoso, medido así, da resultados distintos
del calculado a p artir de sangre arterial del analizador
de gases ya que incluye el CO 2 disuelto, el H^COj y otros grupos
carbam ino. A pesar de ello, los resultados son válidos y se
pueden interpretar de forma similar a los obtenidos en sangre
arterial: el bicarbonato bajo en un perfil de electrolitos norm
alm ente indica acidosis metabólica.
En muchos equipos se determ inan otros parám etros, com o
el lactato, que ayudan a evaluar la oxigenación tisular. Si hay
un aporte insuficiente de oxigeno para el metabolismo, el piruvato
producido en la glucólisis se deriva hacia la producción
de lactato en lugar de entrar en el ciclo de Krebs.
Determinación de lactato y piruvato
La concentración de lactato se mide generalmente mediante
dos métodos enzimáticos, uno que emplea LDH (lactato-deshidrogenasa)
y otro con lactato-oxidasa:
Unas adecuadas condiciones preanalíticas son importantes
para que la determinación refleje la concentración real de lactato.
Hay que evitar el estrés del paciente, especialm ente en
niños, ya que se puede increm entar el metabolismo con producción
de lactato. El espécimen para la determinación de lactato
debe extraerse evitando la estasis prolongada y, preferentemente,
sin aplicar ningún torniquete. La concentración de
lactato tiene que analizarse lo antes posible después de la
extracción ya que la glucólisis de los eritrocitos increm enta
rápidamente el lactato si se mantiene a tem peratura ambiente.
Por ello, si se va a m edir la concentración en plasma, es necesario
que el tubo de recogida contenga FN a y que el espécimen
se mantenga en hielo.
La determ inación del piruvato también emplea la enzima
LDH, pero en la reacción inversa a un pH de 7,4. C on el fin de
estabilizar el piruvato, es necesario recoger el espécim en en
frío y con ácido perclórico para la desproteinización.
La relación sanguínea de lactato/piruvato mantiene un equilibrio
en torno a 6 -10/L La concentración de lactato en sangre
arterial (0,4-1,3 m m ol/L) es m enor que en sangre venosa (0,6-
2,4 m m ol/L). En el ejercicio, la concentración de ambos puede
elevarse, pero no varía el cociente. Sin embargo, en hipoxia o
ante la saturación del ciclo de Krebs, el cociente puede superar
la cifra de 30.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Baynes fW, Dominiczak MH (eds.). Bioquímica médica, 2.* edición. Madrid:
Elseviet, 2006.
Burtis CA, Ashwood ER, Burns D. Tietz Textbook of Clinical Chemistry
and Molecular D ií^ o stic s. 4.‘ edición. San Luis: Elsevier-Saunders. 2006.
Nichols fH (ed.). Laboratory medicine practice guidelines Evidence-based
practice fbr Point-of-care testing. 2006. AACC Press. Disponible en:
http://www.aacc.org/AACC/members/nacb.
D’Oracio P, Ebrmeyer SS, Jacobs E. Tofialetti JG, Wandrup JH. Blood Gas and pH
Analysis and Related Measurements; Approved Guideline. CLSI document
C46-2*, 2.* edición. Pensilvania: Clinical and Laboratory Standards Institute,
2009.

Capítulo
Metabolismo del calcio
y del fosfato.
Enfermedades óseas
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
M etabolism o del calcio 105
Caldo y proteínas plasmáticas 106
M etabolism o del fo sfa to 106
Regulación del m etabolism o del calcio
y del fo sfa to 107
Paratirina 107
Vitamina D 108
Caldtonina 109
Control integrado del caldo y del fosfato sérico 109
M etabolism o del m agnesio 109
Alteraciones del m etabolism o del calcio 110
Hipercalcemia 110
Hipocalcemia 110
Rem odelado óseo 111
Fases del remodelado óseo 111
Regulación del remodelado óseo 111
Colágeno de tipo i 112
Marcadores bioquímicos de remodelación ósea 112
Patología ósea 113
Osteoporosis 113
Osteomalacia y raquitismo 114
Enfermedad de Paget 114
Osteogénesis imperfecta 114
D eterm inaciones analíticas
del m etabolism o fosfocálcico y óseo 115
Caldo 115
Fosfato 115
Magnesio 115
Osteocalcina 115
Metabolitos del colágeno 116
Paratirina 116
Referencias adicionales 116
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Describir el metabolismo del calcio, del fosfato
y del magnesio en el organismo.
Explicar cómo actúan las hormonas en el metabolismo
del calcio.
Identificar las causas y las manifestaciones clínicas
de la hipercalcemia y la hipocalcemia.
Explicar el proceso de remodelado óseo.
Explicar la patología molecular de la osteogénesis
imperfecta.
Identificar y explicar las principales magnitudes bioquímicas
que estudian la síntesis y la resorción ósea.
Aplicar dichas magnitudes bioquímicas al estudio de las
principales alteraciones óseas: osteoporosis, enfermedad
de Paget y raquitismo.
Conocer las alteraciones de la osteogénesis imperfecta.
M etab o lism o del calcio
El calcio es el catión m ás abundante del cuerpo hum ano
ya que se en cu en tra, sobre tod o, co m o h id roxiap atita
[Ca,£,(P0 4 )g(0 H)2 ]„, formando el esqueleto mineral. Este calcio
óseo constituye el 99% del calcio total del organism o y es una
reserva que participa en la homeostasia del calcio existente en
el líquido extracelular (fig. 9-1). Dentro de las células, el calcio
se encuentra en una concentración más de m il veces inferior
al extracelular (aproxim adam ente, de 1 [xmol/L). El calcio
puede m ediar en señales intercelulares mediante la m odificación
de este gradiente de concentración entre el m edio intracelular
y el m edio extracelular. De esta m anera, actúa com o
mensajero inorgánico y regula acciones, com o la mitosis o la
secreción de neurotransmisores y de hormonas. También tiene
un papel fundamental en la contracción muscular y en la excitabilidad
nerviosa, y modula la actividad de num erosas enzim
as, com o las que participan en la coagulación de la sangre.
El calcio se elimina fundam entalm ente por vía renal, en cantidad
muy variable y dependiente de la dieta.

106
Parte II—Analitos y metabolismo
25 mmol
Figura 9-1.
1,1 - 2,6 mmol/L
/ Proteínas -
] Ca2 ^
£ Ca^~^ en complejos
1 0 mmol
Equilibrio del calcio.
15 mmol
5 mmol
Dado que el calcio es un com ponente muy im portante de
los huesos, las necesidades dependen de la edad, siendo m ayores
en la etapa de crecim iento. Los alimentos más ricos en calcio
son los productos lácteos y en el intestino se absorbe entre
el 25 y el 70% del calcio ingerido. Esta absorción se realiza
en el duodeno y en el yeyuno m ediante un proceso regulado
por el calcitriol de form a directa y por la paratirina de forma
indirecta. También favorece la absorción intestinal de calcio
un pH ácido y la presencia de proteínas m ientras que dism i­
nuyen su absorción el ácido fítico, que se encuentra en algunos
cereales, los ácidos grasos y el oxalato.
Calcio y proteínas plasmáticas
El calcio se encuentra en el plasm a en form a de ion Ca^
com o tres fracciones:
1.
2 .
3.
Calcio unido a las cargas negativas de las proteínas plasmáticas
(45%), fundamentalmente albúmina, y en menor
medida a las globulinas.
Calcio que form a complejos con otros iones inorgánicos
u orgán icos (5%), com o fosfato, lactato, bicarbonato o
citrato.
Calcio no unido, llam ado calcio iónico (50%), aunque se
tiene que recordar que, en realidad, todo el calcio se encuentra
en estado iónico. Es la fracción fisiológicamente activa.
Unido ! proteínas
Iónico
• • • •
Unido á proteínas
Iónico
• • • •
• • • •
• • • •
Figura 9-2.
y el pH sanguíneo.
Acidosis
Hipoproteinemia
s s
• • • • •
• • • • •
• • • •
• • • •
• • • •
• • • •
■Proteínas • Ca^* • H*
= [srm-Ca2-* total]
f [srm-Ca2+iónico]
I [srm -Ca2+total]
= [srm-Ca^* iónico]
Relación entre la concentración de calcio, las proteínas
La form ación de complejos se increm enta notablemente y
tiene relevancia clínica en algunas situaciones, com o en cirugía
con hemorragias, durante la cual se administra sangre anticoagulada
con citrato.
Cuando una enfermedad afecta la concentración de albúm
ina, se m odifica la concentración de la fracción unida y, por
tanto, la concentración de calcio total (fig. 9-2). N o obstante,
no tiene consecuencias fisiológicas ya que la fracción iónica
no estaría alterada. Por ejemplo, un individuo con síndrome
nefrótico puede presentar una notable hipoalbuminemia por
pérdidas renales, lo que produce una concentración de calcio
total baja. N o obstante, esta hipocalcem ia sería aparente ya
que la concentración de calcio iónico estaría dentro de la normalidad.
Del m ism o m odo, el míeloma múltiple, un tum or de
células plasmáticas que produce abundantes inmunoglobulinas
que unen calcio, suele producir una elevada concentración
de calcio sérico. Existen fórmulas para corregir la concentración
de calcio total en función de la de albúmina:
srm -calcio corregido (m m ol/L) = srm -calcio medido
(m m ol/L) -H0,02 [40 - srm -albúm ina (g/L)]
El Ca^"" compite con los protones por la unión a estos puntos
cargados negativamente, con lo que la unión de calcio a proteínas
depende del pH sanguíneo (fig. 9-2):
L La mayor concentración de protones en la acidosis desplaza
el calcio de la albúmina y aumenta el porcentaje de calcio
iónico.
2. La alcalosis favorece la unión de calcio a la albúmina y disminuye
la fracción ionizada del calcio.
M etab o lism o del fo sfa to
El fosfato es el anión m ás im portante intra y extracelular.
A proxim adam ente, el 85% del fosfato en el organism o está
form ando el esqueleto m ineral con el calcio, por lo que los
cam bios de co n cen tración de fosfato acom p añ an a los de
calcio en su depósito o resorción ósea. El resto del fosfato se
distribuye más o menos igualmente entre el interior y el exterior
celular. En las células fundam entalm ente está form ando
ácidos nucleicos, fosfolípídos, fosfoproteínas o esterificado
con otros com puestos. Tiene im portantes funciones m etabólícas:
participa en la regulación de enzim as, en los m ecanism
os de señalización celular, en num erosas reacciones
m etabólicas, com o alm acén energético (ATP, adenosina trifosfato),
etc.
La ingesta diaria de fosfato es muy variable. La mayoría de
los alimentos son ricos en fosfato y la absorción intestinal es,
en general, del 75%, dependiendo de la biodisponibilídad en
el alimento. El fosfato procedente de carnes o productos lácteos
es más absorbíble que el de los cereales, que está formando
fitatos. El fosfato plasmático se filtra en el riñón y la mayoría
se reabsorbe en los túbulos; finalmente sólo se elimina el 1 0 %
del filtrado. El fosfato no reabsorbido actúa com o tam pón urinario
y es el principal com ponente de la acidez titulable en
orina, la cual se refiere a los tampones que neutralizan el hidrógeno
en orina.
El fosfato circulante está en derivados orgánicos, con lípidos
e hidratos de carbono, o aparece com o derivado inorgánico.
La mayoría del fosfato inorgánico se encuentra com o H P 0 4 ^’

Capítu lo 9— Metabolismo del calcio y del fosfato. Enfermedades óseas 107
y H 2PO 4" y la proporción entre ambos depende del pH. A un
pH sanguíneo fisiológico de 7,4, la relación H jP 0 4 ’/ H P 0 4 ^’ es
de 1:4 m ientras que en la orina ácida, a un pH de 4 ,5 , es de
100:1:
H ,PO .
Un pequeño porcentaje del fosfato se encuentra en complejos.
A proxim adam ente, el 20% del fosfato inorgánico está
unido a proteínas y no es ultrafiltrable m ientras que el resto
se puede ñ ltrar en el glomérulo renal. Al contrario de lo que
ocurre con el calcio, la diferenciación entre el fosfato unido a
proteínas y el libre carece de im portancia fisiológica.
El fosfato y el calcio sérico suelen tener una relación recíproca
de form a que el producto iónico se mantiene constante;
si el fosfato se eleva, el calcio desciende y viceversa. Esto favorece
la solubilidad de los fosfatos de calcio ya que, si precipitaran,
podrían dar lugar a calcificaciones.
R e gu lació n del m etab o lism o
del calcio y del fo sfa to
El m antenimiento de la homeostasia del calcio y del fosfato
se lleva a cabo gracias a tres horm onas: la paratirina (PTH u
horm ona paratiroidea), la vitam ina D y la calcitonina, que
actúan sobre tres órganos diana, que son el hueso, el riñón y
el intestino.
en proparatirina, de 90 aminoácidos. Ésta sufre una proteólisis
en el aparato de Golgi, donde se transform a en la paratirina
de 84 aminoácidos (9,6 kDa), que se almacena en las vesículas de
secreción (fig. 9-3). La actividad biológica de la paratirina
reside en el fragm ento de 34 am inoácidos am inoterm inal. En
las glándulas paratiroideas se puede continuar metabolizando
a fragmentos inactivos.
El estímulo de la liberación horm onal son unos niveles bajos
de calcio iónico. Tras dicho estímulo, la glándula paratiroides
libera tanto la horm ona com o los fragm entos inactivos. Así
pues, en circulación se encuentran tanto la horm ona intacta
com o las formas inactivas carboxi-terminales. Posteriormente,
la paratirina circulante se une a sus receptores de mem brana
(unidos a proteína G) en las células diana del hueso y riñón.
Esta unión activará la adenilato-ciclasa, produciendo un increm
ento del adenosina monofosfato cíclico (AM Pc). A proxim a­
damente, un 40% del A M Pc urinario proviene de la acción de
la paratirina en el riñón de form a que la medida de dicha m agnitud
bioquímica en orina reflejaría la acción biológica de la
paratirina en el parénquima renal.
La vida m edia de la paratirina es de unos pocos minutos ya
que se m etaboliza en el hígado y el riñón, dando lugar a fragm
entos inactivos medios y carboxi-term inales. Éstos tienen
una vida m edia de 1 h, mucho m ayor que la de la paratirina
intacta, lo que hace que su concentración en plasm a sea, al
menos, tres veces superior a la de la paratirina intacta. Estos
fragmentos se eliminan por el riñón, por lo que su concentración
aum enta notablemente en la insuficiencia renal.
Paratirina
Síntesis de la paratirina
Las glándulas paratiroides, en un núm ero de cuatro o más,
se encuentran situadas en la parte posterior del tiroides. Estas
glándulas producen una horm ona polipeptídica llamada paratirina.
Inicialmente, las células sintetizan un precursor de 115
aminoácidos llamado pre-proparatirina, que pierde el péptido
señal de entrada en el retículo endoplásmico y se transform a
Acciones de la paratirina
La paratirina regula la homeostasia del fósforo y calcio con
acción directa en el hueso y riñón, e indirecta en el intestino
a través del calcitriol:
1. En el riñón ejerce cuatro funciones: favorece la reabsorción
tubular de calcio, disminuye la reabsorción tubular de fosfeto,
estimula la síntesis del calcitriol e inhibe la bomba de Na'^-H*
lo que puede causar una ligera acidosis hiperclorémica.
Paratirina
Fragmento
Figu ra 9-3.
Síntesis y metabolismo de la paratirina.

108 Parte II—Analitos y metabolismo
2. En el hueso favorece la resorción ósea, con lo que se libera
calcio y fosfato a la circulación sanguínea.
De este modo, en plasma se incrementan los niveles de calcio
y se reducen los de fosfato mientras que en orina se favorece la
fosfaturia. Dado que hay una estrecha relación entre el calcio y
la paratirina, hay que realizar la interpretación de los niveles
plasmáticos de paratirina teniendo en cuenta los del calcio.
Proteína relacionada con la paratirina
La proteína relacionada con la paratirina (PT H rP) es una
proteína codificada por un gen que se considera evolutivamente
relacionado con el de la paratirina. A partir de la tran s­
cripción de este gen, por ayuste alternativo, se producen tres
péptidos de 139,141 y 173 aminoácidos. La porción am inoterm
inal de la PTH rP es m uy sim ilar a la de la paratirina, con
ocho de los trece aminoácidos iniciales iguales, por lo que se
puede unir al receptor de paratirina y producir hipercalcemia.
No obstante, no induce la enzima la-h id roxilasa renal, con lo
que no estimula la síntesis de calcitriol.
N um erosos tejidos, com o los queratinocitos o el tejido
m am ario, sintetizan PTHrP, tanto en el feto com o en el adulto.
No está clara su función en la homeostasia del calcio en adultos.
N o obstante, ejerce diversas funciones biológicas, com o la
participación en la relajación del m úsculo liso vascu lar o
la regulación del transporte a través de la mem brana de calcio
en la placenta y en el túbulo renal. También tiene una im portante
acción autocrina o paracrina, ya que regula la proliferación,
la diferenciación y la apoptosis de los condrocitos y las
células m am arias. La sobreexpresión de este gen, que produce
hipercalcem ia, es frecuente en tum ores escam osos y menos
frecuente en otros, com o m elanom as, cán cer de m am a, de
próstata, renal o neuroendocrinos.
Vitamina D
fi^etabolismo de la vitamina D
H abría que considerar la vitam ina D más una horm ona, ya
que se puede sintetizar en el organismo. La principal fuente es
la conversión del 7-deshidrocolesterol o del ergosterol en colecalciferol
en los queratinocitos de la piel por la acción de los
rayos solares ultravioletas. También son fuentes de vitam ina
D el hígado y la yema de huevo, además de algunos pescados,
com o la sardina. Los alimentos lácteos contienen cantidades
importantes de vitamina D y, además, muchas leches se com ercializan
enriquecidas en dicha vitam ina.
La conversión en la vitam ina activa se realiza por hidroxilaciones
sucesivas que la convierten en una m olécula más
hidrosoluble (fig. 9-4):
1. El colecalciferol se transporta al hígado, donde se hidroxila
por u na enzim a m icro só m ica hepática y se convierte en
25-hidroxicolecalciferol. Ésta es la principal forma de vitamina
D que se encuentra en hígado y en plasm a. D ado que esta
hidroxilación depende de la concentración del precursor, la
medida de la concentración en plasma será una referencia de
la disponibilidad corporal de vitam ina D.
2. El 25-hidroxicolecalciferol se convierte en el riñón bien
en su form a activa calcitriol (1,25-dihidroxicolecalciferol o
1,25-dihidroxivitam ina D) por la acción de la enzim a m ito-

Capítu lo 9— Metabolismo del calcio y del fosfato. Enfermedades óseas 109
condrial 25-h id roxicolecalciferol-la-h id roxilasa, bien en la
forma inactiva 24,25-dihidroxicolecalciferol por la 25-hidroxicolecalciferol-24a-hidroxilasa.
La paratirina y la hipofosfatem
ia estimulan la síntesis de 1,25-dihidroxicolecalciferol mientras
que concentraciones bajas de paratirina, la hiperfosfatemia
o el propio calcitriol estim ulan la síntesis de 24,25-dihidroxicolecalciferol.
Además, el calcitriol regula su propia síntesis al
dism inuir la transcripción de la enzima 1 -a-hidroxilasa.
Las moléculas derivadas de la vitam ina D son liposolubles
y circulan en plasm a unidas a la proteína fijadora de vitam ina
D (tam bién llam ada transcalciferína), que se sintetiza en el
hígado. Esta proteína, que se une preferentemente al colecalciferol
y al 25-hidroxicolecalciferol, tiene una vida m edia de
unos 15 días. U na pequeña proporción de calcitriol circula
libre en plasma, con una vida media de 5 h, aproximadamente.
El m etabolism o de la vitam ina D se produce en el hígado,
donde se form an compuestos más solubles que se eliminan por
vía biliar.
Acciones de la vitamina D
El 1,25-dihidroxicolecalciferol modifica el metabolismo del
calcio:
1. En el intestino favorece la absorción de calcio y de fosfato.
Estim ula en las células de la m ucosa intestinal la síntesis
de la calbindina, una proteína que une calcio.
2. En el hueso estimula la resorción ósea y la síntesis de osteocalcina.
3. En el riñón, estimula la reabsorción tubular del calcio.
El receptor de la vitam ina D es análogo a otros receptores
esteroideos y se encuentra ampliamente distribuido en el organism
o, lo que indica que las acciones del 1,25-dihidroxicolecalciferol
son más amplias que la regulación del metabolismo
del calcio. Así, por ejemplo, estimula la proliferación y la diferenciación
celulares.
Calcitonina
Es un péptido de 32 am inoácidos secretado por las células
p arafolicu lares o células C del tiroides. La calcito n in a se
secreta cuando los niveles de calcio están elevados y su secreción
se reduce cuando la concentración está baja. El p rin cipal
efecto de la calcitonina es inhibir la resorción ósea por
los osteoclastos. N o obstante, su efecto sobre la con cen tración
sérica de calcio y fosfato no está claro ya que no se
en cu en tran alteracion es de la co n cen tración de calcio en
tum ores de células parafoliculares del tiroides, que producen
grandes cantidades de calcitonina, o en situaciones de
tiro id ecto m ía, en las cuales se re tira el tejido p rod u cto r
de la calcitonina.
Control integrado del calcio
y del fosfato sérico
El descenso de la concentración plasmática de calcio iónico
estimula la glándula paratiroides para que secrete paratirina,
que estim ula la producción renal de 1,25-dihidroxicolecalciferol
(ñg. 9-5). Estas horm onas actúan sinérgicam ente estilCa2+
+■ ® Glándula paratiroides
Absorción de Ca^+
Absorción de PO^^-
Figura 9-5.
la paratirina.
Riñón
Paratirina
Síntesis de 1,25-
dihidroxicolecalciferol
Reabsorción de Ca^+
Calcio: incremento en suero y en orina
Fosfato: descenso en suero e incremento en orina
Hueso
Resorción ósea
Regulación del metabolismo cálcico por la vitamina D y
mulando la resorción ósea. Adem ás, la paratirina en el riñón
estim ula la reabsorción de calcio y la elim inación de fosfato,
y el calcitriol estim ula la absorción de calcio y fosfato en el
intestino. El resultado final sería un increm ento de la con ­
centración de calcio sérico y un descenso de la concentración
de fosfato.
La concentración elevada de calcio iónico disminuye la producción
de paratirina y la vitamina D deriva hacia la formación
del compuesto inactivo 24,25-dihidroxicolecalciferol. Esto produce
m enor resorción ósea y m ayor excreción renal de calcio.
Tal y com o se ha descrito anteriormente, el metabolismo del
calcio y del fósforo están interrelacionados, actuando el hueso
a través de la m ineralización y la desmineralización, com o un
regulador de la homeostasia de estos minerales. Las alteraciones
en el metabolismo mineral van a producir cambios en la
m ineralización ósea.
M etab o lism o del m a gn e sio
El magnesio y el potasio son los cationes intracelulares más
abundantes. Numerosas enzimas requieren magnesio para ser
activas y, así, por ejemplo, todas las reacciones que implican
al ATP emplean magnesio, con lo que participa en rutas metabólicas
tan im portantes com o la glucólisis o la fosforilación
oxidativa.
Dado que el magnesio es un componente de la clorofila, las
verduras son fuentes ricas en este elemento. Sólo el 30% del
magnesio ingerido se absorbe y se distribuye a los tejidos. La
principal vía de eliminación es la renal, donde se filtra el 75%
del magnesio plasmático y posteriormente se reabsorbe, pues
aparece en orina aproxim adam ente un 5% del magnesio filtrado.
La principal fracción del magnesio se encuentra formando
parte del hueso. El magnesio intracelular es muy abundante
en el corazón, en el músculo esquelético y en el hígado. En el
líquido extracelular se encuentra alrededor del 1 % del m agnesio,
con una concentración plasmática entre 0,8 y 1,0 m m ol/L.
La m ayor parte del magnesio plasmático es ultrañltrable, form
ado sobre todo por iones libres (75%) y, en pequeña proporción,
por complejos (1%). El resto, no ultrañltrable, está unido
a proteínas, principalmente albúm ina y, en m enor medida, a
globulinas. Al igual que ocurre con el calcio, también el pH
sanguíneo influye en esta fracción.

110 Parte II—Analitos y metabolismo
La horm ona paratirina regula los niveles de magnesio, produciendo
un increm ento de su concentración plasm ática al
estim ular la reabsorción renal en el asa de Henle y en el túbulo
distal, y la resorción ósea. El descenso de magnesio estimula
la producción de paratirina, aunque en m enor grado que el
calcio.
La hipermagnesemia, sobre todo por una insuficiencia renal,
puede producir alteraciones neurom usculares. La hipomagnesemia
se produce con cierta frecuencia en pacientes hospitalizados
y las causas más frecuentes son las pérdidas gastrointestinales,
como diarrea o malabsorción, o renales, tal y como
puede ser en el empleo de medicamentos diuréticos o nefrotóxicos.
La hipom agnesem ia puede causar trastornos com o
vómitos graves, temblores, confusión mental, tetania, etc.
A lte ra cio n e s del
m e ta b o lism o del calcio
Hipercalcemia
La hipercalcemia es una situación que se encuentra frecuentemente
en el laboratorio. Puede ser asintomática y descubrirse
com o una alteración bioquímica o causar una sintomatologia.
U na elevada concentración de calcio iónico puede causar alteraciones
neuromusculares (fatiga, hipotonía o menores reflejos),
nerviosas (letargia, confusión o depresión), gastrointestinales
(estreñimiento, vómitos o pérdida de apetito), renales
(litiasis o poliuria) o cardiacas (mayor contracción miocárdica,
alteración del ECG o arritm ias ventriculares).
Entre las causas de aum ento de calcio sérico pueden estar
(fig. 9-6):
1. Hiperparatiroidismo prim ario. Norm alm ente tiene su origen
en un adenoma en la glándula paratiroides que produce
paratirina, independientemente de la concentración sérica
de calcio. Es relativamente frecuente, con una prevalencia
aproxim ada del 0,1% en la población. El incremento de la
paratirina causa, además de hipercalcemia, un incremento
de la concentración de calcitriol. En orina se observará un
increm ento de calcio, fosfato y AM Pc. El tratam iento quirúrgico
del hiperparatiroidism o consiste en la ablación de
las glándulas paratiroideas. Para com probar el buen resultado
de la cirugía, es im portante la determ inación de la
paratirina intraoperatoria; una dism inución superior al
50% a los 10 m in de la exéresis indica que la extirpación de
la glándula paratiroides ha sido completa.
2. Tumores. La hipercalcem ia es un estado frecuentem ente
asociado con el cáncer. Las metástasis óseas pueden estim
ular una actividad osteoclástica con una alteración de la
relación RANK-L/osteoprotegerina. Adem ás, cierto tipo
de tum ores, com o algunos de m am a, producen la PTHrP,
con actividad similar a la paratirina.
3. Inmovilización ósea. En los pacientes hospitalizados es frecuente
una ligera hipercalcemia e hipofosfatemia.
4. O tras causas pueden ser un exceso de vitam ina D, hipertiroidismo
o la ingesta de determinados medicamentos.
Hipocalcemia
La deficiencia de calcio puede provocar alteraciones neurom
usculares (parestesia, calambres o contracciones muscula-
Deficiencia
; de vitamina D
. Insuficiencia
a 1 0 . fenal
O •
£
F . 1 1
1:^ h'-'
0,1
Figura 9-6.
Hipe paratiroidismo
prim irlo
: Hipoparatiroidi; mo
H percalcemia
; primario
P' ir cáncer
1,06 1,26
0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4
Calcio iónico (mmol/L)
Relación entre paratirina y calcio en situaciones patológicas.
El cuadro central indica el intervalo de referencia. PTH: hormona
paratiroidea.
res), nerviosas (irritabilidad, confusión o m ovim ientos coreicos),
o cardíacas (arritmias, hipotensión, insuficiencia cardíaca
o alteración en el ECG). Entre las causas de hipocalcemia pueden
estar las siguientes (fig. 9-6):
1. Hipoparatiroidismo, que puede ser congénito o adquirido, por
una enfermedad autoinmune, quirúrgico, etc. La baja producción
de paratirina hace que disminuya la absorción intestinal
de calcio y que no se movilice desde el hueso; adicionalmente,
estará elevada la reabsorción renal de fosfato. Esto producirá
hipocalcemia con hiperfosfatemia mientras que en orina se
encontrarán niveles disminuidos de calcio y fosfato.
2. Enferm edad renal. El menor funcionamiento del parénquima
renal produce una alteración de la 1 -a-h id roxilación del
25-hidroxicolecalciferol. La menor capacidad de reabsorción
de calcio y de producir calcitriol puede provocar un hiperparatiroidism
o secundario con una producción elevada
mantenida de paratirina en respuesta a los niveles bajos de
calcio. Por tanto, se encontrará hiperfosfatemia, hipocalcem
ia y niveles elevados de paratirina. La estimulación m antenida
de la paratirina de la resorción ósea provoca una alteración
conocida com o osteodistrofia renal. Debido a la
activación continua y prolongada de la glándula paratiroides,
ésta puede volverse insensible a la retroalim entación
negativa del calcio, mantener una elevada secreción de paratirina
independiente de los niveles de calcio y producir lo
que se denomina hiperparatiroidismo terciario, que puede
provocar, incluso, hipercalcemia.
3. Seudohipoparatiroiáismo o resistencia a laparatirina, en el
cual se observa hipocalcem ia con hiperfosfatemia e increm
ento de la paratirina. Es una entidad heterogénea que
puede clasificarse en:
a) Tipo I, donde existe una actividad dism inuida de las
proteínas Gs acopladas al receptor (a) o con la proteína
Gs norm al y una alteración en el receptor o en la transducción
de la señal (b y c)
b) Tipo II, que se caracteriza por una respuesta norm al del
A M Pc urinario tras la adm inistración de PTH , pero
con ausencia de fosfaturia.
4. Deficiencia de calcitriol, por un m enor aporte en una dieta
pobre en vitamina D, malabsorción intestinal o baja exposición
a los rayos ultravioleta, o una alteración de la 25-hidroxilación
hepática de la vitam ina D, tal y como puede suceder
en la cirrosis biliar primaria o en la enfermedad renal.

Capítu lo 9— Metabolismo del calcio y del fosfato. Enfermedades óseas 111
5. Pancreatitis aguda, debido a la hipoalbuminemia, que disminuye
la concentración de calcio total, y a la formación de complejos
con los lipidos en las zonas de necrosis grasa, que produce
una reducción de la concentración de calcio iónico.
Formación
R em o d elad o ó seo
El hueso es un tejido form ado por una m atriz ósea en que
se encuentran incluidas células. La m atriz ósea está form ada
por dos tipos de componentes:
Resorción
Mineralización
1. Com ponente orgánico u osteoide, que constituye el 30% de
la m asa ósea. Está form ado fundam entalm ente por colágeno
de tipo I y en m enor proporción por otras proteínas,
com o la osteocalcina, proteoglucanos y por lipidos.
2. Componentes inorgánicos, que son el 70% de la masa ósea,
formados por sales fosfocálcicas que se depositan en el osteoide.
Las células que constituyen el hueso son:
L Osteoblastos, que derivan de las células mesenquimáticas
y son las células form adoras de hueso, que secretan colágeno
y osteoide.
2. Osteocitos, que son los osteoblastos m aduros que ya no
secretan m atriz y están incluidos en el tejido óseo.
3. Osteoclastos, que son células multinucleadas que derivan de
las células m adre hematopoyéticas y tienen características
similares a los macrófagos. Producen enzimas proteolíticas
que digieren el osteoide y un m edio ácido que disuelve las
sales minerales.
El tejido óseo se encuentra en constante remodelado, en el
cual participan los osteoblastos y los osteoclastos. El rem odelado
óseo se produce de m odo continuo y los procesos de form
ación y resorción ósea están acoplados form ando un ciclo
que dura aproxim adam ente 4 meses. Éste sirve para:
L R ep arar m icrolesiones y ad aptar la m icroarq uitectura
según los cambios de las fuerzas biomecánicas, proporcionando
elasticidad al hueso.
2. M antener la homeostasia del calcio, del fosfato y del mag-
Fases del remodelado óseo
Figura 9-7.
Reposo
Fases del remodelado óseo.
2. Form ación: está precedida por un período de reposo de
1 o 2 sem anas y, tras este período, existe una im portante
activación osteoblástica y se generan células de revestimiento
en la superficie ósea y osteocitos dentro de la matriz.
3. M ineralización del osteoide: Comienza al mes del depósito
de osteoide y finalizará a los 4 meses en el hueso cortical y
a los 3 meses en el hueso trabecular. Los osteoblastos liberan
fosfatasa alcalina que rom pe los ésteres de fosfato y
favorece el depósito de hidroxiapatita.
4. Reposo o quiescencia.
Cada año se inician 3 -4 millones de unidades y funcionan
sim ultáneam ente 1 m illón, pues reem plazan anualm ente el
25% del hueso trabecular y solamente el 3% del hueso cortical.
En una situación norm al, los procesos de resorción y form a­
ción están sincronizados y no se m odifica la integridad anatóm
ica y estructural del hueso. Sin embargo, en los niños predom
ina la form ación de hueso y en los ancianos predomina la
resorción ósea.
Regulación del remodelado óseo
El proceso de remodelado óseo se inicia en los osteoblastos
(fig. 9-8), que se activan por diversos estímulos, com o la paratirina,
el 1,25-dihidroxicolecalciferol o las citocinas, com o la
Paratirina
Calcitriol
MCSF
IL-1
TNF-a
Osteoprotegerina
C —
El remodelado óseo se produce en determ inadas localizaciones
del hueso denominadas «unidades de remodelado óseo»,
de un tam año de 1-2 m m x 0,2 -0 ,4 m m , y consta de 4 fases
(fig. 9-7):
L Resorción: com ienza con la activación previa y el reclutam
iento de precursores osteoclásticos en las unidades de
rem odelado óseo, donde se diferencian a osteoclastos al
unirse varias células y generarse una grande y m ultinucleada.
Estas células tienen una membrana en cepillo adyacente
a la m atriz ósea en donde va a crear las brechas de
resorción. A continuación, los osteoclastos producen enzim
as, com o la fosfatasa ácida, y secretan protones al medio,
con lo que disuelven la m atriz m ineral y descomponen la
m atriz del osteoide.
Figura 9-8. Interacción entre osteoblastos y osteoclastos en las unidades
de remodelación ósea. TNF-a: factor de necrosis tumoral a; IL-1,
interleucina 1; MCSF: factor estimulante de colonias de macrófagos (del
inglés, m acrophagecolony-stim uiating factor)', RANK-L: ligando receptor
activador del factor nuclear kB (del inglés, receptor activator forn u clear
factor k B ligarjd).

112 Parte II—Analitos y metabolismo
interleucina 1 (IL-1) o el factor de necrosis tum oral a (T N F-
a ). Mediante la acción de estas moléculas, los osteoblastos producen
proteínas, como el colágeno o la osteocalcina, y enzimas,
com o la fosfatase alcalina, que conducen al depósito de calcio
y fosfato. Adem ás, los osteoblastos producen citocinas, como
la IL - 6 , y factores que influyen en los osteoclastos:
1. Ligando del receptor activador del factornuclearKB (RANK-
L, del inglés, receptor activatorfor nuclear factor kB ligand).
Es una proteína que se expresa en la superficie de m em ­
brana de los osteoblastos aunque también se puede liberar
al medio una form a soluble. El RANK-L se une a su receptor
RANK en los osteoclastos y estimula su diferenciación
y activación e inhibe su apoptosis. Es el principal factor de
estim ulación para la form ación de osteoclastos maduros y
es esencial para su supervivencia.
2. Factor estimulante de colonias de macrófagos (MCSF, del
inglés, macrophage colony-stimulatingfactor), que se une
a su receptor c-fm s en los osteoclastos. El MCSF es necesario,
junto con el RANK-L, para inducir la diferenciación
de los osteoclastos a p artir de sus precursores hematopoyéticos
inmaduros.
3. Osteoprotegerina, que es un miembro de la superfamilia de
los receptores del factor de necrosis tum oral (TN FR ). Se
secreta al m edio y se une con alta afinidad al RANK-L e
impidiendo que éste se una a su receptor. De este m odo
inhibe la m aduración y activación de los osteoclastos.
El balance entre RANK-L y osteoprotegerina determina la
cantidad de hueso que es reabsorbido.
Colágeno de tipo I
La proteína más abundante que se encuentra en el hueso es
el colágeno de tipo I. Está formado por dos cadenas a , (codificada
por el gen COL lA l en el crom osom a 17) y una tercera
cadena (codificada por el gen COL 1A2 en el crom osom a 7;
fig. 9-9A), formando una estructura de triple hélice entrelazada.
Cada cadena de la hélice tiene 338 repeticiones ininterrumpidas
de un triplete glicina-X-Y, en que generalmente X es prolina e Y
es hidroxiprolína. La presencia de glicina en cada tercer residuo
es esencial para mantener la estructura de triple hélice y formar
una estructura proteica estable. El colágeno también contiene
hidroxilisina. Tanto la hidroxiprolina com o la hidroxilisina se
forman después de la síntesis polipeptídica por modificación de
los am inoácidos prolina y lisina, respectivam ente, por unas
hidroxilasas que emplean la vitam ina C com o cofactor.
El osteoblasto sintetiza y libera un precursor llamado procolágeno
L Las endopeptidasas extracelulares escinden las
extensiones peptídicas aminoterminal y carboxi-terminal (propéptidos
de procolágeno), que pasan a circulación sanguínea
y se eliminan en el hígado. Posteriormente, estas fibras de colágeno
I se autoensam blan en fibrillas insolubles y la enzim a
lisíl-oxidasa desamina oxidatívamente la lisina e hidroxilisina.
Los productos se condensan con grupos vecinos y form an las
piridinolinas y desoxipiridinolinas, que estabilizan la red de
colágeno (fig. 9-9B). Por tanto, éstas son productos de m odificaciones
postraduccionales que no se reutilizan en la síntesis
de colágeno y tam poco son metabolizadas. La vida media de
las fibras de colágeno es, aproxim adam ente, de 1 0 0 días, y éste
es degradado por las metaloproteinasas de la m atriz (MMP).
La colagenasa (M M P-1) hidroliza el colágeno y libera unos
péptidos terminales de la triple hélice llamados telopéptido del
colágeno de tipo I, que pasan a sangre.
Marcadores bioquímicos
de remodelación ósea
El recam bio óseo se puede evaluar b ioquím icam ente
mediante el empleo de diversos marcadores, tradicionalmente
agrupados com o marcadores de resorción y de formación ósea.
Estos m arcadores proporcionan inform ación adicional a la
densitometria ósea en el estudio del recam bio del hueso.
Marcadores bioquímicos de resorción ósea
Son los siguientes:
L Fosfatasa ácida ósea. En el suero hay seis tipos de isoenzimas
de fosfatasa ácida, siendo las principales la ósea, o tarcos
1A2
Colágeno de tipo
N-propéptido
de procolágeno
de tipo I
Telopétidos, en donde se suelen
producir los entrecruzamientos
de piridinolinas
C-propéptido
de procolágeno
de tipo I
Piridinolina
Figu ra 9 -9 A . Síntesis y procesamiento del colágeno de tipo I.

Capítu lo 9— Metabolismo del calcio y del fosfato. Enfermedades óseas 113
H2 N -H C -C O O H
COOH
/
H2-CH 2-CH
\ NH,
H ,N-HC-CO O H
COOH
/
H2-CH2-CH
\ NH,
añnidad por proteínas que contienen calcio. Tiene un vida
media corta y se elimina por la orina.
3. Propéptido C -term inal del procolágeno de tipo I (PIP) de
100 kDa, que se forma durante el procesamiento del procolágeno
y se vierte a la sangre en relación estequiométrica
1 : 1 con el núm ero de moléculas de colágeno producidas;
reflejando así la cantidad de m atriz ósea sintetizada.
Utilidad de los marcadores de remodelado óseo
¿
I
HOOC
Piridinolina
Figura 9-9B.
HOOC
i'in2
Desoxipiridinolina
Estructura de la piridinolina y la desoxipiridinolina.
trato-resistente, y la prostética. El empleo de esta magnitud
bioquímica ha quedado obsoleta ya que otros marcadores
de resorción la superan en sensibilidad y especificidad.
2. Hidroxiprolina. Constituye más del 10% de los am inoácidos
del colágeno, se libera por la actividad osteoclástica y
se elimina por la orina. N o es un buen m arcador de resorción
ósea ya que también está influida por la dieta y, además,
otros tejidos, com o el músculo, son fuentes de hidroxiprolina.
3. Piridinolina y desoxipiridinolina. El principal origen de las
formas circulantes es el hueso. Se liberan por la acción de
los osteoclastos durante la resorción ósea y se eliminan sin
m etabolizar por la orina. Existen com o form as libre (40-
50% ) y en péptidos de distinto tam añ o (50-60% ). Estos
com puestos no se absorben en el intestino, con lo que la
dieta no influye en su concentración.
4. Telopéptidos del colágeno de tipo I. Los fragm entos N - y
C-term inal del colágeno de tipo I se producen en relación
estequiom étrica 1 : 1 , y se correlaciona con el núm ero de
moléculas de colágeno de tipo I degradadas y sus niveles
séricos se correlacionan con la intensidad de la degradación
de las ñbras de colágeno de tipo I. El telopéptido carboxi-term
inal puede sufrir isomerizaciones espontáneas;
siendo la form a a la form a natural y la p, la form a isomerizada
{^-crosslaps).
Marcadores bioquímicos
de formación de hueso
Son los siguientes:
I 1. Fos/flfijsfl íJÍcaZíMíJ. Es el m arcador bioquímico más usado
I para estudiar la form ación de hueso aunque no es especí-
§ ñco y existen otras fuentes, com o el hígado.
3 2. OsfeocatórtiJ. Es una pequeña proteína sintetizada por los
I osteoblastos y que se incorpora a la m atriz ósea extracelug-
lar. Es una proteína que se encuentra exclusivamente en
I hueso y dientes y una pequeña proporción se libera a la cir-
¿ culación. Inhibe la precipitación de fosfato y calcio, y evita
^ la excesiva m ineralización de la m atriz ósea. Se sintetiza
com o proosteocalcina y sufre una carboxilación postra-
@ duccional que depende de la vitam ina K y que aumenta su
Los m arcadores de rem odelado óseo tienen utilidad para
identificar a los pacientes con riesgo elevado de fractura y para
la m onitorización del tratam iento antirresortivo u osteoform
ador (tabla 9-1). Por ello es recomendable analizar un m arcador
de síntesis y otro de degradación aunque no se han de
determ inar los m arcadores de resorción antes de 3 -6 meses ni
los de form ación antes de los 6 meses de in stau rar el tra ta ­
miento. Existe una elevada variabilidad preanalítica y analítica,
con lo que el cambio m ínim o de concentración para que
sea significativo suele ser elevado. Por ejemplo, para la osteocalcina
es un 40% y para los ^-crosslaps un 35-55% .
Todos los m arcadores tienen ritm o circadiano con valores
m áxim os por la m añana tanto en suero com o en orina y con
fluctuaciones diarias y estacionales. Desde el año hasta la
pubertad perm anecen más o menos constantes, pero menores
que en adultos, y son similares en ambos géneros. Conforme
se acerca la pubertad, aum entan sus valores y com ienzan a
diferenciarse entre géneros. En la pubertad tardía disminuyen
y se alcanzan los niveles del adulto hacia los 18 o los 2 0 años.
En las mujeres aumentan en la menopausia, asociados al mayor
remodelado debido a la deficiencia de estrógenos.
P ato lo gía ósea
Las principales enfermedades que afectan el metabolismo
óseo son la osteoporosis, la osteom alacia o raquitism o y la
enfermedad de Paget. O tras causas de exceso de resorción ósea
son el hiperparatiroidism o o el cáncer, tal y com o se ha descrito
en los apartados correspondientes.
Osteoporosis
H asta la adolescencia se produce un increm ento de la densidad
ósea, que alcanza un m áxim o en torno a los 30 años y
después se estabiliza durante una serie de años. Posteriormente
se va perdiendo m asa ósea y en las mujeres se acelera notablemente
tras la menopausia debido a un descenso de la concentración
de estrógenos. Adem ás, existen num erosos factores
horm onales, ambientales o genéticos que influyen en la pérdida
de m asa ósea. Por ejemplo, si no se consum e suficiente
calcio que reemplace las pérdidas de orina y heces, también se
favorecerá la resorción ósea, con lo que en personas de edad
avanzada puede disminuir la m asa ósea.
La osteoporosis es una enfermedad sistémica del esqueleto
caracterizada por una reducción de la m asa ósea y deterioro
de la m icroarquitectura del hueso que conduce a una m ayor
fragilidad ósea y, consecuentem ente, a un elevado riesgo de
fractura. Esta enfermedad tiene una elevada prevalencia en la
población por encim a de los 50 años. El diagnóstico requiere
la cuantificación de la densidad de m asa ósea en fémur, cadera
o colum na por distintas técnicas. La más utilizada se basa en

114 Parte II—Analitos y metabolismo
Tabla 9-1. Marcadores bioquímicos de remodelado óseo
Analito Muestra Técnica
Fosfatasa alcalina
C-telopéptido
N-telopéptido
Piridinolina
Desoxipiridinolina
Osteocalcina
Suero
Plasma con heparina
Suero
Plasma con EDTA
Suero
Orina
Suero en ayunas
Orina
Suero en ayunas
Orina
Suero
Plasma con heparina en hielo
Colorimétrica
Inmunoanálisis
Electroforesis
Inmunoanálisis
Inmunoanálisis
Inmunoanálisis
Cromatografía
Inmunoanálisis
Cromatografía
Inmunoanálisis
Cromatografía
Osteoprotegerina Suero, EDTA y heparina Inmunoanálisis
Péptido N-terminal del procolágeno
Péptido C-terminal del procolágeno
Suero
Plasma
Suero
Plasma
Inmunoanálisis
Inmunoanálisis
RANK-L Suero, EDTA y heparina Inmunoanálisis
Fosfatasa ácida tartrato-resistente
Suero
Plasma
Inmunoanálisis
Cromatografía
Análisis cinético
Electroforesis
EDTA: ácido etilendiaminotetraacético; RANK-L: ligando del receptor activador del factor nuclear k B (del inglés, receptor activator for nuclear factor k B ligand)
la absorciom etría de los rayos X en hueso. Se utilizan distintas
escalas por el núm ero de desviaciones estándar que se apartan
de un grupo control o de un joven norm al para diagnosticar
la osteoporosis. Si no se alcanza cierto límite, se trata de osteopenia.
Ninguna guía clínica recomienda la utilización de pruebas
bioquímicas adecuadas para diagnosticar la osteoporosis.
Éstas se reservan para la monitorización de la terapia antirresortiva
o form adora de hueso.
Osteomalacia y raquitismo
Consiste en una m ineralización defectuosa de los huesos de
adultos (osteomalacia) o niños (raquitismo). Com o consecuencia,
los huesos son m ás débiles y se fractu ran con facilidad.
Norm alm ente esto ocurre a causa de una deficiencia de vitam
ina D, que puede tener su origen en:
1. Malabsorción y poca síntesis endógena: insuficiencia pancreática,
resección de intestino, etc.
2. M enor activación en hígado y riñón: alcoholismo, cirrosis
hepática, insuñciencia renal, resistencia a la paratirina,
etc.
3. A um ento del catabolismo y excreción: síndrome nefrótico,
cirrosis biliar, etc.
También una pérdida importante y continuada puede lograr
que no haya fosfato suñciente p ara producirse el depósito
m ineral en el hueso de forma adecuada. Si no hay enfermedad
renal, se suele encontrar una ligera hipocalcem ia, con hiperparatiroidismo
secundario, reflejado en la elevación de paratirina,
hipofosfatemia y aumento de fosfatasa alcalina.
Enfermedad de Paget
La enfermedad de Paget u osteodistrofia deformante es una
alteración de la resorción ósea que se caracteriza por una elevada
actividad osteoclástica, con reemplazo por hueso nuevo desorganizado,
que produce deformaciones óseas. En esta enfermedad
se observa una concentración sérica de fosfetasas ácida y alcalina
muy elevadas (más de cinco veces por encima de su intervalo
de referencia) y también de desoxipiridinolina. Suele haber
norm ocalcem ia y normofosfatemia a pesar de este importante
recambio óseo ya que la reparación iguala a la destrucción.
Osteogénesis imperfecta
También denominada enfermedad de los huesos quebradizos,
es un grupo heterogéneo de enfermedades hereditarias
del tejido conjuntivo de carácter autosóm ico dom inante, en
las cuales existe un trastorno en la form ación del colágeno de
tipo I. Dada la reducida presencia de colágeno de tipo I en el
hueso, son características las fractu ras frecuentes aunque
afecta también a otros tejidos ricos en colágeno de tipo I. Los
pacientes suelen tener huesos y tendones muy frágiles, piel fina
y alteraciones dentales. Es una enferm edad infrecuente, con
una prevalencia del 0,007% de la población y afecta por igual
a todas las razas.
Aproxim adam ente, el 90% de los casos se deben a m utaciones
en el gen que codifica la cadena a , y existen num erosas
mutaciones descritas. La mayoría de los pacientes son heterocigóticos
para una determinada m utación de novo, sin antecedentes
familiares. Se puede clasificar en dos grupos atendiendo
a la gravedad de la enfermedad (fig. 9-10):

Capítu lo 9— Metabolismo del calcio y del fosfato. Enfermedades óseas 115
Normal
Forma benigna
COL1A1 COL1A2 COL1A1 COL1A2
H « 1 H h - r a -
-¡ « 1 r - | « J -
- S -
Menor síntesis
de cadenas a i
'
'
Forma grave
COL1A1 COL1A2
Síntesis de cadenas
anómalas
■
a i a 2 a i « 2 a i
ai
ai
Colágeno normal
Colágeno normal
en baja cantidad
Figura 9-10. Mutaciones en el gen COL 1A1 y severidad de la osteogénesis imperfecta.
Colágeno normal
en baja cantidad
Colágeno de
estructura alterada
1. Osteogénesis imperfecta benigna (tipol). Producida por una
deleción funcional o inactivación del alelo mutado, siendo
norm al la expresión del otro alelo. Por ello se produce un
colágeno estructuralm ente norm al, pero en cantidad reducida.
Es la form a más frecuente.
2. Osteogénesis imperfecta grave (tipos II, IIIy IV ). Las m utaciones
originan defectos estructurales en una de las cadenas.
En el 85 % de los casos son mutaciones puntuales que
causan la sustitución de glicina por otro am inoácido más
voluminoso que distorsionan la estructura norm al de triple
hélice. Estas mutaciones tienen un efecto dominante
negativo sobre el alelo no mutado, con lo que se sintetiza
una proteína de colágeno aberrante, en m enor cantidad y
susceptible de una m ayor degradación.
D ete rm in acio n e s a n a lítica s
del m e ta b o lism o fo sfo cá lcico y ó seo
Calcio
La determ inación de la concentración de calcio se puede
realizar en suero o en plasm a heparinizado. N o se pueden
emplear plasmas que hayan sido anticoagulados con quelantes
de calcio, com o citrato o ácido etilendiam in otetraacético
(EDTA), ya que interfieren con los métodos espectrofotomé-
tricos. Además, la aplicación del torniquete durante la venopunción
durante un tiempo excesivo incrementa aproxim adam
ente 0,15 m m ol/L la concentración de calcio y cam bia la
proporción del calcio iónico, por la producción de ácido láctico,
que causa un descenso local del pH. Esta distorsión preanalitica
incluso podría tener com o resultado una hipercalcem
ia aparente.
Si bien el m étodo de referencia para la determ inación de
calcio total es la absorción atóm ica, la mayoría de los laboratorios
determ ina el calcio total mediante técnicas colorimétricas
m ediante el uso de reactivos que form an complejos con el
calcio. El más com ún es la o-cresolftaleína, que reacciona con
el calcio y forma un compuesto púrpura que absorbe a 570 nm.
O tro reactivo usado es el arsenazo III, que reacciona con el
calcio y forma un compuesto coloreado que se puede cuantificar
a 6 0 0 -6 5 0 nm . Este reactivo es mucho m ás afín por el
calcio que por el magnesio y tiene la ventaja respecto a la o-cresolftaleína
de ser más estable.
El calcio iónico se m ide por potenciom etría mediante el
empleo de un electrodo selectivo de m odo que la concentración
está relacionada con el potencial por medio de la ecuación
de Nernst.
La concentración sérica de calcio total oscila entre 2,1 y
2,5 m m ol/L. Los niveles de calcio en orina varían considerablemente
y sólo tienen significado cuando se miden después
de que el paciente lleve a cabo una dieta controlada en ca l­
cio de 3 días.
Fosfato
Es im portante realizar la extracción en ayunas, pues la concentración
sérica de fosfato disminuye tras las com idas, sobre
todo si son ricas en azúcares. Se delíe evitar la hemólisis, ya
que la liberación de fosfato desde los hematíes dañados aumenta
su concentración sérica. Para medir el fosfato en orina, es necesario
recogerla durante las 24 h debido a la amplia variación
en la eliminación renal de fosfato.
El fosfato que se mide en el laboratorio es el fosfato inorgánico.
El m étodo m ás utilizado se basa en la reacción con el
molibdato para form ar el fosfomolibdato, que se puede m edir
directam ente a 340 nm o ser reducido con un agente reductor
se reduce a azul de molibdeno coloreado. Éste m étodo directo
es fácilmente automatizable.
La concentración plasmática de fosfato en adultos está com ­
prendida entre 0,9 y 1,5 m m ol/L m ientras que en los niños,
debido a su estado de crecim iento, la concentración de fosfato
es ligeramente más elevada.
Magnesio
Tal y com o ocurre con el calcio, la cuantificación del m agnesio
se puede realizar en suero o en plasma heparinizado. No
se pueden emplear muestras hemolizadas porque los hematíes
tienen una con cen tración de m agnesio unas 3 veces la del
plasma. Adem ás, es necesario separar la m uestra tan pronto

116 Parte II—Analitos y metabolismo
(H PLC, del inglés, high perform ance liquiá chromatography)
o m ediante inmunoanálisis. Algunos de éstos se encuentran
automatizados (Im m ulite), lo que facilita la estandarización
técnica. El problema entre los distintos métodos comerciales
es que existe cierta reacción cruzada y también hay diferencias
si se realiza una detección de la m olécula libre, de la unida a
péptidos o de ambas. El principal problema para la interpretación
de los resultados de piridinolina y desoxipiridinolina
es la alta variación preanalítica y analítica.
ELISA de 2.^ generación
Telopéptidos del colágeno de tipo /
Las determinaciones de telopéptidos del colágeno de tipo I
se realizan mediante técnicas de inmunoanálisis (enzimoinmunoanálisis,
inm unorradiom étrico o de quimioluminiscencia)
mediante la utilización de dos anticuerpos monoclonales
contra dos epítopos distintos para aum entar la especificidad.
Un problema es la falta de estandarización, con lo que los resultados
no son totalm ente extrapolables.
ELISA de 3.® generación
Figura 9-11. Determinación de paratirina: los equipos de «segunda
generación» usan un anticuerpo de detección frente al fragmento 7-34
que también reconocen algunos fragmentos C-terminales que conservan
parte de la porción N-terminal. Los métodos de «tercera generación»
emplean anticuerpos de detección frente a los primeros aminoácidos,
entre las posiciones 1 y 7 y no reconocen los fragmentos C-terminales.
ELISA: análisis de inmunoabsorción ligado a enzimas (del inglés, enzym e-
tinked im m unoadsorbent assay).
com o sea posible para evitar la salida de magnesio desde las
células, lo que también increm entaría su concentración.
Existen diversos métodos espectrofotom étricos adaptados
a autoanalizadores. Uno de los m ás empleados se basa en la
reacción del magnesio con la calm agita en medio alcalino, que
form a un complejo coloreado.
Osteocalcina
La cuantificación de osteocalcina se realiza por inmunoanálisis.
En el suero se pueden detectar distintas inmunoformas
de manera que los inmunoanálisis de las distintas casas com erciales
pueden detectar la molécula intacta o distintos fragm entos
(N -term inal y C-term inal) en suero. Aproxim adam ente,
un 36% de la concentración plasmática corresponde a la forma
intacta y un 60% a diversos fragmentos N -term inales, por lo
que los resultados pueden diferir bastante entre distintos laboratorios.
Metabolitos del colágeno
Pirídinolina y desoxipirídinolina
La determ inación de la piridinolina y la desoxipiridinolina
se realiza m ediante crom atografía líquida de alta eficacia
Paratirina
Es preferible realizar la determinación en una m uestra obtenida
con ED TA para m inim izar la degradación de la paratirina.
Las técnicas de inmunoanálisis de determ inación de la
paratirina emplean dos anticuerpos monoclonales, uno de captura
que reconoce la fracción carboxi-term inal y otro unido a
la molécula de detección, frente a la zona am inoterm inal. Los
kits de «segunda generación» reconocen la PT H intacta, pero
también reconocen algunos fragmentos C-terminales que conservan
parte de la porción N -term inal (fig. 9-11). En la enfermedad
renal crónica, estos fragmentos pueden representar una
parte muy im portante de la P T H , con lo que puede sobrestim
ar la concentración de la paratirina. Los métodos de «tercera
generación» emplean anticuerpos de detección frente a los primeros
aminoácidos de form a que sólo reconocen la paratirina
intacta. Estos nuevos métodos pueden ofrecer resultados más
bajos que los de segunda generación aunque no dan una inform
ación clínicamente muy diferente y, además, también están
sujetos a cierta reactividad cruzada.
El intervalo de referencia se sitúa entre 1,1 y 6 , 8 pm ol/L aunque
éstos varían entre los distintos métodos, sobre todo debido
a las diferencias entre los anticuerpos y la falta de un estándar
único. Por ello, la extrapolación de resultados entre distintos
equipos comerciales es difícil.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Bringhurst FR. Deraay M B, Kronenberg HM. Hormonas y alteraciones del
metabolismo mineral. En; Kronenberg HM, Melmed S, Polonsky KS,
Larsen PR (eds.). Williams Tratado de Endocrinología, 11.* edición. Madrid:
Elsevier, 2009.
Colé DE, Webb S, Chan PC. Update on parathyroid hormone; new tests and new
cliallenges for esternal quality assessment. Clin Biochem 2007; 40; 585-590.
Endres DB, Rude RK. Mineral and bone metabolism. En: Burtis CA, Astwood
ER, Burns D E (eds.). Tietz Textbook o f Clinical Chemistry and Molecular
D ií^ o stic s, i . ‘ edición. San Luis; Elsevier, 2006.
Praser WD. Hyperparathyroidism. Lancet2009; 374; 145-158.
Holick M E Vitamin D deficiency. N Engl J Med 2007; 357; 266-281.
Holick ME. Vitamin D status: measurement, interpretation, and clinical
application. Ann Epidemiol 2009; 19; 73-78.
Ramasamy 1. Recent advances in physiological calcium homeostasis.
Clin Chem Lab Med 2006; 44; 237-273.
Torres PU. The need for reliable serum parathyroid hormone measurements.
Kidney Int 2006; 70; 240-243.
Watts NB. Clinical utility o f biochemicalmarkers ofboneremodeling.
Clin Chem 1999; 45; 1359-1368.

Capítulo
Metabolismo del hierro.
Anemia ferropénica.
Hemocromatosis
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Estructura y funciones del hierro 117
M etabolism o del hierro 117
Absorción intestinal 118
Transporte plasmático 118
Almacenamiento tisular 119
Estudio del m etabolism o del hierro 119
Determinación del hierro sérico y de la saturación
de hierro 1 2 0
Determinación del hierro en biopsia hepática 121
Determinación de la transferrina 121
Determinación de la ferritina sérica 121
Determinación del receptor soluble de transferrina 121
Determinación de la zinc-protoporfirina 122
Hem ocrom atosis 122
Hemocromatosis por deficiencia de HFE (tipo 1) 123
Otros tipos de hemocromatosis 123
D eficiencia de hierro 124
Anemia ferropénica 124
Anemia de las enfermedades crónicas 125
Referencias adicionales 126
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Conocer las condiciones en que el organismo absorbe,
almacena y utiliza el hierro procedente de la dieta.
• Identificar las pruebas analíticas que se aplican al estudio del
metabolismo del hierro y utilizarlas como fuente
de información para la evaluación clínica.
• Valorar las condiciones en que se puede producir
acumulación de hierro en el organismo.
• Analizar y comprender la expresión analítica que refleja el
origen carencial de hierro de la anemia ferropénica
y diferenciarla de la anemia de enfermedades crónicas.
Estru ctu ra y fu n cio n e s del hierro
El hierro es un m etal de transición cuya m asa atóm ica es
55,8 Y que en su estructura tiene orbitales d incompletos. Por
ello, puede aceptar o donar un electrón fácilmente y se le puede
encontrar com o Fe^"" o Fe^% lo que le confiere un elevado potencial
redox:
Fe' Fe"" + e-
El hierro puede formar complejos de coordinación hexavalente
con otros átomos en las proteínas. La distancia de enlace y el
ángulo en estos complejos cambian según el estado de oxidación
del hierro, lo que provoca diferentes conformaciones, que dan
como resultado un cambio de las propiedades de las proteínas.
La form a reducida Fe^"" es potencialm ente tó xica ya que
puede form ar radicales libres de oxígeno por la reacción de
Fenton:
Fe^" + H ,0,
Fe"" + O H- + «OH
E1 hierro es un elemento esencial que forma parte de num e­
rosas proteínas, com o la hemoglobina o la mioglobina, la ribonucleotido-reductasa,
el citocrom o P450 o los complejos de la
cadena respiratoria mitocondrial. La facilidad para cam biar su
estado de oxidación y para form ar compuestos de coordinación
explica su función, especialmente en el transporte de electrones
por los citocrom os y de oxígeno por la hemoglobina. Interviene
también en otras numerosas actividades celulares, como la producción
de energía en la mitocondria, la destoxificación, la síntesis
de ADN o la regulación postranscripcional.
M etab o lism o del hierro
La absorción de hierro es m uy im portante en su m etabolismo
ya que, al no existir m ecanism o de eliminación alguno.

118 Parte II—Analitos y metabolismo
Eritropoyesis
Eliminación
de hematíes
Figura 10-1. Distribución de hierro en el organismo.
Otros tejidos
, 6 mmol)
el equilibrio corp oral de hierro se regula por su absorción
intestinal. En el organismo hay unos 65-75 m m ol de hierro, en
su mayoría incorporado a proteínas intracelulares y menos del
0,1% circulante en el plasm a. La transferrina es la proteína
plasm ática encargada de transportarlo, principalm ente a la
médula ósea, ya que el 85% del hierro transportado se dirige
a la síntesis de hemoglobina. Esto tiene com o resultado una
circulación diaria de unos 0,4 m m ol de hierro. El exceso de
hierro se acum ula en los tejidos unido a las proteínas ferritina
y hemosiderina. La eliminación de hierro o, m ejor dicho, su
pérdida, fundamentalmente se produce por la descamación de
las células epiteliales m uertas y por la hem orragia m enstrual
(fig. 1 0 - 1 ).
Absorción intestinal
La absorción intestinal del hierro depende de la form a atóm
ica y m olecular en que se encuentre. La biodisponibilidad
del hierro incluido en un grupo hem o es m ucho m ayor que
la del hierro no hemo. El hierro no hemo se absorbe com o Ee^%
para lo cual el Fe^'^se ha de reducir previamente. Favorecen esta
reducción y, por tanto, su absorción el pH ácido gástrico, los
aminoácidos, el lactato y sustancias reductoras, com o el ascorbato.
Algunas sustancias existentes en los alimentos, com o los
taninos, fitatos o fosfatos, form an complejos insolubles con el
hierro e impiden su absorción. Debido a estas diferencias de
biodisponibilidad se absorbe el 2 0 % del hierro de la carne y
sólo el 5% del hierro de los cereales, y el 2% del de otros vegetales.
De una ingestión de unos 275 fAmol diarios, tan sólo
15-30 [imol se absorben en el intestino, y el resto es eliminado
en las heces.
El grupo hem o se introduce en el enterocito por m edio de
un transportador, donde una hem o-oxigenasa libera el Fe^"".
En cuan to al hierro no hem o, prim ero se reduce de Fe*"" a
Fe^"" por el citocrom o b de la m em brana de la m ucosa d uodenal
(fig. 1 0 -2 ) y posteriorm ente pasa al interior del enterocito
por m edio del tran sp ortad or de m etales divalentes 1
(D M T l, del inglés, divalent m etal transporter 1). U na vez que
se encuentra en el enterocito, el hierro no pasa a la circu lación
si no hay dem anda, sino que se alm acena incorporado
a la ferritina y se elim ina durante la descam ación celular. Si
hay necesidad de hierro, éste se in corp ora a la transferrina
en la m em brana basolateral y pasa a la circulación. En este
proceso participan una serie de proteínas: la hefaestina, una
enzim a s im ila r a la ceruloplasm ina que oxida el Fe^"" a Fe^*;
la ferroportina L proteína de la fam ilia de los tran sp o rtad o­
res divalentes; el receptor de transferrina, y la proteína de la
h em ocrom atosis h um ana (H F E , del inglés, h u m a n hem o-
chrom atosis protein), una proteína que regula la captación
del hierro por la transferrina y cuya deficiencia es la principal
causa de la hem ocrom atosis hereditaria. En los m acrófagos,
la oxidación del Fe^"" la realiza la propia ceruloplasm
ina en lugar de la hefaestina.
La absorción de hierro está regulada por la hepcidina, una
horm ona de 25 aminoácidos que se sintetiza, sobre todo, en el
hígado y, en m enor cantidad, en los adipocitos y los macrófagos.
La elevada concentración de hierro sérico o la inflamación
provocan la síntesis de hepcidina en el hígado m ientras que la
demanda eritroidea y la hipoxia la regulan negativamente. La
hepcidina se une a la ferroportina en la m em brana y favorece
su internalización y, por tanto, reduce la transferencia de
hierro a la transferrina y desciende la concentración sérica
de hierro.
Basolateral
Apical
Hepcidina
. ^ Ferroportina^
Enterocito
Citocromo b
duoden le n a U
Transferrina
Hefaestina
Hemo-oxiqenasa
Fe^* •---------- Hemo
DMTl
Hemo
Figura 10-2. Absorción intestinal de hierro y su regulación por la hepcidina.
D M T l: transportador de metales divalentesi (del inglés, divalent
metal transporter 1).
Transporte plasmático
El hierro circula en sangre com o Fe^"", que es muy poco soluble
a pH fisiológico. Por ello, se transporta a los tejidos unido
a la transferrina, que recoge el Fe^"" de los m acrófagos (sobre
todo, los del bazo, de la médula ósea o del hígado), los hepatocitos
y los enterocitos. Debido a la elevada constante de asociación
de la transferrina con el hierro, éste no circula libre en
plasma.
La transferrina es una proteína de 679 am inoácidos y 75-
80 kDa, con un 6 % de hidratos de carbono, form ada por una
cadena simple con dos lóbulos homólogos N -term inaly C-terminal.
En cada uno de ellos hay un sitio de fijación de elevada
afinidad para el ion Fe*"^ y un anión, generalm ente H C O j’ ,
necesario para la unión del m etal a la proteína. Se sintetiza y
se m etaboliza en el hígado en función de los depósitos de hierro,
con una vida m edia de 7-10 días. La transferrina existe en
la circu lación com o ap otran sferrina y com o tran sferrina
m onoférrica o diférrica ( 1 0 %).

Capítu lo 10- -Metabolismo del hierro. Anemia ferropénica. Hemocromatosis 119
A lm a ce n a m ie n to tis u la r
Todas las células del organism o precisan hierro, por lo que
el recep tor de tran sferrin a es una proteína ubicua, con la
excepción de los hematíes m aduros. El receptor de transferrin
a es una glucoproteína transm em brana dim érica que se
sintetiza según las dem andas celulares de hierro. Por tanto,
la m ayor expresión del receptor de transferrina ocurre en los
tejidos erítropoyéticos que sintetizan hemoglobina, en la placenta
y en las células durante su división. En tejido hepático
existe otro receptor, el receptor de transferrina 2 , que p articipa
en la regulación de la hom eostasia del hierro junto con
la hepcidina.
El receptor de transferrina se une con m ayor afinidad a la
molécula de transferrina disaturada. Posteriorm ente, el com ­
plejo se internaliza form ando un endosom a, en el cual una
A TP-asa de m em brana introduce protones. En este entorno
ácido se libera el hierro, que pasa al cítosol y la apotransferrina
y el receptor se reciclan a la superficie de la m em brana en
donde se disocian.
El hierro se almacena en las células incorporado a la ferritína.
Es una proteína de unos 4 50 kDa con estructura esférica
en cuyo interior se pueden alm acenar hasta 4 .5 0 0 átom os de
hierro com o fosfato hídróxido férrico aunque norm alm ente
almacena unos 2.000 átomos. La ferritina se expresa, sobre todo,
en los eritroblastos, en los macrófagos y en los hepatocitos.
La síntesis del receptor de transferrina y de ferritina se regula
postranscripcionalm ente en función de la concentración de
hierro libre intracelular (fig. 10-3). Los A RN m contienen elementos
de respuesta al hierro: la ferritina, uno en posición 5’
y el receptor de transferrina, cinco en el extrem o 3’, que se unen
a la proteína reguladora de respuesta al hierro (IRP, del inglés,
iron regulatory protein). Si el hierro se une a la IRP, ésta se
separa del ARNm, induciendo la síntesis de ferritina y la degradación
del A RN m del receptor de transferrina.
La ferritina consta de 24 subunidades que pueden ser de dos
tipos: una pesada (H ) de 21 kD a y otra ligera (L) de 19 kDa,
codifícadas en los crom osom as 11 y 19, respectivamente. Las
subunidades H tienen actividad ferroxidasa y sólo captan los
átom os de Fe^"", que oxidan a Fe^"" para su almacenamiento; las
subunidades L intervienen en la form ación y crecim iento del
núcleo de Fe^"". Las moléculas de ferritina tienen distintas proporciones
de subunidades H y L según los tejidos en que se
encuentren. A lgunos tejidos, com o el card íaco, contienen
moléculas de ferritina con abundantes subunidades H y alm a­
cenan poco hierro. En otros, com o el hígado, la ferritina está
form ada por muchas subunidades L y pueden alm acenar más
hierro.
Existen varios tipos de ferritina con función y localización
diferente:
1. Ferritina citosólica, form ada por subunidades H y L, producida
por el retículo endoplásmico liso y no glucosilada.
Interviene en el almacenamiento de hierro.
2. Ferritina secretada, sintetizada por el retículo endoplásm
ico rugoso, glucosilada, form ada sólo por subunidades L
y con poco hierro. La concentración de ferritina plasmática
refleja la cantidad de ferritina del organism o y, por tanto,
los depósitos de hierro.
3. Ferritina nuclear, form ada por subunidades H, que protege
al A D N frente a los radicales libres y la lesión por la radiación
UV.
ARNm
ferritina
ARNm
receptor 5'l
de transferrina
Traducción reprimida
IRPn
ERH
ERH
Síntesis de receptor
de transferrina
13' 5‘l
+ Fe
ERH
-Fe
i: Fe
Síntesis de ferritina
ERH
ARNm inestable
Degradación
Figura 10-3. Regulación de la expresión de ferritina y del receptor de
transferrina por el hierro. En sus ARNm existen elementos de respuesta
al hierro (ERH) de forma que, cuando hay hierro, se induce la síntesis
de ferritina y se disminuye la del receptor de transferrina. IRP: proteína
reguladora de respuesta al hierro, del inglés, iron regulatory protein).
4. Ferritina mitocondrial, similar a la de tipo H y codificada por
un gen del cromosoma 5. Su expresión está muy restringida
a ciertos tejidos y parece que está más relacionada con la
abundancia de mitocondrias que con el metabolismo del hierro.
Su expresión no se regula postranscripcionalmente por
el hierro ya que su ARNm carece de elementos de respuesta
al hierro. Evita el efecto tóxico del Fe^"" mitocondrial.
La degradación de la ferritina produce la hemosiderina, que
es un complejo muyinsoluble similar al núcleo de la ferritina,
pero cuyo hierro no es movilizable. Al m antener almacenado
así el hierro, se reduce su toxicidad.
E stu d io del m e ta b o lism o del hierro
Las principales magnitudes bioquímicas que se determinan
en suero para el estudio del metabolismo del hierro son la concentración
de hierro y ferritina, y la saturación de transferrina.
Con m enor frecuencia se determina la concentración de transferrina,
de su receptor y raram ente la de zinc-protoporfirina.
Las principales m agnitudes hem atológicas de estudio en
relación con el m etabolism o del hierro y que se analizan de
form a habitual dentro del hem ogram a son:
1. Hematocrito, que es el porcentaje del volumen de sangre que
ocupan los eritrocitos. Los equipos automáticos miden directamente
esta magnitud. El intervalo de referencia es del 40 al
50% en hombresy del 37 al 44% en mujeres, porcentaje que disminuye
en la anemia mientras que se eleva en la pohcitemia.
2. Concentración de hemoglobina. El límite de referencia de
la concentración de hemoglobina es de 10 g/dL en hombres
y de 12 g/dL en mujeres. Se considera que por debajo de
esos niveles el paciente padece anemia. U na de sus causas
puede ser la deficiencia de hierro, por ser necesario para la
síntesis de hemoglobina.
3. Volum en corpuscular m edio (V C M ). Es una m edida del
volumen medio de cada eritrocito, cuyo valor se determina
dividiendo el hem atocrito entre el núm ero total de hem a­
tíes. Es un parám etro muy útil para clasificar las anemias
en n orm ocítica (V CM = 82-98 fl), m acrocítica (VCM >
98 fl) y m icrocítica (VCM < 82 fl). Esta magnitud se mide
directam ente en los sistemas automáticos, que ofrecen una
distribución gráfica de la abundancia de hematíes en función
de su VCM (fig. 10-8).

120 Parte II—Analitos y metabolismo
4. Hemoglobina corpuscular media (HCM). Se reñere a la cantidad
media de hemoglobina en cada eritrocito y se obtiene
dividiendo la con cen tración de hem oglobina entre el
núm ero total de hematíes. En función del valor de la HCM,
se pueden clasificar las anemias en norm ocróm icas (27-31
pg/eritrocito), hipercrómicas (>31 pg/eritrocito) o hipocrómicas
(

Capítu lo 10— Metabolismo del hierro. Anemia ferropénica. Hemocromatosis 121
Adem ás, m uchos alim entos y suplementos dietéticos están
enriquecidos en hierro, lo que puede elevar notablemente su
con cen tración sérica. La saturación de hierro depende de
la concentración de transferrina, por lo que estará influida por
las alteraciones de ésta, tal y com o puede suceder en la reacción
inflamatoria.
Determinación del hierro
en biopsia hepática
La determinación del hierro en biopsia hepática o en orina
se realiza mediante espectrom etría de absorción atóm ica. En
el caso de las biopsias, la m uestra ha de ser previamente desecada,
pesada y digerida con ácido. Uno de los problemas más
habituales de esta determinación es la baja cantidad de tejido
disponible. El contenido de hierro en el hígado se incrementa
con la edad y es preferible entregar la concentración de hierro
com o índice hepático de hierro, que se calcula según la fórmula:
[Amol Fe
Indice hepático de hierro = •
g del tejido seco x edad
La cuantificación del hierro en biopsia hepática perm ite
conocer los depósitos de hierro en este tejido y es de utilidad
cuando existe sospecha de sobrecarga de este elemento. Es una
prueba invasiva, con cierto riesgo de morbilidad, pero la obtención
de la biopsia permite realizar un estudio m icroscópico,
además de la cuantiñcación del hierro.
Determinación de la transferrina
El análisis sérico de transferrina se realiza por inmunonefelometría
mediante el empleo de anticuerpos monoclonales.
Existe una equivalencia entre la concentración de ésta y la
TIBC de form a que la determ inación de ambas magnitudes es
redundante. Puesto que la transferrina puede transportar hasta
2 átom os de Fe^*, la concentración de TIBC ([xmol/L) será el
doble de la de transferrina (^imol/L). Si se expresara en unidades
convencionales:
T IBC {[im ol/L) = 25,1 x [srm - transferrina (g/L)] (ñg. 10-5)
La concentración de transferrina dism inuye cuando hay
sobrecarga de hierro. Además, es un reactante negativo de fase
aguda y su concentración estará dism inuida, sin que exista
sobrecarga de hierro, en procesos infecciosos, inflamatorios,
traumatismos, cáncer o enfermedad renal. También estará disminuida
en las hepatopatías o m alnutrición avanzada debido
a la menor capacidad sintética del hígado. Además, el consumo
de anticonceptivos orales increm enta la con cen tración de
transferrina y produce índices de saturación bajos.
Determinación de la ferritina sérica
La ferritina sérica se cuantifica habitualm ente mediante
m étodos inm unoquim icos. C ada ng/L de ferritina equivale
aproxim adam ente a unos 1 2 0 [xg de hierro alm acenado por
kilo de peso. La concentración de ferritina desciende de forma
Transferrina (nmoi/L)
Figura 10-5. Relación en tre la cap acid ad to tal d e fijación d e hierro y la
co n cen tració n d e transferrin a.
temprana en la deficiencia de hierro y es un excelente m arcador
de estos estados carenciales. También es un reactante de
fase aguda, pues su concentración sérica se eleva, por ejemplo,
en situaciones inflamatorias, en traumatismos o en neoplasias.
De este m odo, cuando coexisten estos procesos con una deficiencia
de hierro, el descenso por esta carencia de hierro puede
quedar oculto por un increm ento provocado por la reacción
de fase aguda.
Determinación del receptor
soluble de transferrina
La cuantificación del receptor soluble de la transferrina tiene
utilidad en el diagnóstico de la deficiencia funcional de hierro.
Las células eritropoyéticas, que tienen una elevada demanda
de hierro, expresan el 80% de los receptores de transferrina,
cuya expresión se regula por la dem anda de hierro. Los reticulocitos,
que expresan gran cantidad de este receptor, pasan
desde la m édula ósea a la circu lación sistém ica. E n ella, a
medida que van madurando, van perdiendo la porción extracelular
por proteólisis. Su concentración sérica está incrementada
por mayor actividad eritropoyética, tal y com o puede ocurrir
en fases de crecim iento (el intervalo de referencia depende
de la edad), talasem ia o anemia megaloblástica por deficiencia
de folato. Su concentración sérica diminuye en la hem o­
crom atosis o en la anem ia aplásica y cuan do hay m enor
demanda de hierro, tal y com o sucede en los pacientes som e­
tidos a tratam iento quimioterápico o radioterápico. Así, la concentración
de receptor soluble de la transferrina es un indicador
de la eritropoyesis.
U na gran ventaja de esta magnitud consiste en que su concentración
no está influida por procesos inflamatorios, al contrario
de lo que sucede con la ferritina y la transferrina. Los
estrógenos tam poco influyen en sus niveles, por lo que es muy
útil para valorar la deficiencia de hierro durante el em barazo.
La relación entre el fragmento soluble del receptor de transferrina
(Rs Transferrina) y ferritina es un parám etro útil para
estim ar las reservas de hierro del organismo en form a de dos
índices:

122 Parte II—Analitos y metabolismo
Rs Transferrina/log ferritina
100 X Rs Transferrina/ferritina
Estos índices tienen interés para diferenciar la anemia ferropénica
de la producida por las enfermedades crónicas. No obstante,
esta relación no es tan adecuada en estados inflam atorios
al ser la ferritina un reactivo de fase aguda.
La determ inación de esta m agnitud bioquím ica se realiza
por inm unoanálisis. Sin em bargo, no existe una adecuada
estandarización entre los distintos fabricantes, pues existen
diferencias en el tipo de reactivos y calibradores, lo que conlleva
a discrepancias en los valores de referencia e, incluso, en
las unidades en que se refieren las concentraciones.
Determinación de la zinc-protoporfirina
El último paso en la síntesis del hem o (cap. 11) es la quelación
del hierro por la protoporfirina. La reacción está catalizada
por una ferroquelatasa situada en la m em brana interna
m itocondrial. El hierro y el zinc com piten p o r la unión y
cuando la concentración de hierro es subóptima, los átomos
de zinc pueden unirse a la p rotoporfirina y form ar la zincprotoporfirina.
Su concentración puede determinarse de forma
rápida en una gota de sangre mediante el empleo de un hematofluorím
etro ya que la zinc-protoporfirina tiene propiedades
diferentes al hemo. El cociente zinc-protoporfirina/hem o es
útil en el diagnóstico del déficit funcional de hierro y refleja
el estado del metabolismo del hierro en la médula ósea. La concentración
de zinc-protoporfirina se eleva en la anemia ferropénica.
Sin embargo, no es muy específica ya que se incrementa
en otras m uchas condiciones, com o en la intoxicación por
plomo, anem ia de las enfermedades crónicas, anemia hemolítica,
infección crónica, inflam ación y hemoglobinopatías.
H e m o cro m ato sis
La hem ocrom atosis es una enferm edad producida por la
sobrecarga de hierro en los tejidos y órganos. El órgano más
afectado es el hígado, que acaba desarrollando cirrosis. Tam ­
bién se acum ula en el páncreas, donde produce diabetes, y en
la piel, que adquiere un bronceado característico. O tras alteraciones
producidas por el depósito de hierro son cardiopatías,
hipogonadismos y artralgias. La hemosiderosis es una situación
en la que se produce un depósito excesivo de hierro, por ejemplo
a causa de transfusiones repetidas, pero sin causar lesión.
La hemocromatosis puede clasificarse en hereditaria o familiar
y secundaria o adquirida. La principal causa de hem ocromatosis
fam iliar son mutaciones en el gen de la proteína HEE.
O tras causas, con una frecuencia mucho menor, están indicadas
en la tabla 1 0 - 1 .
Las causas de las formas adquiridas de la hemocromatosis
pueden ser:
1.
2 .
3.
A nem ia hemoUtica, talasemia o anem ia sideroblástica. La
hemolisis intravascular propicia que lleguen grandes cantidades
de hierro a macrófagos, bazo e hígado en form a de
complejos de haptoglobina-hemoglobina.
Excesivo aporte de hierro, por transfusiones repetidas o
dieta con alto contenido en hierro.
E nferm edad hepática crónica, producida, por ejemplo, por
hepatitis C o alcoholismo.
La sobrecarga de hierro suprime la expresión de transferrina
e increm enta la de ferritina, que puede llegar a valores superiores
a 300 fAg/Len hombres y 2 00 fxg/Len mujeres. Dado que
la concentración sérica de transferrina está disminuida y la de
hierro elevada (superior a 30 [xmol/L), la saturación de transferrina
tam bién está elevada (fig. 10-6A ) y puede superar el
60 % en hombres y mujeres posmenopáusicas. Esta magnitud
tiene gran sensibilidad para el diagnóstico de la hem ocrom a­
tosis (fig. 10-4B ). La concentración de hepcidina urinaria,
medida por técnicas de ELISA (análisis de inmunoabsorción
ligado a enzimas; del inglés, enzym e-linked im m unoadsorbent
assay), está disminuida en la sobrecarga de hierro, excepto si
la causa es un defecto en la ferroportina.
La biopsia hepática es útil para evaluar la existencia de cirrosis
y cuantificar la sobrecarga de hierro si la concentración de
ferritina es superior a 1.000 ng/L, el paciente es m ayor de 40
años y presenta hipertransam inasem ia y hepatomegalia. Los
resultados del análisis de hierro en biopsia hepática se han de
referir a la edad del paciente, utilizando el índice hepático
de hierro. Un índice superior a 1,9 sugiere hemocromatosis.
El tratam iento incluye flebotomías repetidas para eliminar
hierro con la sangre extraída y la administración de quelantes
de hierro, como el deferasirox o la deferroxamina, que fevorecen
su eliminación. La eficacia terapéutica se valora determinando
la saturación de hierro y la ferritinemia, con el objetivo de disminuirlas
por debajo del 50% y de 50 (xg/L, respectivamente.
O tras potenciales estrategias en el tratam iento de la hem ocromatosis
son el empleo de inhibidores de la absorción intestinal
de hierro y la administración de hepcidina o ferroportina.
Tabla 10-1. Alteraciones genéticas en la hemocromatosis
Proteína Gen (¡o cu s) Tipo Herencia
HFE H f£(6 p 21.3 ) 1 Recesiva
Hemojuvelina H J\/(1q 2 1) 2A Recesiva
Hepcidina Hy4M P(19q13.1) 2B Recesiva
Receptor de transferrina 2 TFR2 (7q22) 3 Recesiva
Ferroportina SLC40A1 (2q32) 4 Dominante
Subunidad H de la ferritina 1 1 q 1 3 5 Dominante
Deficiencia de ferroxidasa 3q23 Recesiva
HFE: proteina de la hem ocrom atosis hum ana (del inglés, humanbemochromatosisprotein)

Capítu lo 10— Metabolismo del hierro. Anemia ferropénica. Hemocromatosis 123
•F £
"O O ^
:2 o
S "33
c c
o
U
Porcen taje
d e saturación elevado
Ferritina elevada
A sintom ático
10 20 30 40
Edad
Porcen taje d e saturación
elevado
Ferritina elevada
H ipertransam inasem ia
M an ifestacion es clínicas:
Lesión hepática
D iabetes bron cead a
50 60
Figura 10-6A. Evolución d e la h em o cro m a to sis h ered itaria. La p e n ­
d ien te y el m o m e n to d e la aparición d e los sín to m as d e p en d e d e cad a
individuo.
Hemocromatosis por deficiencia
de HFE (tipo 1)
La hem ocrom atosis por deficiencia de H FE es una de las
enfermedades de transmisión genética más frecuentes en Europa
y sigue un patrón de herencia autosómico recesivo. El gen de la
H FE, localizado en el crom osom a 6 , se expresa en muchos tejidos,
pero sobre todo en el intestino. Este gen codifica una proteína
transmembrana que actúa sobre el receptor de transferrina
y reduce su actividad. E sta proteína tiene hom ología con el
HLA-I (antigeno leucocitario hum ano I; del inglés, hum an leukocyte
antigen) y consta de tres dominios globulares; el Oj está
unido a Pj-microglobulina. Interactúa con homodím eros del
receptor de transferrina y reduce la afinidad del receptor por la
transferrina cargada con hierro. Las mutaciones en el gen de
H FE llevan a una menor expresión de la proteína hepcidina y a
la consiguiente m ayor actividad de la ferroportina. Com o consecuencia,
aumenta el paso de hierro a la circulación desde los
enterocitos y desde el bazo, donde se destruyen los hematíes viejos.
El hierro no unido a transferrina aumenta en plasma y rápidamente
se deposita en el hígado, el páncreas y el corazón.
Existen diversas mutaciones que pueden causar una pérdida
de función y, por tanto, una m ayor captación de hierro por la
célula. Las mutaciones más habituales del gen H FE afectan al
dom inio extracelular: la mutación Cys282Tyr se presenta en
casi el 95% de los casos de hem ocrom atosis en la población
caucásica y le siguen, en frecuencia, las mutaciones His63Asp
y Ser65C ys (fig. 10-6B ). El cam bio de C ys282T yr provoca
la pérdida del enlace disulfuro en el dominio a 3 , por lo que la
proteína mutante no se une a la pj-microglobulina y no alcanza
la superficie celular, y perm anece retenida en el citoplasma.
Esta m utación es heterocigótica en, aproxim adam ente, el 10%
de la población del norte de Europa, con lo que entre 3 y 5 de
cada 1.000 nacidos son homocigóticos. La frecuencia es inferior
en los hispanos y en los afroam ericanos en los cuales sólo
uno de cada 7.000 nacidos es homocigótico. Aunque la m ayoría
de las personas hom ocigóticas presenta alteraciones en las
m agnitudes bioquím icas relacionadas con la sobrecarga de
hierro, sólo un pequeño porcentaje de los cuales presentan la
m utación desarrolla plenam ente la enferm edad. Por tanto,
la existencia de esta m utación no es una condición suficiente
para desarrollar la enfermedad. Es necesaria la existencia de
otros factores, que pueden ser de dos tipos:
Figura 10-6B. M u taciones en la proteína d e la h em ocrom atosis hum ana
(HFE) aso ciad as a la h em o cro m ato sis hered itaria.
1. Factores genéticos, com o el sexo, ya que la carga de hierro
suele ser m ayor en hombres que en mujeres.
2. Factores adquiridos, com o la dieta rica en hierro o una
enfermedad hepática.
El depósito excesivo de hierro perm ite alcanzar una concentración
de ferritina superior a 1.000 [xg/L, con saturación
de transferrina superior al 60% en hombres y superior al 50%
en mujeres. Esta acumulación de hierro va produciendo el progresivo
deterioro de los tejidos y las manifestaciones clínicas
aparecen a p artir de los 4 0 años. Puesto que el hígado es el
principal tejido de depósito de hierro, esta acum ulación conduce
a cirrosis.
El diagnóstico de la mutación Cys282Tyr se realiza mediante
técnicas de PCR, bien asociado con la digestión del producto
con endonucleasas que reconocen el lugar donde se produce
la m utación o bien por diferente curva de fusión de los p ro ­
ductos amplificados (LightCycler*). Sin embargo, existen personas
con la m utación que no desarrollan la enfermedad y, en
cambio, personas que pueden padecer la enfermedad sin tener
la mutación, por lo que no se puede basar el diagnóstico en el
análisis genético.
Otros tipos de hemocromatosis
El mecanismo patogénico de las hemocromatosis de los tipos
2 y 3 es el m ism o que el de la hem ocrom atosis de tipo 1. Las
mutaciones en los diferentes genes llevan a una expresión inferior
de hepcidina. E n el caso de la hemocromatosis de tipo 4,
las mutaciones en el gen de la ferroportina llevan a esta proteína
a ser resistente a la inhibición por hepcidina, con lo que
la concentración de esta horm ona es m ás elevada. Esta hem o­
crom atosis se divide en 2 tipos:
1. Hemocromatosis de tipo 4A, en la que la acum ulación de
hierro se debe a la incapacidad de los macrófagos para liberar
hierro, que se acum ula en ellos. Com o consecuencia, la
saturación de transferrina es norm al o baja.

124 Parte II—Analitos y metabolismo
2. Hemocromatosis de tipo 4B, en la que la acum ulación de
hierro en las células se debe a la m ayor entrada de hierro
desde el plasma, donde se encuentra elevado por la mayor
absorción intestinal y liberación desde el bazo. Es similar
a la hem ocrom atosis de los tipos 1 y 3, con una elevada
saturación de la transferrina y un depósito de hierro en el
parénquima hepático.
La ferroxidasa o ceruloplasm ina es la enzim a que cataliza
la oxidación de los átom os de hierro, paso previo esencial
para la captura del hierro por parte de la transferrina. La deficiencia
de ferroxidasa lleva a la excesiva degradación de la
ferroportina y al m enor paso de hierro a la transferrina, sobre
todo en los macrófagos. En las alteraciones de la ferroportina,
hemocromatosis de tipo 4A y aceruloplasminemia, la concentración
plasmática de hierro será baja, al contrario de lo que
ocurre en el resto de hemocromatosis.
D e ficie n cia de hierro
Las causas de la deficiencia de hierro se pueden agrupar en
dos tipos:
1. Deficiencia nutricional, que responde a la terapia con suplementos
de hierro. Esta deficiencia puede deberse a la baja
absorción de hierro por una dieta pobre en hierro o por
una m alabsorción intestinal (p. ej., enferm edad celíaca).
También puede deberse a una pérdida excesiva de sangre
(m enstruaciones abundantes) o a situaciones en que se
requiere m ayor cantidad (p. ej., em barazo o lactancia).
2. Alteración funcional o del metabolismo del hierro. En este
caso, hay reserva suficiente de hierro, pero existe una alteración
que impide su adecuado transporte y utilización en
la médula ósea. Estas situaciones se producen, por ejemplo,
en la inflam ación crónica, la eritropoyesis provocada por
eritropoyetina o la intoxicación por plomo. En este caso, la
deficiencia funcional de hierro no se corrige con una suplementación.
Anemia ferropénica
Es el déficit nutricional m ás com ún en el m undo, pues lo
sufren unos 800 millones de personas. Los neonatos, los niños,
las mujeres embarazadas y los ancianos son los grupos especialmente
susceptibles a la deficiencia de hierro. En la sociedad
occidental, la anemia ferropénica suele deberse, sobre todo, a
pérdidas excesivas de sangre en el curso de una enfermedad o
en la menstruación. La deficiencia de hierro se desarrolla en
tres etapas (fig. 10-7):
1.
2 .
3.
Inicialmente el descenso de los depósitos de hierro provoca
m enor expresión del g en de la ferritina. De esta form a, el
descenso de ferritina sérica es un parám etro tem prano de
la disminución de la reserva de hierro histico.
Deficiencia funcional de hierro. El m enor contenido de hierro
tam bién produce un increm ento de la síntesis de la
transferrina en el hígado, pues aum enta su concentración
sérica y, consecuentemente, la TIB C . La transferrina circulante
transportará m enor proporción de hierro, por lo
que dism inuye el porcentaje de saturación de h ierro y
aum entará la U IBC. La m ayor demanda de hierro por los
tejidos increm enta la expresión de los receptores de tran s­
ferrina y su liberación a la sangre, donde el aumento de su
concentración es indicador de las necesidades hísticas,
especialmente del tejido eritropoyético. E n consecuencia,
está elevada la relación Rs Transferrina/ferritina. El
puede sustituir al Fe^"" en su incorporación a la protoporfirina
IX durante la síntesis del hem o e increm entar la concentración
de zinc-protoporfirina.
A nem ia ferropénica. La síntesis de hemoglobina es la etapa
final del metabolismo de hierro y su descenso se producirá
en las fases m ás avanzadas del agotam iento de los
depósitos de hierro. El descenso de hemoglobina es, por
definición, un indicador de anemia e indica una situación
avanzada de deficiencia de h ierro. Los hem atíes serán
m icrocíticos e hipocróm icos y en el hem ogram a estarán
reducidos parám etros com o el hem atocrito, el volum en
corpuscular medio, la hemoglobina corpuscular m edia y
Figu ra 10-7.
Etapas de la anemia ferropénica.

Capítu lo 10— Metabolismo del hierro. Anemia ferropénica. Hemocromatosis 125
Normal
ERI 4.48 1 0 ^/mm^
HB
HTC
VCM
HCM
12.4
39.5
8 8
27.6
g/dL
%
nm^
pg
CCMH 31.3 g/dL
Anemia ferropénica
ERI 4.06 106/mm^
HB
HTC
VCM
HCM
8 . 8 1
27.3 1
67 L
21.7 L
g/dL
%
nm^
pg
CCMH 32.3 g/dL
A
ERI (|Am^)
30 100 200 300
A
ERI (nm^)
30 100 200 300
Los síntomas de la anem ia son fatiga, debilidad m uscular y
taquicardia, que serán más importantes cuanto más grave sea
la anemia. También se produce palidez y deterioro de la función
inmunológica. En el caso de los niños y los neonatos, la
deficiencia de hierro, incluso antes que se establezca la fase de
anemia, puede producir retrasos en el crecim iento, alteraciones
neurológicas y del com portam iento, que pueden ser irreversibles.
Por tanto, el diagnóstico precoz de la caren cia es
fundam ental para instaurar cuanto antes el tratam iento, que
se basa en la adm inistración de hierro por vía oral. A los pocos
días se produce un descenso de la síntesis de transferrina y su
concentración va disminuyendo al mismo tiempo que se increm
enta el porcentaje de saturación. A medida que los depósitos
se van restableciendo, se increm enta la concentración de ferritina
sérica y, al disminuir la demanda, descenderá la concentración
del receptor de transferrina.
La suplementación de hierro increm enta la producción de
hematíes en la médula ósea con un contenido norm al de hem o­
globina. El hemograma reflejará la eficacia del tratam iento por
el increm ento de la concentración de reticulocitos y de hem o­
globina reticulocitaria. Los nuevos hematíes tendrán un volum
en corpuscular medio y una concentración de hemoglobina
corpuscular m edia norm ales. Debido a la vida m edia de los
hematíes, durante un tiempo coexistirán estas nuevas poblaciones
con aquellas que tienen estos p arám etros dism inuidos.
Figura 10-8.
Ejemplo de dos hemogramas realizados en un equipo
automático: uno de un individuo normal y otro de un paciente con anemia
ferropénica. Obsérvese que éste se muestra también gráficamente como
una desviación a la izquierda.
la concentración de hemoglobina corpuscular (ñg. 1 0 - 8 ).
Dado que estos parám etros sólo se alteran en las fases más
avanzadas de la anemia, no son útiles para el diagnóstico
precoz de un déficit de hierro.
Anemia de las enfermedades crónicas
La anemia de las enfermedades crónicas es una enfermedad
frecuente en ancianos y pacientes hospitalizados con enfermedades
inflam atorias crónicas por infecciones, cáncer o enfermedades
autoinmunes. La anemia se desarrolla por la activación
del sistem a inm unitario, con producción de citocinas
proinflamatorias (interferón y [IFN-y], factor de necrosis tum o-
ral a [T N F -a] e interleucina 1 [IL-1]) y antiinflam atorias (IL-
4, IL-10 e IL-13). Las citocinas inflam atorias favorecen la captación
y el alm acenam iento de hierro en los macrófagos y las
citocinas antiinflam atorias provocan m enor movilización de
hierro a los lugares de utilización. Además, las citocinas inflam
atorias disminuyen la respuesta de la médula ósea a la eritropoyetina
y se inhibe la eritropoyesis. También disminuye
la vida m edia de los propios eritrocitos. De esta form a se crea
un estado de deficiencia funcional de hierro que origina una
anemia hipocróm ica m icrocítica, com o en el caso de la anemia
ferropénica. Debido a ello se producen las siguientes alteraciones
de las magnitudes bioquímicas (tabla 1 0 -2 ):
1. Al existir una enferm edad crónica, se produce un increm
ento de la proteína C reactiva y de la velocidad de sedimentación,
que son los principales marcadores de una reacción
de fase aguda.
Tabla 10-2 Diferencia en las magnitudes bioquímicas entre la anemia por deficiencia nutricional
de hierro y de las enfermedades crónicas
Referencia Ferropenia Enfermedades crónicas
srm-Hierro (nmol/L)
M: 11-28
H: 14-28
Descenso
Descenso
Transferrina
srm-Transferrina (g/L) 2-3,6 incremento Descenso
srm-TIBC (jimol/L) 46-86 incremento Descenso
Porcentaje de saturación 20-45 Descenso Descenso
srm-Ferritina (|jg/L) M: 15-160
H: 20-250
Descenso
Incremento
srm-Rs Transferrina (nmol/L) 9-24 incremento Normal o descenso
Rs Transferrina/ferritina incremento Normal o descenso
Hem oglobina (g/dL) M: 12-16
H: 14-18
Descenso
Descenso
VCM (fl) 82-98 Descenso Descenso
HCM (pg) 27-31 Descenso Descenso
HCM: hemoglobina corpuscular media, TIBC: capacidad total de fijación del hierro (del inglés, total iron-binding capacity); VCM: volumen corpuscular medio

126 Parte II—Analitos y metabolismo
2. La ferritina y la transferrina también son reactivos de fase
aguda. La concentración de ferritina puede estar incrementada
y, por tanto, no reflejar adecuadamente los depósitos
de hierro. La concentración de transferrina también puede
disminuir y, aunque la concentración de hierro esté disminuida,
el índice de saturación de hierro no disminuye tanto
com o con la deficiencia nutricional de hierro.
3. La concentración de Rs Transferrina no se altera, p o r lo
que la relación Rs Transferrina/ferritina estará disminuida,
al contrario de lo que ocurre con la deficiencia nutricional
de hierro, por lo que es una determinación útil para diferenciar
ambos tipos de anemia.
4. Se observa también un aumento de la relación zinc-protoporfirina/hem
o.
La anemia de las enfermedades renales crónicas se produce
por un descenso de la proliferación de las células eritropoyéticas
debido a la baja producción de eritropoyetina. También
contribuye la elevada existencia de toxinas que no se eliminan
y que disminuyen la vida media de los hematíes. Com o resultado
final, se produce una anem ia hipocróm ica, pero norm o-
cítica. Las concentraciones de srm -creatinina superiores a 180
fj,mol/L se asocian con las de hemoglobina inferiores a 11 g/
dL, y el grado de anem ia se correlaciona con la gravedad de la
insuficiencia renal. El tratam iento de la anem ia en pacientes
con insuficiencia renal crón ica som etidos a hem odiálisis se
basa en la adm inistración de eritropoyetina recom bínante
hum ana, junto con suplementos orales de hierro. Para detectar
de form a tem prana la deficiencia funcional de hierro, es
útil la determinación del receptor soluble de la transferrina ya
que indica la reserva de hierro en las células eritropoyéticas.
La respuesta al tratam iento se puede evaluar con índices hematológicos,
sobre todo con el contenido de hemoglobina de los
reticulocitos.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Brissot P et al. Current approach to hemochromatosis. Blood Rev 2008;
22; 195-210.
Brugnara C. Iron deficiency and erythropoiesis; new diagnostic approaches.
Clin Chem 2003; 49; 1573-1578.
Comisión de Genética Molecular. Sociedad Española de Bioquímica Clínica y
Patología Molecular. Recomendaciones para el diagnóstico
de la hemocromatosis hereditaria de tipo 1. Química Clínica 2006;
25; 431-434.
Comisión de Proteínas. Sociedad Española de Bioquímica Clínica y Patología
Molecular. Proteínas del metabolismo del hierro. Aplicaciones clínicas.
Química Clínica 2006; 25: 24-29.
Coyne D. Iron índices: what do they really mean? Kidney Int Suppl 2006;
101: S4-S8.
Labbé R í, Dewanji A. Iron assessment tests: transferrin receptor vis-á-vis zinc
protoporphyrín. Clin Bíochem 2004; 37: 165-174.
Swinkels DW, fanssen MC, Bergmans J, Marx JJ. Heredítary Hemochromatosis:
Genetic Complexity and New Diagnostic Approaches. Clin Chem 2006;
52; 950-968.

Síntesis y degradación del hemo.
Porfiria. Hiperbilirrubinemia
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Sín tesis del hem o 127
Características químicas de las porUrinas 129
Porfirias 129
PorHrias primarias neuroviscerales 130
Porfirias primarias cutáneas 130
PorUrias primarias neuroviscerales y cutáneas 131
Porfirias secundarias 131
Estudio de laboratorio de las porfirias 132
D egradación del hem o a b ilirrubina 133
Ictericia 134
ictericia prehepática 134
Ictericia posthepática 134
ictericia hepática 135
ictericia neonatal 135
Alteraciones congénitas del metabolismo
de la bilirrubina 136
Determinación de bilirrubina 136
Referencias adicionales 137
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Conocer la síntesis y degradación del hemo.
Explicar las alteraciones primarias y secundarias
de las porfirinas.
Explicar la asociación de los síntomas clínicos de las porfirias
con las características fisicoquímicas de las porfirinas.
Describir los métodos de estudio bioquímico de las porfirias.
Diferenciar los tipos de bilirrubina.
Describir los tipos de ictericia y las alteraciones
de las fracciones de bilirrubina.
Conocer las alteraciones congénitas del metabolismo
de la bilirrubina.
Describir los métodos más importantes de determinación
de la bilirrubina.
Sín te sis del hem o
El grupo hemo funciona com o grupo prostético de num e­
rosas proteínas que intervienen en procesos relacionados con
el Oj, como son su transporte (hemoglobina, ñg. 1 1 - 1 ), su almacenam
iento (mioglobina), la respiración m itocondrial (citocrom
os mitocondriales), la destrucción de peróxidos (catalasa,
glutatión-peroxidasa) o el metabolismo oxidativo (citocrom o
P450, citocrom o b5-monooxigenasas). El hem o también actúa
com o grupo prostético en enzimas que participan en la señalización
celular, com o la guanilato-ciclasa.
Todas las células, excepto los hematíes, sintetizan el grupo
hemo aunque éste se produce principalmente en los hepatocitos
y los eritoblastos. El prim er paso en la síntesis del grupo
hemo y los tres últim os se producen en la m itocondria mientras
que los pasos interm edios se producen en el citoplasma
(fig. 1 1 -2 ).
La reacción inicial consiste en la condensación de glicina y
succinil-CoA para form ar el 5-am inolevulinato. El succinil-
CoA es un sustrato que se encuentra en la m itocondria procedente
del ciclo de los ácidos tricarboxílicos. Esta reacción
intram itocondrial está catalizada por la enzim a 5-am inolevulinato-sintasa,
que requiere com o cofactores el fosfato de
piridoxal y el Mg^"^.
El 5-am inolevulinato pasa desde la m itocondria hasta el
citosol, donde la porfobilinógeno-sintasa condensa dos de estas
m oléculas para form ar porfobilinógeno. Posteriorm ente, la
hidroximetilbilano-sintasa cataliza la unión de 4 porfobilinógenos
y libera am onio para form ar hidroxim etilbilano, una
estructura tetrapirrólica lineal. El hidroximetilbilano puede
convertirse en uroporfirinógeno I por ciclación espontánea o
en uroporñrinógeno III por acción de la enzima uroporfirinógeno
Ill-sintasa. Esta enzima cierra el anillo y, además, produce
la rotación de un anillo pirrólico. Así pues, la diferencia
entre los isómeros I y III reside en la disposición de la cadena
lateral. Ü nicam ente, los isóm eros III continúan en la vía de

128 Parte II—Analitos y metabolismo
Cadena
HOOC
HOOC
Cadena
Hemo
Hemoglobina
Figura 11-1.
Estructura de la hemoglobina con cuatro grupos hemo.
síntesis del grupo hemo aunque en algunas alteraciones pueden
aparecer excesos de isóm ero I en los tejidos. La últim a
etapa citosólica la cataliza la enzim a uroporfirinógeno-descarb
oxiiasa, que oxida de form a secuencial cuatro grupos
metilcarboxilato para form ar los I o III a p artir de los respectivos
uroporfirinógenos.
Las etapas finales de la síntesis del hem o se producen en la
m itocondria, donde entra el coproporfirinógeno III. La coproporfirinógeno-descarboxila
dos restos propilo del coproporfirinógeno
a vinilo y form a el protoporforínógeno IX . Esta
enzima se encuentra en la m em brana interna de la m itocondria
y actúa únicamente sobre el isómero III. Posteriormente,
la protoporfirinógeno-oxidasa cataliza la form ación de protoporfirina
IX mediante la form ación de tres dobles enlaces en
el anillo pirrólico. Finalmente, la ferroquelatasa que está en la
m em brana interna de la m itocondria cataliza la inserción de
Fe^"" en la protoporfirina IX.
Por oxidaciones no enzim áticas pueden producirse otras
porfirinas, pero la p rotoporfirina IX es la única que puede
participar en la síntesis del grupo hemo. La protoporfirina IX
puede quelarse también con zinc form ando zinc-protoporfirina.
Esta porfirina anorm al circula unida a la globina en el
PBG-sintasa
5-ALA ^ --- — ► PBG
5-ALA
3 PBG
Hidroximetilbilano-sintasa
Hidroximetilbilano •
Uro lll-sintasa
Uro III
Uro I
Uro-descarboxilasa
Copro I
Copre I
Citosol
Figura 11-2.
uroporfinnógeno.
Biosíntesis del hemo. 5-ALA: 5-aminolevulinato; Copro: coproporfirinógeno; PBG: porfobilinógeno; Proto: protoporfirinógeno; Uro:

Capítu lo 11— Síntesis y degradación del hemo. Porfiria. Hiperbilirrubinemia 129
-ooc
coo-
coo-
-ooc
Uroporfirina Coproporfirina Protoporfirina
Liposoluble
Figura 1 1 -3 .
Características de solubilidad de las porfirinas.
hematíe, pero no es funcional. En condiciones fisiológicas, la
form ación de zinc-protoporfirina es una reacción residual,
pero pueden producirse cantidades elevadas en los eritrocitos
cuando hay falta de hierro, com o en la anem ia ferropénica.
Normalmente hay un control muy delicado de la síntesis del
hemo según los requerimientos celulares y muy pocas moléculas
escapan a la vía sintética. La enzim a 5-am inolevulinatosintasa
es la enzim a reguladora de esta vía. Existen dos isoen
zim as, cod ificad as p o r genes distintos: la isoenzim a
5-aminolevulinato-sintasa 1, que es ubicua y se expresa, sobre
todo, en el hígado, y la isoenzima 5-aminolevulinato-sintasa 2,
que se expresa sólo en células eritroides. La síntesis de la isoenzim
a 5-am inolevulinato-sintasa 1 se inhibe por el producto
final hemo y se induce por compuestos que también causan la
síntesis de los citocrom os P450 microsómicos. En cambio, esto
no ocu rre en las células eritroides, que necesitan sintetizar
mucho hemo. El ARNm de la 5-aminolevulinato-sintasa 2 contiene
un elemento de respuesta al hierro, por lo que la síntesis
de la enzima se reprime por la baja disponibilidad del hierro.
Características químicas de las porfirinas
Los porfirinógenos son interm ediarios incoloros e inestables
que se oxidan fácilmente y producen las porfirinas. Estas
porfirinas son productos estables que absorben fuertemente
la luz a 4 05 nm (banda de Soret) y producen una fluorescencia
rojiza entre 550 y 650 nm debido a la estructura de dobles enlaces
del anillo. Si los porfirinógenos se oxidan a porfirinas, se
retiran de la cadena sintética del grupo hemo. La única conversión
enzim ática y que form a parte de la vía sintética del
grupo hem o es la del protoporfirinógeno IX a protoporfirina
IX . Debido a la unión posterior del Fe^"" a esta porfirina, ésta
pierde su fluorescencia característica. Las porfirinas sin el Fe^""
quelado no son funcionales.
El grado de polaridad de las porfirinas y, por tanto, su solubilidad
en agua está determinado por el núm ero de carboxilos
que poseen en el anillo pirrólico ya que a pH plasmático de 7,4
se com portan com o ácidos débiles (fig. 11-3):
1. La uroporfirina es la más soluble en agua ya que tiene ocho
grupos carboxílicos y, por tanto, puede ser eliminada por
orina.
2. La.protoporfirina es la menos soluble en agua, pero es muy
soluble en lípidos ya que sólo tiene 2 grupos carboxílicos; se
acumula en los hematíes y se elimina por la bilis a las heces.
3. La coproporfirina posee solubilidad intermedia al tener cuatro
grupos carboxílicos. Se elim ina p o r heces y orina,
dependiendo del pH de ésta.
U na orina que contenga abundantes porfirinas iluminada
a la luz de W ood (320-400 nm ) produce una fluorescencia de
color entre naranja y rosa. Precisam ente, las porflrias deben
su nombre a esta coloración ya que porfiria viene del térm ino
griego porphyria, que significa púrpura.
P o rfiria s
Las alteraciones en el metabolismo de las porfirinas se deben
bien a condiciones externas (toxicidad y otras), bien a defectos
genéticos que conllevan una dism inución de la actividad de
las enzimas implicadas en la síntesis del grupo hem o, lo que
tiene com o resultado una acum ulación de precursores del
grupo hemo. Las porfirias afectan, sobre todo, a los tejidos en
los que se produce la m ayor síntesis, la médula ósea (porfirias
eritropoyéticas) y el hígado (porfirias hepáticas).
Existe gran variedad de mutaciones asociadas con una deficiencia
enzimática que producen porfirias hereditarias. En los
individuos heterocigóticos, el alelo norm al continúa codificando
la enzima, por lo que se puede continuar sintetizando
el grupo hem o aunque la actividad enzim ática se reduzca al
50% . En estas situaciones suele haber una sobreexpresión de
5-am inolevulinato-sintasa, com o m ecanism o de com pensa­

130 Parte II—Analitos y metabolismo
Tabla 11-1. Clasificación de las porfirias hereditarias
Defecto enzimático
(Nombre)
Alteraciones bioquímicas
Orina Heces Eritrocitos
Porfirias con episodios agudos neuroviscerales
Porfobilinógeno-sintasa 5-ALA Zinc-PROTO
Hidroximetilbilano-sintasa
(porfiria aguda interm itente)
5-ALA
PBG
Porfirias con manifestaciones cutáneas
Uroporfirinógeno lll-sintasa
(porfiria eritropoyética congénita)
Uroporfirinógeno-descarboxilasa
(porfiria cutánea tarda)
U R O I
COPRO 1
URO
COPRO 1 URO 1
COPRO 1
Zinc-PROTO
IsoCOPRO
Ferroquelatasa
(protoporfiria eritropoyética)
PROTO
PROTO
Porfirias con manifestaciones cutáneas y neuroviscerales
Coproporfirinógeno-oxidasa
(coproporfiria hereditaria)
5-ALA
PBG
COPRO III
COPRO III
Protoporfirinógeno-oxidasa
(porfiria variegata)
5-ALA
PBG
COPRO III
COPRO III
PROTO IX
5-ALA: 5-aminolevulinato; COPRO: coproporfirina; PBG: porfobilinógeno; FROTO: protoporfirina; URO: uroporfirina
ción, con lo que aum enta la concentración del sustrato de la
enzima deficiente.
No todos los pacientes que tienen el defecto enzimático presentan
síntom as, lo que indica que otros factores, com o la
demanda para la síntesis del grupo hemo, son también im portantes
en la expresión de la enfermedad. Según la enzima deficiente,
los síntom as pueden ser cutáneos, neuroviscerales o
ambos (tabla 1 1 - 1 ).
Porfirias primarias neuroviscerales
Los pacientes con m anifestaciones neuroviscerales tienen
en com ún la sobreproducción de porfobilinógeno y 5-am inolevulinato.
Estos síntomas pueden deberse al hecho de que el
5-aminoIevulinato es estructuralm ente similar al neurotransm
isor Y-aminobutirato (GABA o ácido 7 -am inobutírico). Se
caracterizan p o r ataques neurológicos agudos que afectan
al sistema nervioso central (agitación y confusión), sistema
nervioso autónomo (hipertensión, dolor abdominal espasmódico,
vóm itos y estreñim iento) y sistema nervioso periférico
(debilidad y alteraciones sensoriales). Muchas veces, los ataques
agudos están asociados con agentes precipitantes, com o
estrés, restricción calórica, alcohol o medicamentos, com o barbitúricos
o sulfonamidas.
Porfiría aguda intermitente
La deficiencia de hidroxim etilbilano-sintasa es la porfiría
aguda m ás frecuente, con u na incidencia ap roxim ada de
1/50.000 nacim ientos y siempre con una actividad residual de
la enzima del 50%. La enfermedad se manifiesta normalmente
después de la tercera década de la vida. Sin embargo, sólo el
1 0 % de los pacientes que heredan el déficit sufren ataques de
la enfermedad, por lo que deben estar implicados otros factores
etiológicos. De hecho, afecta a tres mujeres por cada dos
hombres. Las crisis suelen estar relacionadas con factores horm
onales, em barazo, consum o de alcohol o m edicam entos,
com o anticonceptivos, barbitúricos o benzodiazepinas. Las
crisis tienen una frecuencia e intensidad variable y suelen
caracterizarse por un intenso dolor abdominal, vómitos, alteraciones
neurológicas y psiquiátricas.
Se produce una acumulación de porfobilinógeno y, en menor
medida, de 5-am inolevulinato, que se excretan de form a elevada
en orina durante los ataques neurológicos agudos. Así, la
orina expuesta a la luz se puede volver roja o negra por degradación
del porfobilinógeno a porfirinas. N o obstante, la concentración
urinaria de estos dos precursores incluso puede ser
indetectable si se determ inan sin síntomas clínicos.
Porfirias primarias cutáneas
En los pacientes con manifestaciones cutáneas, las porfirinas
se depositan en la piel y cuando se exponen a las radiaciones
ultravioleta causan lesiones en la piel. La luz solar excita
los electrones de las porfirinas hacia un estado de energía elevado
y forma un estado triplete que reacciona con el oxígeno
m olecular form ando especies reactivas de oxígeno que lesionan
los tejidos. Se producen enrojecimientos, lesiones o am pollas
en las zonas de la piel tras una exposición al sol. Con el
tiempo, se pueden producir importantes cicatrices, sobre todo
en los dedos y las orejas. Es frecuente un crecim iento anorm al
del pelo (hipertricosis) en las áreas expuestas.

Capítu lo 11— Síntesis y degradación del hemo. Porfiria. Hiperbilirrubinemia 131
Porfiria eritropoyética congénita
La deficiencia de uroporfirinógeno Ill-sintasa es una enfermedad
con herencia autosóm ica recesiva, con una actividad
residual de la enzim a inferior al 5%. Es una de las porfirias
más raras, con menos de 100 casos descritos. Los síntomas ya
aparecen en el período neonatal con una fotosensibilidad que
p rovoca im p ortantes lesiones. Los pacientes suelen sufrir
hemolisis, lo que estimula la eritropoyesis en la médula ósea
y, por tanto, la producción de porfirinas. Las porfirinas tiñen
los huesos y los dientes con una coloración m arrón bajo luz
n orm al y p rovoca que tengan flu orescen cia roja bajo la
luz ultravioleta.
La orina es usualmente roja debido a la elevada concentración
de uroporfirina I y de coproporfirina I, que también aparecen
en heces y hematíes, y les confieren fluorescencia. En las
heces predomina la coproporfirina de tipo I.
Porfiria cutánea tarda
La deficiencia de uroporfirinógeno-descarboxilasa es la
form a m ás com ún de las porfirias, de las cuales existen dos
formas:
Tipo I, esporádica o adquirida y sin antecedentes familiares.
Corresponde al 80-90% de los casos y no existen mutaciones
en el gen que codifica la enzima. La deficiencia está restringida
al hígado, con una reducción del 50% de la actividad enzimática.
H ay factores desencadenantes, com o los estrógenos, el
consum o de alcohol, m edicam entos, hepatitis víricas, tóxicos
(hexaclorobenceno) o una sobrecarga de hierro.
Tipo II, fam iliar con herencia de tipo autosómico dominante,
pero m enos del 1 0 % de los portadores presentan síntom as.
Existen mutaciones en el gen que causan una deficiencia del
50% de la actividad de esta enzim a en el hígado y, a diferencia
de la anterior, también de la enzima eritrocitaria.
La deficiencia enzimática causa una acum ulación de porfirinas
de 8 y 7 carboxilos, y mucho menos, de 6 a 4 carboxilos,
que se eliminan en gran cantidad por la orina. Com o consecuencia,
la relación uroporfirinas:coproporfirinas ( 8 carboxilos
y 4 carboxilos, respectivamente) es superior a 3. La orina a
la luz de W ood emite una fluorescencia rojiza. Sin embargo,
no están incrementados los precursores 5-am inolevulinato o
porfobilinógeno.
Existe una forma hom ocigótica de la deficiencia de uroporfirinógeno-descarboxilasa
llamada porfiria hepatoeritropoyética,
en la cual la actividad residual de la enzim a es sólo del
5-10% . Es una porfiria extrem adam ente rara ya que está descrita
en menos de 30 pacientes. Los signos clínicos se parecen
a la p orfiria eritropoyética congénita. La fotosensibilidad
com ienza en la infencia y con el tiempo aparece una enfermedad
hepática.
Protoporfiria eritropoyética
Se produce por una baja actividad de ferroquelatasa, sobre
todo en las células eritroides, lo que produce una acumulación
de protoporfirina IX. Su incidencia es de 1/130.000 nacim ientos.
Aparece fotosensibilidad desde la infancia, que ocurre, a
veces, tras sólo 5 m in de exposición al sol. Los pacientes tienen
sensación de quemadura y dolor en la piel de las zonas expuestas.
El eritema permanece más de 48 h tras la exposición. Algunos
pacientes tam bién presentan una enferm edad hepática
grave debido a la acum ulación de p rotoporfirina IX en el
hígado ya que la principal vía de eliminación de la protoporfirina
IX es la biliar. Produce tam bién una acum ulación de
protoporfirina en eritrocitos y heces. Dado que este compuesto
es muy poco soluble, no aparece en orina.
Porfirias primarias
neuroviscerales y cutáneas
Porfiria variegata
La porfiria variegata tiene com o causa una baja actividad
protoporfirinógeno-oxidasa, que produce alteraciones neurológicas
y fotoderm atitis. Tiene una incidencia m uy baja, de
1/500.000. La enzima es un hom odím ero que contiene flavina
adenina dinucleótido (EAD), y una de las mutaciones produce
una m odificación en el domino de unión al EAD.
Se encuentran elevados los niveles de coproporfirina III y,
sobre todo, de protoporfirina III. Durante el ataque agudo pueden
elevarse tam bién los niveles de 5-am inolevulinato y de
porfobilinógeno.
Coproporfiria hereditaria
Es debida a la deficiencia de coproporfirinógeno-oxidasa.
Tiene una herencia autosómica dominante, con una actividad
residual del 50% respecto a la de los individuos norm ales. Es
una condición suave y los ataques pueden desencadenarse por
ciertas drogas. Los portadores pueden tener una excreción norm
al de porfirinas, com o en la porfiria aguda intermitente. Las
manifestaciones clínicas pueden ser neurológicas y cutáneas.
El cop rop orfirin ógen o III, que se form a sobre tod o en
hígado, se elimina por vía biliar. Se caracteriza por un incremento
de coproporfirina III en heces y orina. También durante
el ataque agudo puede haber una elevación del 5-am inolevulinato
y el porfobilinógeno.
Porfirias secundarias
Hay una serie de alteraciones que también pueden m odificar
la síntesis del hemo y producir un aumento de porfirinas.
Estas alteraciones secundarias son m ucho más frecuentes que
las deficiencias genéticas.
Existen alteraciones que afectan a la síntesis de porfirinas y
provocan síntomas neurológicos sin fotosensibilidad, asociados
con un aumento en orina solamente del 5-aminolevulinato,
y no del porfobilinógeno. Un caso es la tirosinem ia de tipo I
(déficit de fumarilacetoacetasa) que produce una acumulación
de succinüacetona, que es un inhibidor potente de la porfobilinógeno-sintasa
por su similitud con el 5-aminolevulinato:
5-Aminolevulinato:’ 02C-CH2-CH2-CO-CH2-NH3‘"
Succinilacetona: ■O2 C -C H 2 -C H 2 -C O -C H 2 -C O -C H 3
O tro caso es la intoxicación por plomo, que es un inhibidor
de la porfobilinógeno-sintasa y de la ferroquelatasa. La exposición
a otros tóxicos, com o alcohol, arsénico o algunas drogas,
también provoca una alteración de la síntesis de porfirinas,
que produce una coproporfirinuria secundaria.

132 Parte II—Analitos y metabolismo
Las alteraciones del m etabolism o del hierro también pueden
provocan increm entos secundarios de las porfirinas. El
exceso de hierro en el hígado puede ser el causante de una
alteración de la síntesis de porñrinas ya que este m etal inhibe
la uroporfirinógeno-descarboxilasa. Esto puede ocurrir, por
ejemplo, en pacientes que reciben transfusiones. La biopsia
hepática de estos pacientes m uestra fluorescencia, siderosis,
infiltración grasa, necrosis y fibrosis. Se caracteriza por un
increm ento notable de uroporfirinas I y III en orina. En estos
casos, la enferm edad rem ite si se disminuye la sobrecarga de
hierro.
U na alteración en la elim inación de las porfirinas puede
producir un increm ento de su concentración aunque en general
las concentraciones que se alcanzan suelen ser m ucho
menores que en las porflrias hereditarias. En las enfermedades
hepáticas, com o hepatitis, ictericia o cirrosis, puede haber una
m enor elim inación de coproporfirinas por vía biliar, que se
derivan a la excreción renal y producen una elevada excreción
de coproporfirina I en orina. En cambio, en la insuficiencia
renal, la m enor eliminación de porfirinas por la orina produce
un increm ento de su concentración plasm ática. Adem ás, en
los pacientes sometidos a diálisis estos compuestos se eliminan
muy difícilmente, por lo que alcanzan concentraciones muy
elevadas aunque no alcanzan los valores de las deficiencias
congénitas.
Estudio de laboratorio de las porflrias
Generalmente, el diagnóstico de las porñrias se basa en el
estudio de los com puestos acum ulados: 5-am inolevulinato,
porfobilinógeno y las distintas porfirinas (tabla 1 1 - 1 ).
En caso de que el paciente presente síntomas neuroviscerales,
se debe realizar un análisis de 5-am inolevulinato y porfobilinógeno
en orina. Un resultado norm al de ambas determinaciones
descarta el hecho de que el paciente sufra un ataque
agudo de porfiria en ese momento. Sin embargo, no descarta
la posibilidad de que el paciente sufra porfiria ya que un elevado
porcentaje de pacientes con porfiria variegata y coproporfínuria
hereditaria presentan niveles normales en el período
entre ataques agudos.
La determinación cuantitativa de estos compuestos requiere
la recogida de la orina durante 24 h. D urante la recolección de
los especímenes de orina es muy im portante protegerlos de la
luz, pues las porfirinas sufren una im portante degradación
ante ésta (su concentración puede disminuir a más de la mitad
en sólo 24 h). Para la determ inación de porfobilinógeno o de
porfirinas basta con m antener la orina a 4 ®C hasta su análisis
si es durante las 48 h siguientes, o congelar el espécim en a
- 2 0 ®C. En caso de que se vaya a determ inar 5-am inolevulinato,
es necesario recoger la orina a un pH de 3 -4, para lo que
se debe añadir previamente HCl concentrado al bote de recogida.
Los especímenes de sangre se han de recoger con EDTA
y las porfirinas son estables a tem peratura ambiente varios
días. En el caso de heces, se recogen unos 5 g, que se pueden
alm acenar a tem peratura ambiente hasta 48 h, o congeladas a
- 2 0 ®C durante más tiempo.
El diagnóstico definitivo de las distintas porfirias se realiza
cuantificando la actividad de la enzima de la vía de síntesis del
grupo hemo que se sospecha que es deficitaria. Las cuatro reacciones
extram itocondriales se mantienen en los eritrocitos,
incluso tras haber perdido las m itocondrias durante la maduración.
Por ello, la actividad de las enzimas citosólicas se puede
determ inar en un lisado de hematíes.
Determinación de S-aminolevulInato
y de porfobilinógeno
La mayoría de los métodos de determ inación de 5-am inolevulinato
y de porfobilinógeno en orina se basan en su reacción
con el reactivo de Ehrlich (4-dimetilaminobenzaldehído
en medio ácido), que produce compuestos coloreados. Inicialmente,
estos com puestos se purifican empleando resinas de
intercam bio iónico, lo que elimina posibles sustancias interferentes.
El 5-aminolevulinato requiere una condensación previa
con acetilacetona antes de hacerle reaccionar con el reactivo
de Ehrlich m ientras que, en el caso del porfobilinógeno,
la reacción es directa y produce un color rojo cereza.
Para una detección rápida de porfobilinógeno en orina se
puede realizar un análisis cualitativo en una m icción aislada
m ediante el uso del reactivo de Ehrlich en las reacciones de
W atson-Schwartz o de Hoesch aunque estos dos métodos tienen
baja sensibilidad y especiñcidad. La tira reactiva de orina
que se emplea en el urianálisis para detectar el urobilinógeno
contiene el reactivo de Ehrlich, pero no detecta el porfobilinógeno.
Determinación de porfirinas
Longitud de onda (nm)
(Abs.380 + Abs.430)
Absorbancia (A) = Abs.405 -
Figura 11-4. Determinación de la absorbancia de las porfirinas (A)
mediante la corrección de la línea base (corrección de Alien).
U na aproxim ación se puede realizar determ inando la existencia
de porfirinas totales en orina mediante purificación con
una resina de intercam bio aniónico. Una vez que se han eliminado
las interferencias por lavado, las porfirinas se eluyen
y se cuantiñcan por fluorim etría, o si la concentración es elevada,
por espectrofotom etría, basándose en la absorbancia en
la banda de Soret a 405 nm , y la corrección del fondo a 380 y
4 30 nm (fig. 11-4).
Para un diagnóstico rápido se puede recoger la orina de prim
era hora de la m añana y referir los resultados a la concentración
de creatinina. Dadas las abundantes condiciones que pueden
increm entar la concentración de coproporfirina urinaria,
un incremento de sólo dos veces su límite de referencia no tiene
significación clínica.

Capítu lo 11— Síntesis y degradación del hemo. Porfiria. Hiperbilirrubinemia 133
Hemo
Biliverdina IXa
Figura 11-5. Síntesis de la bilirrubina. NADPH: nicotinamida adenina dinucleótido fosfato reducido.
Bilirrubina IXa
Si la concentración de p orñ rin as es elevada, entonces es
necesario una determinación fraccionada de las distintas porfírinas
mediante métodos de crom atografía líquida de alta eficacia
(H PLC, del inglés, high perform ance liquiá chromatography)
de fase reversa con detector de fluorescencia. Esta técnica
de separación, que es m ucho más laboriosa, se basa en la diferente
solubilidad de las porñrinas.
D e g ra d a ció n del hem o a b ilirru b in a
La bilirrubina es un producto de degradación del hemo. El
85% de la bilirrubina deriva de la degradación de la hem oglobina
liberada por los eritrocitos fagocitados en los macrófagos
del hígado, del bazo y de la médula ósea; el otro 15% proviene
del hemo de la eritropoyesis ineficaz y de otras hemoproteínas.
D iariam ente se producen en el organism o unos 250-3 0 0 m g y
la concentración habitual de bilirrubina en suero menores de
17 [xmol/L (1 mg/dL).
La bilirrubina se produce a p artir del hem o (la protoporfirina
IX no es sustrato) por la acción de la enzim a hem o-
oxigenasa m icrosóm ica, que emplea nicotinam ida adenina
dinucleótido fosfato reducido (N A D PH ) y Oj p ara abrir el
anillo tetrapirrólico y form ar la biliverdina IX a , liberando
el Fe^"" y m onóxido de carbono. La biliverdina se reduce posteriorm
ente a bilirrubina I X a por la biliverdina-reductasa,
que emplea N A D PH (fig. 11-5).
Tras su síntesis, la bilirrubina, que es muy poco soluble en
agua, se transporta al hígado asociada con la albúmina (a-bilirrubina;
fig. 11-6A). U na fracción de esta bilirrubina se puede
unir irreversiblemente a la albúm ina (6 -bilirrubina). La bilirrubina
puede ser desplazada de su unión con la albúmina por
m uchos com puestos, com o ácidos grasos libres y fárm acos,
com o los salicilatos, fenobarbital, penicilina, etc.
La bilirrubina es captada en el hígado y se une a dos proteínas,
la proteína Z y, sobre todo, la ligandina (proteína Y ). La
ligandina es una proteína citosólica del tipo glutatión-S-transferasa
y representa, aproxim adam ente, el 5% de las proteínas
solubles en elhepatocito. La ligandina también se une a num e­
rosos compuestos, com o esteroides y algunos carcinógenos.
La bilirrubina se hace soluble en agua al conjugarse con el ácido
glucurónico y form ar el m onoglucurónido (p-bilirrubina) y,
sobre todo, el diglucurónido (7 -bilirrubina) de bilirrubina. Esta
reacción está catalizada por la enzim a m icrosóm ica uridina
difosfato-glucuronil-transferasa. Las diferencias entre la bilirrubina
conjugada y no conjugada se pueden observar en la
Macrófagos
Hemo -----
Sangre
Hígado
Bilirrubina
Bilirrubina-albúmina
UTP-glucosa
UDP*
Bilirrubina
UDP-glucuroniltransferasa
Glucurónidos de bilirrubina
MO-ür
fr
Riñón
Urobilinas
í
Urobilinógenos
I
Glucurónidos
de bilirrubina
Orina
Heces
Intestino
Figura 11-6A. Transporte y eliminación de la bilirrubina. MOAT: transportador
canalicular multiespecífico de aniones orgánicos.

134 Parte II—Analitos y metabolismo
V M
H
...Albúmina-,
HN
> ^ ü Y í = r
HOOC-^ \ vCOOH
Í/
HN
, HN HN HN HN ,
VhrihAyrcr
/ /
GlucuronilOOG < COOGlucuronil
Figura 11-6B.
Bilirrubina no conjugada:
liposoluble.
Reacciona lentamente con
el ácido sulfanílico diazotado.
No aparece en orina.
Bilirrubina conjugada:
soluble en agua.
Reacciona rápidamente con
el ácido sulfanílico diazotado.
Puede aparecer en orina.
Diferencia entre la bilirrubina no conjugada (indirecta)
y conjugada con el ácido glucurónico (directa).
figura 11-6B. Los glucurónidos de bilirrubina se excretan posteriormente
a la bilis contra un gradiente de concentración por
un proceso de transporte activo dependiente de adenosina trifosfato
mediante el llam ado transportador canalicular multiespecífico
de aniones orgánicos, M OAT (llamado también
proteína 2 relacionada con resistencias múltiples a drogas,
M RP2).
U na vez en el intestino, el glucurónido de bilirrubina se
hidroliza por el pH alcalino del intestino y la enzima p-glucuronidasa
procedente del hígado, las células epiteliales y bacterias
del intestino. Las bacterias anaerobias del intestino reducen
la bilirrubina a un conjunto de tres compuestos incoloros
que se llaman urubílinógenos (estercobilinógeno, mesobilinógeno
y urobílinógeno), que se diferencian entre ellos en el grado
de hidrogenación de las cadenas vinílicas laterales. A proxim a­
damente, el 2 0 % de éstos se reabsorben en el intestino, se captan
en el hígado y se vuelven a elim inar por la bilis, pero una
pequeña parte escapa a la circulación general y se elimina por
la orina. En el aparato intestinal inferior, los urobilinógenos
se oxidan espontáneamente a los pigmentos de color m arrónnaranja
estercobilína, mesobilina y urobílina, que son los principales
pigmentos de las heces.
Ictericia
U n increm ento de bilirrubina produce ictericia con una
coloración amarillenta en la piel y esclerótica por depósito de
bilirrubina. A concentraciones muy elevadas de bilirrubina
(425 [xmol/L), se produce la toxicidad de la bilirrubina no conjugada
que se tran sfiere a los lípidos de las m em branas y
conduce a un deterioro de las funciones celulares, sobre todo
del sistema nervioso. Según el origen de la hiperbilirrubinemia,
se puede clasificar la ictericia com o prehepática, hepática
o posthepática (tabla 1 1 -2 ).
Ictericia prehepática
La ictericia prehepática está causada, sobre todo, por una
hemólisis que conduce a una elevada producción de bilirrubina.
El increm ento de la ro tu ra de hem atíes produce una
hiperbilirrubinemia no conjugada, pero dado que la función
hepática se mantiene, la bilirrubina, una vez que se ha conjugado,
se puede eliminar por bilis (fig. 11-7A). En estas circunstancias
se produce un aumento de bilirrubina indirecta en sangre
norm alm ente inferior a 100 [xmol/L. No aparece en orina
ya que la bilirrubina no conjugada, al estar fuertemente unida
a la albúm ina, no se filtra por el riñón a la orina. La elevada
elim inación hepática de bilirrubina al intestino produce un
increm ento de la form ación de urobílinógeno, que se absorbe,
pasa a circulación y se elimina en la orina.
Además, se produce una liberación de lactato-deshídrogenasa
por la rotura de los eritrocitos, con el consiguiente increm
ento sérico de la concentración. A parte de ello, en la hemólísis
se produce un descenso de haptoglobina por su consumo
al retirar la hemoglobina circulante.
Ictericia posthepática
La obstrucción del flujo biliar hacía el intestino (colestasis
extrahepática) provoca que la bilirrubina conjugada vuelva a
la sangre, lo que causa hiperbilirrubinemia. Dado que ésta es
fundam entalm ente d irecta, se produce una filtración en el
riñón, con lo que tam bién aparece en orina, que le confiere
una coloración am arillenta (fíg. 11-7B). A l elim inarse poca
bilirrubina hacia el intestino, se form a muy poco urobilínó-
Tabla 11-2. Tipos de ictericia
Prehepática Hepática Posthepática
Principales causas Hemólisis Hepatitis vírica
Drogas
Hiperbilirrubinemia No conjugada No conjugada
Conjugada
Colestasis
Tumor
Coledocolitiasis
Conjugada
Bilirrubina en orina No Sí Sí
Urobilinógeno en orina Sí No No
Otras (-) Haptoglobina (+++) ALT (++) Heces pálidas
(++) LDH (++) AST (+++) Fosfatasa alcalina
ALT: alanina-aminotransferasa; AST: aspartato-aminotransferasa; LDH: lactato-deshidrogenasa.

Capítu lo 11— Síntesis y degradación del hemo. Porfiria. Hiperbilirrubinemia 135
Figura 11-7A. Hiperbilirrubinemia en la ictericia prehepática. UDP:
uridina difosfato; MOAT: transportador canalicular multiespecífico de
aniones orgánicos.
Figura 11-7C. Hiperbilirrubinemia en la ictericia hepática. UDP: uridina
difosfato; MOAT: transportador canalicular multiespecífico de aniones
orgánicos.
Glucurónidos
de bilirrubina
''Colestasis
Urobilinógenos
t
I
I
Glucurónidos
de bilirrubina
Bilirrubina
directa
—► Orina
, Heces
Intestino'
Figura 11-7B. Hiperbilirrubinemia en la ictericia posthepática. UDP:
uridina difosfato; MOAT: transportador canalicular multiespecífico de
aniones orgánicos.
La hiperbilirrubinemia se produce a los 2-3 días en más del
50% de los recién nacidos, se debe a la bilirrubina indirecta y
norm alm ente se resuelve en unas 2 semanas. Puede ser una
situación de riesgo cuando los niveles de bilirrubina sérica
son superiores a 2 20 [xmol/L (12,9 m g/dL). La hiperbilirrubinem
ia en el recién nacido puede p rovocar una im portante
alteración neurológica, llam ada querníctero, debido a la neurotoxicidad
de la bilirrubina que atraviesa la b arrera hem a-
toencefálica. En esta alteración se produce un depósito de bilirrubina
indirecta en los ganglios de la base, el hipocam po, el
núcleo cerebeloso y la sustancia gris, que causa necrosis celular
en estas zonas.
Existen trastornos genéticos, que causan una hiperbilirrubinemia
neonatal, pero lo más frecuente es que sea transitoria.
La incom patibilidad de Rh m aternofetal o la deficiencia de
glucosa-6 -P-deshidrogenasa puede provocar una ictericia neonatal
con increm ento de la bilirrubina indirecta por la hemólisis
de los hem atíes del recién nacido. La atresia biliar, una
enfermedad congénita grave caracterizada por la falta de desarrollo
norm al de los conductos biliares, también origina un
increm ento notable de bilirrubina directa.
Ictericia neonatai transitoria
geno, con lo que las heces serán pálidas. U na vez que se ha retirado
la obstrucción, las heces han de recuperar el color y la
orina ha de ser positiva para urobilinógeno.
Ictericia hepática
Esta ictericia puede deberse a toxinas o infecciones, com o
una hepatitis vírica. Estas alteraciones pueden provocar una
alteración en los hepatocitos y en el árbol biliar, que afecta a la
capacidad de conjugación y la excreción hepática. Por tanto,
en las enfermedades hepáticas se produce un aum ento sérico
tanto de bilirrubina directa com o de indirecta. El incremento
de bilirrubina directa provoca que ésta aparezca en orina y,
además, se producirá poco urobilinógeno (fig. 11-7C).
Ictericia neonatal
La ictericia en el recién nacido es m uy frecuente ya que la
actividad U D P-glucuronil-transferasa es una de las últim as
enzimas que se form an en el período prenatal, con lo que el
sistem a de elim inación de bilirrubina no está totalm ente
m aduro en el nacim iento. La concentración sérica de bilirrubina
norm alm ente es inferior a 170 fim ol/L y m ás del 90% es
indirecta. Tiene que vigilarse cuidadosamente ya que una concentración
superior puede producir querníctero. Esta situación
es muy frecuente en niños prematuros en los cuales la barrera
hematoencefálica no está completamente desarrollada y normalmente
la ictericia desciende durante los primeros 5 días de
vida.
El tratam iento más frecuente es m ediante la fototerapia, en
la cual se expone al niño a una luz de unos 4 50 nm , que rompe
los puentes de hidrógeno intram oleculares y provoca un cam ­
bio conformacional que convierte la bilirrubina en más soluble
y no tóxica (fig. 1 1 - 8 ).
Tam bién es frecuente la hiperbilirrubinem ia del recién
nacido debida a la alimentación con leche materna. Algunos
autores han propuesto que se debe a la existencia de p-glucuronidasa
en la leche que desconjuga la bilirrubina en el intestino,
con lo que ésta se puede absorber. Al interrum pir la lactancia
m aterna, se norm aliza esta hiperbilirrubinemia.

136 Parte II—Analitos y metabolismo
que causa ictericia leve (inferior a 75 fAmol/L), sin riesgo de
querníctero, que no requiere tratam iento. La m ayoría de los
casos se debe a la inserción de una repetición TA en el prom o­
tor del enzima (A[TA]7TAA frente al noima\ A[TA]6TAA) aunque
también se han encontrado pacientes con sólo cinco repeticiones
o, incluso, ocho repeticiones. La transcripción del gen
es inversamente proporcional al núm ero de repeticiones.
Síndrom e de Crigler-Najjar. Producen una grave hiperbilirrubinemia
con lesión cerebral Existen dos tipos:
Tipo I: debido a la mutación no hay transcripción, o no se
sintetiza ninguna enzima activa. La concentración de bilirrubina
indirecta supera con frecuencia los 3 40 [xmol/L. No se
observan glucurónidos de bilirrubina en la bilis. En estos
pacientes, el riesgo de querníctero es im portante, por lo que la
única terapia eñcaz es el trasplante hepático.
Tipo II: la mutación produce una disminución de la urídina
difosfato-glucuronü-transferasa, con concentraciones de bilirrubina
de 75-250 fimol/L y la existencia de glucurónidos de büirrubina
en la biUs. En este caso, el curso de la enfermedad es más
benigno y con pocas probabilidades de desarrollar querníctero.
Deficiencia en el transporte
de bilirrubina a canalículos biliares
Figura 1 1 -8 .
la luz.
(EE)-Bilirrubina
Cambio de estructura de la bilirrubina por la acción de
Alteraciones congénitas
del metabolismo de la bilirrubina
Deficiencia de urídina difosfatoglucuronil-transferasa
El gen UGT lA l codiñca la UDP-glucuronil-transferasa que
se localiza en el retículo endoplásmico. La baja actividad enzim
ática produce un increm ento de la bilirrubina indirecta.
Existen dos tipos de síndromes (fig. 11-9):
Síndrom e de Gilbert, en que hay una m enor transcripción
del gen U GT lA l. Se produce una baja actividad enzim a, lo
Son unas ictericias benignas, en las que se produce un increm
ento sérico de la bilirrubina conjugada y tam bién de la no
conjugada.
El síndrome de Dubin-Johnson es una ictericia hereditaria
de tipo autosómico recesivo causada por un fallo en la excreción
de bilirrubina conjugada en la bilis por un defecto en el
tran sportad or canalicular MOAT. Es característico que los
hepatocitos centrolob u lillares tengan una pigm entación
m arrón aunque se m antiene la funcionalidad hepática. La
hiperbilirrubinemia se debe, sobre todo, a un increm ento de
bilirrubina conjugada (70%). Estos pacientes presentan ictericia
leve que puede agravarse por el consum o de alcohol, por
estrés, por el embarazo, por una infección, etc.
El síndrome de Rotor es una ictericia simüar a la de Dubin-
Johnson, pero con una menor capacidad de captación hepática de
la bilirrubina. Produce una hiperbilirrubinemia por incremento
tanto de la bilirrubina directa como de la indirecta. En este síndrome,
a diferencia del de Dubin-Johnson, no se observa la pigmentación
marrón en el hígado. Además de la hiperbüirrubinemia,
se produce un incremento asociado de las coproporfirinas I y III.
ABilirrubina
indirecta
ABilirrubina
directa
ingre
Determinación de bilirrubina
Hígado
Bilirrubina
UDPglucuroniltransferasa
Glucurónido
de bilirrubina
MOlAT
Glucurónido
de bilirrubina
Figura 11-9 . Ictericias neonatales de origen genético. Alteraciones en
el síndrome de Gilbert y de Crigler-Najjar (A) o en el síndrome de Dubin-
Johnson (B). UDP: uridina difosfato; MOAT: transportador canalicular
multiespecífico de aniones orgánicos.
El m étodo m as empleado se basa en la reacción de la bilirrubina
con el ácido sulfanílico diazotado (reactivo diazo) para
form ar una sal de diazonio de color rojizo a pH neutro y que
se puede detectar mediante espectrofotom etría. Los glucurónidos
de bilirrubina y la ó-bilirrubina reaccionan rápidamente
con el ácido sulfanílico diazotado, por lo que se llam a bilirrubina
directa. Sin embargo, la bilirrubina no conjugada o indirecta
ha de liberarse de la albúm ina y volverse hidrosoluble
para reaccionar. Para ello se añaden diversos aceleradores,
com o m etanol, etc. El m étodo de Jendrassik-G rof es el más
utilizado y emplea cafeína-benzoato sódico com o acelerador.
De esta form a se determ ina la concentración de bilirrubina
to ta l La concentración de bilirrubina indirecta se calcula por

Capítu lo 11— Síntesis y degradación del hemo. Porfiria. Hiperbilirrubinemia 137
la diferencia entre la bilirrubina total y la directa. El método
de Jendrassik-G rof tiene un paso final de alcalinización con
tartrato, por el cual el color desarrollado se desplaza a azulverdoso,
disminuyen las interferencias y mejora su sensibilidad
a cantidades bajas de bilirrubina.
Por este método, el limite de referencia de la bilirrubina total
es de 17 [xmol/L, el de la bilirrubina directa, que casi no existe
en sangre, es de 3 fim ol/L, y el de la indirecta es de 14 [xmol/L.
N orm alm ente, la 6 -bilirrubina es una fracción pequeña de la
bilirrubina directa, por lo que se asocian bilirrubina directa
y bilirrubina conjugada. Así, aunque en determinadas enfermedades
hepáticas la ó-bilirrubina puede ser una fracción significativa,
ésta no se suele diferenciar a efectos prácticos.
Para evitar que la bilirrubina se degrade por la luz, se ha de
realizar la determinación lo antes posible. Las muestras hemolizadas
no sirven, ya que producen resultados anorm almente
bajos. También la lipemia puede causar interferencias, por lo
que es preferible la obtención del espécimen en ayunas.
Aunque existen métodos enzim áticos, se emplean mucho
menos que los métodos diazo. Están basados en la degradación
de la bilirrubina a biliverdina mediante el empleo de oxígenobiUrrubina-oxidasa.
A un pH de 8 reaccionan todas las formas
de bilirrubina y a un pH bajo se detecta la bilirrubina conjugada.
La detección cualitativa de bilirrubina en orina se puede
realizar mediante la tira reactiva de orina que emplea el reactivo
diazo, que puede detectar concentraciones tan bajas como
8,5 m m ol/L. No suele producir falsos positivos, pero la existencia
de grandes cantidades de vitam ina C o de nitritos puede
producir falsos negativos.
Determinación transcutánea de la bilirrubina
La bilirrubina es un pigmento amarillo que posee un pico
de absorbancia a 455 nm . De esta form a puede determinarse
directam ente m ediante fotom etría de reflectancia a través de
la piel del recién nacido y para ello existen equipos com erciales.
La interferencia por la hem oglobina y la pigm entación
de la piel se puede evitar al corregir la absorbancia por la de
575 nm . Este m étodo se correlaciona bien con el m étodo colorim
étrico diazo de determinación en suero aunque subestima
concentraciones de bilirrubina superiores a 2 00 fimol/L. Esta
técnica no invasiva tiene utilidad en los servicios de neonatologia,
en que la hiperbilirrubinemia neonatal es un problema
frecuente.
La bilirrubina también puede determinarse por espectrofotom
etria directa en el suero de los recién nacidos. Este método
puede tener interferencias por la existencia de pigmentos, como
los carotenos, que absorban a 4 55 nm . Por ello, no se puede
emplear en niños o adultos.
R eferencias a d icio n ale s
Bosma JP. Inherited disotders o f bilirubin metabolisra. ] Hepatol 2003;
38; 107-117.
Deacon AC, Eider GH. AGP Best Practice No 165; front line tests for the
investigation of suspected porphyria. ] Clin Pathol 2001; 54; 500-507.
El-Beshbishi SN, Shattuck KE, M otam mad AA, Petersen JR. Hyperbilirubinemia
and transcutaneous bilirubinometry. Clin Ghem 2009; 55; 1280-1287.
Fevery J. Bilirubin in clinical practice; a review. Liver Int 2008; 28; 592-605.
Gross U, Hofimann GP. Doss MO. Erythiopoietic and hepatic porphyrias.
] InheritM etab Dis 2000; 23; 641-661.
Hindmarsh JT. The porphyrias, appropriate test selection. Glin Chira Acta 2003;
333; 203-207.
Kirk JM. Neonatal jaundice; a critica! review o f the role and practice of bilirubin
analysis. Ana Clin Biochem 2008; 45; 452-462.
Maisels Mf, McDonagh AP. Phototherapy for neonatal jaundice. N Engl J Med
2008; 358; 920-928.
Sassa S. Modern diagnosis and manageraent o fth e porphyrias. Br J Haematol
2006; 135; 281-292.

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Capítulo
Elementos traza
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Concepto de elem ento traza 139
Fundones de los elementos traza 140
A n álisis de los elem entos traza
en el laboratorio 140
Tipos de muestras biológicas 140
Técnicas de medida 141
Cobre 141
Metabolismo del cobre 141
Enfermedades relacionadas con el metabolismo
del cobre 142
Selenio 143
Metabolismo del selenio 143
Enfermedades relacionadas con el metabolismo
del selenio 144
Zin c 144
Metabolismo del zinc 144
Enfermedades relacionadas con el metabolismo
del zinc 145
Elem entos traza tó xico s 145
Aluminio 145
Mercurio 145
Plomo 146
Referencias adicionales 146
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Definir el concepto de elemento traza y ultratraza.
• Poner ejemplos de las acciones de los elementos traza.
• Poner ejemplos de los métodos de análisis y las precauciones
preanalíticas.
• Explicar la importancia del cobre, del selenio y del zinc
para el organismo y su metabolismo.
• Describir las alteraciones asociadas con la deficiencia
o el exceso de cobre, selenio y zinc.
• Poner ejemplos del efecto de la intoxicación por aluminio,
mercurio y plomo.
C o n cepto de ele m e n to traza
Los elementos traza son elementos inorgánicos que están
presentes en el organism o en cantidades muy bajas, inferiores
a m g/L o fAg/g de tejido seco. Los que se encuentran en el organism
o en concentraciones muy bajas, en fig/L o ng/g de tejido
seco, se denominan elementos ultratraza. Numerosos elementos
traza son esenciales para el organism o (oligoelementos) y
su carencia causa enfermedades que sólo se pueden curar si se
trata al paciente con una dieta que lo contenga. Así, se ha com ­
probado que las deficiencias de cobalto, cobre, crom o, flúor,
hierro, molibdeno, selenio, yodo y zinc causan enfermedades
en seres hum anos m ientras que las enfermedades por déficit
de manganeso, silicio y níquel sólo se han puesto de manifiesto
en modelos animales. Algunas funciones esenciales de los elementos
traza están indicadas en la tabla 12-L Algunos elementos
traza poseen efectos farm acológicos, com o el litio, que se
emplea en el tratam iento de depresiones m aníacas. O tros,
com o el plomo, el m ercurio o el aluminio, no tienen ninguna
función conocida y pueden ser im portantes agentes tóxicos.
Ocasionalmente se producen intoxicaciones agudas graves en
individuos, pero son m ucho más frecuentes las intoxicaciones
crónicas producidas por la exposición continuada a estos metales
y que suelen afectar a grupos de individuos o, incluso, a
poblaciones enteras. Esto se relaciona con el entorno, los hábitos
de vida o el tipo de trabajo.
Además, cada vez hay más personas con implantes o prótesis
form adas por aleaciones de metales poco frecuentes cuyo
efecto a largo plazo es desconocido. Sin embargo, es interesante
señalar que el deterioro de dichas prótesis a lo largo de los años
causa una liberación de esos metales a la circulación. Su determ
inación en sangre u orina ayuda a detectar estas anomalías
antes de que puedan ser observadas mediante técnicas de diagnóstico
por imagen.

140 Parte II—Analitos y metabolismo
Tabla 12-1. Principales funciones de los elementos traza
Elemento Concentración Función
Deficiencia en seres
humanos
Zinc srm: 12-18 nmol/L Más de 300 metaloenzimas con diferentes funciones Alteraciones inmunológicas,
hormonales, lesiones
en la piel y alopecia
Cobalto srm: 1-8 nmol/L Forma parte de la cobalam ina (vitam ina 8 ,2)
Cobre
srm: 11-24 jimol/L
uri: 47-550 nmol/24 h
Fosforilación oxidativa
Metabolism o del hierro
Metabolism o de catecolaminas
Antioxidante
Síntesis de melanina
Anem ia y neutropenia
Fragilidad ósea
Cromo
srm: 2-3 nmol/L
uri:

Capítu lo 12— Elementos traza 141
libres de contam inantes, que puedan falsear los resultados.
M ás im p ortante, si cabe, es evitar la con tam in ación en la
m edida de elementos ultratraza, com o el níquel o el m anganeso.
Los especímenes empleados para m edir los elementos traza
suelen ser suero, plasm a u orina. En el caso de la m uestra de
sangre, existen tubos comerciales que están libres de contam i­
nantes. También hay que tener en cuenta que algunos elementos,
como el hierro, el zinc o el manganeso, están en mayor concentración
en los hematíes que en el plasma, por lo que deben
evitarse las muestras hemolizadas. La orina se suele emplear,
sobre todo, para el estudio de intoxicaciones o el desplazamiento
de los depósitos orgánicos. Del mismo m odo que ocurre con las
muestras de sangre, la orina se debe recoger en condiciones adecuadas
para evitar contaminaciones externas.
En los pacientes a los cuales se desea evaluar la acumulación
de algún elemento traza se puede recu rrir a la biopsia hística.
Norm alm ente se recurre a una m uestra hepática para el análisis
de hierro en el diagnóstico de hemocromatosis o de cobre
para el diagnóstico de la enferm edad de W ilson. La biopsia
obtenida se seca a unos 90 ®C y se pesa para referir los resultados
al peso de tejido seco. Posteriorm ente, el m etal se libera
mediante una digestión de la biopsia, que suele ser una hidrólisis
ácida mediante el empleo de ácido nítrico.
Técnicas de medida
El análisis de elementos traza en especímenes biológicos es
analíticamente exigente porque a los riesgos de contaminación
de las m uestras, se le sum a la complejidad de éstas, con gran
cantidad de componentes orgánicos e inorgánicos, en las cuales
el elemento traza está a una concentración relativa muy
baja. Por ello, las técnicas de análisis suelen ser complejas y
emplean equipos costosos sólo al alcance de laboratorios especializados
y con personal cualificado.
La técnica m ás habitual para su cuantificación es la espectrom
etría de absorción atóm ica. Muy pocos elementos traza,
com o el hierro o el cobre, tienen una concentración suficiente
para que se puedan cuantificar m ediante métodos basados en
técnicas colorimétricas.
Cobre
El cobre es un oligoelemento esencial del grupo Ib de los
metales de transición, con dos estados de oxidación: Cu"" y Cu^*.
Debido a sus electrones desapareados, este elemento puede
producir radicales libres. El cobre se encuentra en el centro
activo de diversas enzimas con función oxidasa:
L
3.
I 4.
5.
Citocromo C-oxidasa, que interviene en la producción de
energía.
Lisil-oxiáasa, que participa en la formación de tejido conectivo
ya que form a entrecruzam ientos entre las fibras de
colágeno y elastina.
Ferroxidasa (ceruloplasmina), que participa en el m etabolismo
del hierro.
Dopamina ^-monooxigenasay monoamino-oxidasa (MAO),
que participan en la síntesis y en el metabolismo de las catecolaminas.
Peptidilglicina a-amidante-monooxigenasa, que activa prohorm
onas peptidicas, com o la vasopresina y la oxitocina.
6 . Tirosinasa, que interviene en la síntesis de melanina.
7. Superóxido-dismutasa, con funciones antioxidantes al convertir
el anión superóxido en peróxido de hidrógeno.
El cobre está en todos los tejidos metabólicamente activos,
pero sobre todo en el hígado, los músculos y los huesos.
Metabolismo del cobre
Las necesidades diarias de cobre oscilan entre 12 y 20 ^imol/
día. Los alimentos más ricos en cobre son los m ariscos, las visceras,
los frutos secos, las legumbres y la yema de huevo, y, más
o menos, se ingieren 21 fAmol/día (fig. 12-2A). A proxim adamente,
el 50% del cobre ingerido se absorbe en el intestino delgado
aunque depende del pH. U na vez que se ha absorbido, se
une a la albúmina, que lo transporta por circulación portal al
hígado, donde se regula su homeostasia. En aquél se incorpora
a enzimas, com o la ferroxidasa, y su exceso se elimina por vía
biliar a las heces. Si la ingesta diaria se increm enta, también
aum enta la eliminación biliar de cobre de m odo que se m antiene
el balance neto dentro de unos niveles de concentración
estables. Los pacientes con colestasis, enfermedad del páncreas
exocrino u otras alteraciones de la eliminación biliar pueden
sufrir una acumulación de cobre. También se puede encontrar
una acum ulación hepática de cobre en otras enfermedades,
com o la sarcoidosis o cirrosis biliar prim aria. Una pequeña
fracción de cobre se la elimina por vía urinaria y el sudor.
Existen dos ATP-asas de tipo P transportadoras de cobre
con gran im portancia en su metabolismo. Están situadas en la
zona trans del aparato de Golgi y tienen el 67% de homología
entre ellas:
L La ATP7A, que se encuentra en todos los tejidos, excepto
el hígado. Participa en el transporte del cobre y es im portante
en la exportación de cobre desde los enterocitos hacia
la sangre.
2. La ATP7B, que se expresa sobre todo en el hígado. En el
trans-G olgi interviene en la incorporación del cobre a las
proteínas, especialmente a la ferroxidasa. Cuando la concentración
de este elemento es elevada, m igra a los canalículos
biliares para facilitar su eliminación.
La mayoría de este elemento se encuentra unido a la proteína
ferroxidasa y menos del 1 0 % se une a la albúmina y a la histidina
aunque ésta es la fracción importante para la captación celular.
Intestino
delgado
Cobre de la dieta
2 1 jimol/día
Heces
16 nmol/día
Figura 12-2A.
Metabolismo del cobre.
Tejidos
Orina

142 Parte II—Analitos y metabolismo
Estudio en el labotarorío
del metabolismo del cobre
El estudio del exceso o la deficiencia de cobre se basa en la
determ inación del cobre y de la ferroxidasa. Las situaciones
que incrementen la concentración sérica de ferroxidasa, com o
la gestación, el uso de anticonceptivos orales o las infecciones,
también increm entan la del cobre. La concentración de cobre
en orina puede increm entarse en la proteinuria, hepatitis crónica
activa, cirrosis biliar y artritis reumatoidea.
La determinación de ferroxidasa se realiza mediante m étodos
inmunoquimicos. La concentración de cobre en suero se
sitúa entre 11 y 24 [xmol/L y para su cuantificación se emplean
técnicas colorim étricas. Sin em bargo, su concentración en
orina es mucho más baja, norm alm ente inferior a 0,8 [imol/L,
por lo que es preciso em plear m étodos m ás sensibles, com o
la espectrom etría de absorción atóm ica. También se emplea la
absorción atóm ica para la cuantificación del cobre en una biopsia
hepática.
A partir de la concentración de ferroxidasa y de cobre total
se puede estim ar de form a aproxim ada la de cobre no unido:
[Cobre unido a ferroxidasa] (fim ol/L) = [ferroxidasa] (mg/L)
X 0,052
[Cobre no unido a ferroxidasa] ([xmol/L) = [cobre] ([xmol/L)
- [cobre unido a ferroxidasa]
Enfermedades relacionadas
con el metabolismo del cobre
La deficiencia de cobre es infrecuente aunque puede ocurrir
en pacientes hospitalizados que han sido sometidos a una cirugía
intestinal o están alim entados con nutrición parenteral
y presentan una con cen tración sérica de cobre in ferior a
8 [im ol/L. También pueden tener deficiencia de cobre pacientes
con síndrome de malabsorción, com o enfermedad celíaca,
esprue tropical o fibrosis quistica. La deficiencia produce alteraciones
óseas, cardiovasculares, neurológicas y alteraciones
hematológicas, con anemia m icrocitica e hipocróm ica y neutropenia.
A parte de ello, la toxicidad por una excesiva ingestión
de cobre se produce casi exclusivamente por el consumo
de sales de cobre utilizadas en la agricultura, lo que puede cau­
Intestino
delgado
ATP-asa transportadora
de cobre
Motivos de unión al
ATP7A
Tejidos
ATP{
Hígado
nfermedad
de Wiison
M em brana
Citoplasma
Motivo de unión al ATP
Figura 12-2B . Errores congénitos debido a alteraciones en las ATP-asas
transportadoras de cobre. ATP: adenosina trifosfato.
sar cirrosis hepática y una form ación anorm al de células sanguíneas.
Existen dos enfermedades congénitas relacionadas con el
metabolismo del cobre: la enfermedad de Menkes por alteración
en la ATP7A y la enfermedad de W ilson, por alteración
en la ATP7B (fig. 12-2B). Existe también otro defecto genético
que impide la síntesis hepática de ferroxidasa (aceruloplasminemia),
que provoca una enfermedad neurodegenerativa.
Enfermedad de Menkes
Es una enfermedad poco frecuente, con una prevalencia de
1 / 1 0 0 . 0 0 0 nacim ientos y con una herencia ligada al crom osom
a X . Los individuos con esta enferm edad suelen fallecer a
edad tem prana. Debido a la dism inución del transporte de
cobre desde los enterocitos, se acum ula en éstos a la vez que se
produce una deficiencia en el resto del organismo. Estos pacientes
tienen una concentración sérica de cobre y de ferroxidasa
muy bajas. Esta alteración del transporte de cobre produce una
deficiencia secundaria de la actividad de enzimas dependientes
del cobre que provoca hipotonía, hipopigm entación por
disminución de la actividad tirosinasa necesaria para la síntesis
de melanina, lesiones vasculares y óseas, y convulsiones. El
m enor aporte de cobre al cerebro causa graves alteraciones
neurológicas, sobre todo por descenso de la actividad del citocrom
o C-oxidasa. Es característico un pelo muy duro y ensortijado
(pili torti) en los bebés, por reducción de los enlaces cru ­
zados de la queratina. En estos pacientes, el cobre que es
reabsorbido en las células epiteliales de los túbulos proximales
no puede pasar a la sangre y se acum ula en los riñones.
Enfermedad de Wilson o
degeneración hepatolenticular
Es una enfermedad autosómica recesiva con una prevalencia
de 1/30.000 nacim ientos. En esta alteración del transporte
del cobre, el exceso de cobre no se elimina por bilis y tam poco
se une a la ferroxidasa, por lo que se acum ula en el hígado. La
ferroxidasa que pasa a la sangre es pobre en cobre y tiene una
vida media muy corta. La poca cantidad de cobre que se libera
lo hace en forma libre, con lo que tiende a acum ularse en otros
tejidos, com o los ganglios basales. Esta enfermedad ocasiona
importantes alteraciones hepáticas {hepatitis y cirrosis) y neurológicas
con trastornos del m ovim iento y de conducta. Las
m anifestaciones clínicas pueden com enzar entre los 5 y los
50 años, pero con m ás frecuencia entre los 15 y los 30 años. En
los ojos de estos pacientes se puede observar un depósito de
cobre alrededor del iris llam ado anillo de Kayser-Fleischer,
que es signo patognom ónico de la enfermedad.
El estudio analítico inicial consiste en la determinación de
cobre y fenoxidasa en sangre. La concentración de cobre en
suero es inferior a 10 [im ol/L, pero está notablemente elevada
la fracción libre no unida a fenoxidasa, superior a 3,15 [xmol/L,
lo que facilita los depósitos de cobre en tejidos y ocasiona mayor
excreción de éste en orina, con una concentración superior a
1,55 [xmol/24 h. La concentración de ferroxidasa generalmente
está disminuida y es inferior a 2 0 0 m g/L aunque este dato no
es muy interpretable en esta enfermedad si existe una alteración
hepática. La adm inistración de D-penicilam ina, un quelante
de cobre, elimina el cobre depositado en los tejidos, increm
enta su eliminación urinaria y confirm a así la existencia de
un exceso (fig. 12-3).

Capítu lo 12— Elementos traza 143
SH
D-penicilamina HgC- -CH-CHCOOH
CH, NH,
£ i
Figura 12-3.
Efecto del tratamiento con D-penicilamina en la concentración urinaria y sérica de cobre en un paciente con enfermedad de Wiison.
La acumulación de cobre también se puede observar en biopsia
h epática, donde la con cen tración está p o r encim a de
3,9 fAmol/g de tejido seco, muy superior al límite de referencia,
de 0,55 fimol/g de tejido seco.
La D-penicilamina se puede usar para tratarla acumulación
de cobre, junto a una dieta restrictiva en alim entos ricos en
cobre, com o el chocolate, los frutos secos o las setas. Con un
tratam iento adecuado, las perspectivas de vida son excelentes
aunque quizá sea necesario recu rrir al trasplante hepático.
NH2
Selenometionina
^
I
E
I
0
Selenio
El selenio es un elemento no m etálico, del grupo V I de la
tabla periódica, y con una reactividad química relacionada con
el azufre. Se encuentra en los organismos, fundamentalmente
com o el am inoácido selenocisteina, que es el análogo de la cisteína
(fig. 12-4). La incorporación de selenocisteina en las proteínas
es codificada por el codón UGA del ARNm, que también
puede actuar com o codón de finalización. O tro am inoácido
en el cual se encuentra el selenio es la selenometionina, biológicamente
igual a la m etionina, por lo que puede sustituirla e
incorporarse en su lugar durante la síntesis de proteínas. De
hecho, la albúmina u otras proteínas pueden contener seleniom
etionina, que a su vez puede convertirse en selenocisteina
por la via de transulfuración, que convierte a la m etionina en
cisteína.
Existen aproxim adam ente 25 proteínas que contienen selenocisteina,
algunas de función desconocida y otras con importantes
funciones, com o antioxidantes y para la función tiroidea.
Entre las enzimas destacan:
§ 1. G lutatión-peroxidasa, que tiene una im portante acción
3 antioxidante.
1 2. Yodotironina-áesyodasa, que es la enzima responsable de
g- la conversión de la tiroxina en la horm ona activa T3.
I 3. Tiorredoxina-reductasa, que es im portante en el manteni-
¿ miento del estado redox celular.
^ 4. que es una proteína muy básica con numerosos
residuos de histídína que tran sporta selenio en la
@
sangre y tiene funciones antioxidantes.
Figura 12-4.
Ser-ARNt
Selenofosfato
Selenocisteína-ARNt
Selenocisteina
en proteínas
Incorporación del selenio en las proteínas.
Además, el selenio se encuentra en elevadas concentraciones
en los testículos, donde tiene un im portante papel en la
síntesis de testosterona y en la form ación de espermatozoides.
Respecto al sistema inm unitario, el selenio estimula la proliferación
de células T activadas al estim ular la expresión del
receptor de interleucina 2 (IL-2) en los linfocitos activados y
las células asesinas naturales (NK, del inglés, natural killer).
En diversas investigaciones epidemiológicas se ha observado
una relación inversa entre la dieta rica en selenio y la m ortalidad
por cáncer.
Metabolismo del selenio
El selenio se ingiere com o selenocisteina de las plantas o
selenometionina de los animales. Las necesidades diarias de

144 Parte II—Analitos y metabolismo
selenio oscilan entre 3 y 11 nmol/día. También se puede incorporar
en form a de sales minerales, selenitos y selenatos, presentes
en num erosos suplementos m inerales comerciales. El
selenio se absorbe en el segmento superior del intestino delgado
de forma eficiente y no regulada, de m odo que la concentración
plasm ática depende de la ingesta. Se elim ina, sobre
todo, por la orina y su excreción varía en función de la cantidad
ingerida.
Su concentración plasmática es de 0,53-1,84 [xmol/L y fundamentalmente
se encuentra incorporado a la selenoproteína
P (60%), a la glutatión-peroxidasa (30%) y a la albúmina, como
selenometionina (10%). El selenio es abundante en los hem a­
tíes form ando parte de la enzima glutatión-peroxidasa eritrocitaria,
por lo que la concentración en sangre total es, aproxim
adamente, un 15% superior a la del plasma.
Estudio en el labotarorío
del metabolismo del selenio
La determinación directa del elemento se realiza habitualm
ente m ediante esp ectrom etría de absorción atóm ica con
horno de grañto. La concentración de la enzim a glutatiónperoxidasa
depende de la dieta. Así, cuando la disponibilidad
de selenio es baja, disminuye la síntesis de glutatión-peroxidasa,
quedando de este modo disponible para otras selenoproteínas.
La actividad glutatión-peroxidasa eritrocitaria se relaciona
con la concentración de selenio plasmático. Por ello, la
determinación de la actividad enzimática se emplea com o una
estim ación de la concentración de selenio. La actividad enzimática
en adultos está comprendida entre 13 y 25 U/g de hem o­
globina.
Enfermedades relacionadas
con el metabolismo del selenio
Se ha observado una deficiencia nutricional de selenio en
pacientes con nutrición parenteral, ñbrosis quística, enferm e­
dad de Crohn o enfermedad celíaca. Esta deficiencia de selenio,
con niveles inferiores a 0,5 fimol/L, puede provocar hipotiroidismo,
alteraciones inmunes, reproductoras y del ánimo.
El déficit de selenio puede agravar las infecciones víricas y el
hipotiroidism o por deficiencia de yodo. La deficiencia endém
ica de selenio, observada en algunas regiones de C hina,
puede producir el síndrom e de Keshan, una m iocardiopatía
frecuente en niños y mujeres, y la enfermedad de Kashin-Beck,
un tipo de artritis grave.
Una ingesta excesiva de selenio causa selenosis, con una concentración
de selenio en plasm a superior a 5 [xmol/L. Esta
enfermedad se ha observado únicamente en algunas regiones
de China o de Estados Unidos, donde existen grandes cantidades
de selenio en el suelo. La selenosis puede producir en los
pacientes un olor a ajo en el aliento, caída del pelo y uñas, y
lesiones dermatológicas. La intoxicación es muy infrecuente,
norm alm ente debido al consum o de soluciones concentradas
o suplementos incorrectam ente preparados.
Zin c
El zinc es un m etal de transición del grupo Ilb. Dado que
tiene el orbital d completo, es muy estable y por ello no p articipa
en reacciones de form ación de radicales libres. Posee una
elevada capacidad de coordinación y es un aceptor de electrones
siendo un ácido de Lewis fuerte.
En el organismo existe una cantidad aproximada de 25 mmol,
por lo que es el elemento de transición más abundante tras el
hierro. Más del 80% del zinc corporal se localiza en el músculo
y en el hueso, y la mayor concentración, en la próstata.
El zinc tiene tres funciones importantes en las proteínas: catalíticas,
estructurales y reguladoras. Este elemento es un com ­
ponente esencial de unas 300 metaloenzimas como: adenosinadesam
inasa, alcohol-deshidrogenasa, anhidrasa carbónica,
colagenasa, carboxipeptidasa, fructosa-l,6 -bisfosfatasa, leucotrieno
A4-hidrolasa, proteína-cinasa C, ARN-polimerasa, etc. Así
pues, este elemento interviene en numerosas rutas metabólicas,
com o la glucólisis, gluconeogénesis, síntesis de prostaglandinas
o metabolismo del colesterol. En algunas de eUas proporciona
estabilidad a la proteína, tal y com o es el caso de la enzima Cu,Zn
superóxido-dismutasa, en la que el zinc da estabilidad a la enzima
mientras que el cobre participa en la actividad catalítica. En otras
enzimas forma parte del propio centro activo gracias a su función
como ácido de Lewis, como en la fosfetasa alcalina. Existe, además,
un grupo importante de proteínas con unos dominios llamados
«dedos de zinc», que unen Zn por residuos de histidina y
cisteína. Estas proteínas tienen importantes funciones en la regulación
de la transcripción del ADN.
Metabolismo del zinc
El zinc se ingiere con los alimentos de la dieta ricos en proteínas,
com o carne y pescado, con un promedio de 150 fimol/
día (fig. 12-5), aunque la ingesta diaria recom endada de zinc
se encuentra entre 70 y 2 00 fimol/día. Se absorbe aproxim a­
damente el 30% de la cantidad ingerida en el duodeno y en el
yeyuno proxim al, mediante un transportador específico. El
zinc absorbido se transporta, unido a la transferrina, por circulación
p ortal al hígado, donde se in corp ora a num erosas
m etaloenzim as y a otras proteínas, com o la albúmina.
La m ayor parte del zinc sanguíneo se encuentra en los eritrocitos
y forma parte de la anhidrasa carbónica, en una concentración
10 veces superior al plasma. En el plasm a, sobre
todo circula unido a la albúmina y mucho menos a la o^-macroglobulina
y la transferrina. Adem ás, hay una fracción lábil
unida a los aminoácidos histidina y cisteína. La concentración
de zinc en plasma es de unos 12-18 [imol/L y presenta un ritmo
circad ian o sim ilar al del cortisol, con u na con cen tración
m áxim a por la m añana. Debido a su unión a proteínas, la concentración
plasmática de zinc puede dism inuir en situaciones
de hipoalbuminemia.
La elim inación de zinc se produce, principalm ente, por
heces, sobre todo procedente de la secreción pancreática. Tam ­
bién se elimina una parte por la orina, que se incrementa notablemente
en las situaciones catabólicas.
Estudio en el labotarorío
del metabolismo del zinc
Aunque se han desarrollado métodos colorim étricos para
la determinación del zinc plasmático, el m étodo recomendado
es la espectrom etría de absorción atóm ica. Para la determ inación
de zinc es preferible el plasma al suero ya que se evita la
contam inación por el liberado desde los hematíes, plaquetas y

Capítu lo 12— Elementos traza 145
Zinc de la dieta
150 nmol/día
Tejidos
Plasma _____ ^ Orina
12-18 jimol/L 3-21 jimol/L
Intestino
delgado
Páncreas
Figura 12-5.
Metabolismo del zinc.
Heces
leucocitos durante la coagulación. La m uestra de suero proporciona
una concentración de zinc hasta un 15% superior a
la de plasma. Para la extracción del espécimen se debe de tener
en cuenta la hora del día, el ayuno y la tom a de fármacos, como
los anticonceptivos orales.
También se ha propuesto la m edición de la concentración
de zinc en pelo para determ inar un estado carencial prolongado.
No obstante, la contaminación externa, el uso de cosm é­
ticos y la velocidad de crecim iento del pelo producen resultados
difíciles de interpretar
Enfermedades relacionadas
con el metabolismo del zinc
U na concentración de zinc en plasma inferior a 9,5 [xmol/L
puede considerarse com o deficiencia y puede deberse a diferentes
causas:
1. Genéticas: la acroderm atitis enteropática es una enferm e­
dad autosóm ica recesiva rara debida a una deficiencia del
tran sportad or de zinc Zip4, que impide la absorción de
zinc.
2. Dietética, al consum ir alimentos con poca biodisponibilidad
de zinc, por m alnutrición o por recibir una nutrición
parenteral pobre en zinc.
3. Excesivas pérdidas, com o en quemaduras, alteraciones renales,
pancreáticas e intestinales, o en la diabetes mellitus.
4. Redistribución de las reservas, com o en las infecciones o
traum atism os, y tam bién durante el em barazo, cuando
puede haber m ayor captación hística y un increm ento de
las necesidades.
La deficiencia de zinc ocasiona lesiones en la piel, peor curación
de las heridas, una respuesta inm unitaria de los linfocitos
T deficiente, alopecia, anorexia, retraso en el crecim iento y
alteración del desarrollo y de la función reproductora m asculina.
La dificultad en la cicatrización de las heridas, junto con
una función linfocitaria T menor provoca, a su vez, mayor susceptibilidad
a infecciones.
Ele m en to s tra za tó xico s
Aluminio
El aluminio es un m etal muy ligero del grupo III de la tabla
periódica con estado de oxidación +'i e índice de coordinación
6 . Es uno de los m ás abundantes de la corteza terrestre
y se utiliza de form a abundante en la industria alim enticia
(p. ej., en los envases), farm acéutica (p. ej., en los antiácidos),
etc. Por ello, las personas continuam ente están expuestas al
aluminio aunque éste no cumple ninguna función en el organism
o. A pesar de su im p ortante entrada, es un elem ento
p oco tóxico ya que se elim ina fácilm ente por el riñón y su
con cen tración en el organism o es m uy baja, del orden de
1 [xg/L.
N o obstante, en las personas con una grave insuficiencia
renal sometidas a diálisis puede alcanzar concentraciones tóxicas.
También puede alcanzar concentraciones tóxicas en las
personas con nutrición parenteral al tratarse de un posible
contaminante de estos preparados. El Al""^ interfiere con el Fe""^
y el Mg^"". Así, sustituye a éste en la unión al ATP y produce un
compuesto inactivo. La toxicidad del aluminio se manifiesta
por alteraciones neurológicas (demencia), musculares y óseas,
y produce dolor.
El interés clínico de la determ inación de alum inio se produce
en situaciones especiales de personas expuestas en su trabajo
y en los pacientes con insuficiencia renal cuando tom an
preparados con aluminio (p. ej., antiácidos con hidróxido de
alum inio), en diálisis o con alim entación parenteral. Es frecuente
el análisis de la concentración de aluminio en el agua
de diálisis y en los preparados nutricionales. U na con cen ­
tración sérica superior a 60 ng/L indica acum ulación, aunque
2 00 |Ag/L constituyen el límite que no se debe superar. Hay que
tener en cuenta que, dada la abundancia del elemento, es necesario
tener especial cuidado en evitar la contam inación en el
proceso de medida.
Mercurio
El m ercurio es un elemento de transición del grupo VI de
la tabla periódica con un estado de oxidación +2. Este metal
se emplea de forma abundante en la industria, com o en la fabricación
de baterías, bombillas, etc., lo que genera una contam i­
nación ambiental cada vez m ayor que puede provocar que los
trabajadores expuestos acumulen cantidades excesivas.
El m ercurio m etal se absorbe poco, con lo que no es especialm
ente peligroso, aunque los vapores pueden ser inhalados
y son tóxicos. El m ercurio es un im portante contam inante de
las aguas en donde los m icroorganism os lo trasform an en
alquilderivados, especialmente m etilm ercurio. Estos derivados
entran en la cadena trófica al ir acumulándose en los peces
y m ariscos. Con su consumo se produce la absorción del metilm
ercurio, la cual es m uy eficaz, pues alcanza m ás del 90%

146 Parte II—Analitos y metabolismo
ingerido. Los derivados mercuriales se acumulan en los tejidos
y se eliminan lentamente por la bilis y la orina.
El m ercurio se puede unir a los grupos sulfidrilo de las proteínas
e inactivarlas. Afecta especialmente al sistema nervioso,
pues produce alteraciones neurológicas y otros síntomas, como
fatiga, vómitos, dolor de cabeza, etc. Dado que atraviesa la placenta,
puede producir alteraciones congénitas, retraso mental
0. incluso, muerte del feto.
El m ercurio se determ ina en sangre y en orina. Diversos
institutos oficiales han establecido límites admisibles:
5-Aminolevulinato
Porfobilinógeno
-sintasa
--------Porfobilinógeno
1. Para personas no expuestas es de 10 fig/L en sangre y en
orina de 25 [ig/g de creatinina.
2. P ara los trabajadores expuestos, los lím ites se sitúan en
15 fi.g/L en sangre y en orina, 35 fAg/g de creatinina.
Plomo
El plom o es un m etal pesado gris, blando, situado en el
grupo V I de la tabla periódica con un estado de oxidación +2
y +4. Es un im portante contam inante industrial. Se encuentra
en num erosas regiones industriales, com o con tam in ante
ambiental en el aire, suelo y agua. También era un componente
de muchos objetos cotidianos, com o tuberías, soldaduras, pinturas,
perdigones y la gasolina. Aunque en muchos países ya
está disminuyendo su uso, en otros se continúa utilizando de
modo habitual. Las intoxicaciones por plomo son muy frecuentes
y suelen ser por una exposición continuada a este elemento,
que se va acum ulando lentamente. La entrada de plomo en el
organism o es por inhalación o por el aparato gastrointestinal.
Se elimina sobre todo por la orina y, en m enor medida, por las
heces.
El plomo sustituye al calcio y al zinc en las proteínas, sobre
todo las que tienen grupos sulfidrilos, y las inhibe. Por ejemplo,
inhibe las enzimas de la síntesis del hemo porfobilinógenosintasa
y ferroquelatasa {fig. 12-6). Com o consecuencia se produce
un aumento de la eliminación de 5-am inolevulinato en
la orina y se acum ula la protoporfirina eritrocitaria. El zinc
puede sustituir al hierro en la unión a la protoporfirina IX,
con lo que incrementa la concentración de zinc-protoporñrina
eritrocitaria. Estas magnitudes bioquím icas son indicadores
de la intoxicación por plomo.
Figura 12-6.
Efecto del plomo sobre la biosíntesis del hemo. Se produce
una acumulación de 5-aminolevulinato y de zinc-protoporfirina.
La intoxicación por plomo causa alteraciones gastrointestinales,
neurológicas y anemia. Es especialmente grave en niños
pequeños ya que puede atravesar la barrera hematoencefálica
y lesionar al cerebro en desarrollo, así com o causar deterioros
cognitivos y de sociabilidad. Los adultos son menos susceptibles
a las alteraciones neurológicas. Se considera una situación
de riesgo en niños cuan do la con cen tración plasm ática de
plomo es superior a 10 fig/L m ientras que en adultos el límite
es superior, 30 [xg/L.
El tratam iento consiste en evitar la exposición al contam i­
nante y la adm inistración de quelantes, com o penicilamina o
ácido dietilam inotetraacético-Ca.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Comisión de Elementos Traza. Comité Científico. Sociedad Española
de Bioquímica Clínica y Patología Molecular. Disponible en;
littp;//www.seqc.es/es/Publicaciones/
Instituto de Medicina de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.
Disponible en; http://www.iom.edu.
La Fontaine S. Mercer JE Trafficking o í the copper-ATPases, ATP7A and ATP7B;
rolein copper homeostasis. A rctBioch em Biophys 2007; 463:149-167.
Mercer JE. The molecular basis o f copper-transport diseases.Trends Mol Med
2001; 7:64-69.

Capítulo
Metabolismo de la glucosa.
Diabetes mellitus.
Hipoglucemia
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
M etabolism o de la glucosa 147
Entrada de la glucosa en las células 148
Regulación de la hom eostasia
de la glucosa 148
Insulina 149
Hormonas contrarreguladorasde la Insulina 150
H ipoglucem ia 150
Estudio analítico de la hipoglucemia 151
Diabetes m ellitus 152
Diabetes mellitus de tipo 1 152
Diabetes mellitus de tipo 2 153
Diabetes mellitus gestacional 153
Otros tipos de diabetes mellitus 153
Criterios diagnósticos de la diabetes mellitus 154
Seguimiento de la diabetes mellitus 154
Complicaciones agudas de la diabetes mellitus 156
Complicaciones crónicas de la diabetes mellitus 157
D eterm inaciones analíticas para estudiar
el m etabolism o de la gluco sa 158
Glucosa 158
Cuerpos cetónicos 159
Glicohemoglobina 159
Fructosamina 159
Insulina y péptidoC 159
Microalbuminuria 160
Referencias adicionales 160
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Describir el metabolismo de la glucosa.
Explicar cómo actúan las hormonas en el metabolismo
de la glucosa.
Identificar y explicar las principales magnitudes bioquímicas
que estudian el metabolismo de la glucosa.
Identificar las causas y manifestaciones clínicas
de la hipoglucemia y de la hipergiucemia.
Aplicar las magnitudes bioquímicas al estudio
de la hipoglucemia.
Explicar los distintos tipos de diabetes mellitus.
Identificar las principales complicaciones metabólicas
asociadas con hipergiucemia.
Explicar las causas de la microangiopatía diabética.
Aplicar las magnitudes bioquímicas en el seguimiento
del paciente diabético.
M etab o lism o de la g lu co sa
La glucosa es un constituyente habitual de la dieta y es el
principal sustrato que emplean las células para conseguir energía.
La digestión de los polisacáridos com ienza en la boca por
acción de la amilasa salival, que se inhibe con el pH del ácido
gástrico. El proceso digestivo se retom a en la luz intestinal por
acción de la amilasa pancreática, que produce dextrinas y m altosa.
Las disacaridasas de la m ucosa intestinal hidrolizan los
disacáridos en los monosacáridos que las constituyen, que se
absorben en el intestino delgado por transportadores específicos
y son conducidos hasta el hígado a través de la circulación
portal.
La glucosa también se puede obtener por gluconeogénesis.
El principal precursor es el lactato aunque también lo son algunos
aminoácidos, como la alanina, además del glicerol y el piruvato.
Los tejidos en que puede sintetizarse glucosa disponen de
enzimas de síntesis, sobre todo el hígado y los riñones.
La glucosa puede seguir diversas rutas metabólicas en función
de la situación en que se encuentre el organism o (figura
13-1):
1. Puede ser utilizada para obtener energía. La glucólisis se
produce en el citoplasma, no requiere oxígeno y se forma
adenosina trifosfato (ATP), nicotinam ida adenina dinucleótido
reducido (N A D H ) y piruvato. E n condiciones
aeróbicas, el piruvato penetra en la m itocondria, se descarboxila
y se form a acetil-C oA que participa en el ciclo de

148 Parte II—Analitos y metabolismo
Glucogenólisis
Dieta
, ’ Glüconeoqénesis
Glucosa ‘ ..............
4. Aparte del metabolismo energético, la glucosa puede utilizarse
com o base hidrocarbonada para la síntesis de otros
compuestos, com o los ácidos grasos.
Glucógeno
Glücogénesis
Glucosa-1-P
Glucosa-6 -P
Glucólisis
Piruvato
Vía de las
pentosas fosfato
Lactato'
Entrada de la glucosa en las células
La glucosa es una molécula polar, por lo que su entrada en
las células debe de ser mediada por transportadores, que pueden
ser dependientes de energía (SGLT, sodium-glucose transpoTters)
o realizarse por difusión facilitada (GLUT, glucose
transporters):
Figura 13-1.
adenosina trifosfato.
--^i^-Acetil-CoA
Esquema del metabolismo energético de la glucosa. ATP:
Krebs. La oxidación final se produce en la cadena respiratoria
en que se genera ATP por fosforilación oxidativa. En
condiciones de anaerobiosis, el piruvato citosólico se convierte
en lactato por la acción de la lactato-deshidrogenasa
(LDH), que recupera el NADH citosólico y permite el m antenimiento
de la glucólisis.
2. La glucosa puede entrar en la vía de las pentosas-fosfeto y form
ar ribosa para la síntesis de ácidos nucleicos y poder reductor
citosólico en forma de NADPH. Éste es necesario en la
síntesis de lípidos y esteroides, en reacciones de hidroxilación
y anabólicas. El NADPH también es importante en diversas
reacciones antioxidantes que neutralizan los peróxidos orgánicos
y de hidrógeno que se producen en el metabolismo.
3. Si el organismo no requiere glucosa, la almacena com o glucógeno,
sobre todo en el hígado y en el músculo. Durante
los períodos breves de ayuno se evita el descenso rápido de
glucosa en sangre con su liberación desde los depósitos
de glucógeno hepático y renal. La glucogenólisis en estos
tejidos mantiene la homeostasia de glucosa ya que contiene
la enzima glucosa-6 -fosfatasa, necesaria para la desfosforiliación
de la glucosa y su transporte al exterior celular. El
glucógeno m uscular no contribuye al m antenim iento de
los niveles de glucosa en sangre porque sus células no disponen
de esta enzima. Si el ayuno es m ás prolongado, la
glucemia se mantiene gracias al proceso de gluconeogénesis
y los cuerpos cetónicos procedentes de los ácidos grasos
se convierten en el principal sustrato energético.
1. Los transportadores SGLT-1 y SGLT-2, situados en la m em ­
brana apical de las células del epitelio intestinal y renal,
interiorizan la glucosa frente al gradiente de concentración,
ayudados por el transporte de sodio.
2. E xisten unos 13 tipos diferentes de tran sportad ores de
membrana de glucosa (GLUT) que la interiorizan por difusión
facilitada y que se diferencian por su distribución, sensibilidad
horm onal y afinidad por el azúcar (tabla 13-1).
La entrada de glucosa al interior de las células del músculo y
del tejido adiposo depende del transportador dependiente de
insulina GLUT4. Sin estimulación, los transportadores GLUT4
están alm acenados en vesículas citoplasm áticas (fig. 13-2).
Cuando la insulina se une a sus receptores de membrana, éstos
cambian su conformación y adquieren actividad tirosina-cinasa,
se autofosforilan y fosforilan otras proteínas en una cascada de
señalización. Com o resultado se produce una translocación
de las vesículas hacia la membrana celular, con lo que aumenta
el núm ero de transportadores G LUT4 y, por consiguiente,
aumenta la entrada de glucosa al interior del adipocito o miocito.
Finalizado el estímulo, las vesículas se interiorizan de nuevo
por un mecanism o en que participa la clatrina. El núm ero de
transportadores GLUT4 depende del estado del individuo. Así,
el ejercicio, la dieta, el ayuno o la gestación modifica el número
de receptores y su afinidad por la insulina.
R e gu lació n de la h o m e o stasia
de la g lu co sa
La glucosa plasmática se mantiene en un intervalo bastante
estrecho, de 3,5 a 6 m m ol/L (63-110 mg/dL). El control déla concentración
de glucosa en sangre se lleva a cabo m ediante un
Tabla 13-1. Transportadores de glucosa
Transportador Tejido Características
GLUT1 M uy distribuido Elevada afinidad (Km = 1 m M ) por la glucosa
GLUT2
Riñón, hígado, intestino y células p
del páncreas
Baja afinidad (Km = 17 m M ) por la glucosa. Transporta tam bién
fructosa
GLUT3 Cerebro Elevada afinidad (Km < 1 m M ) por la glucosa
GLUT4
GLUT6
Músculo cardíaco y esquelético y tejido
adiposo
Leucocitos y cerebro
Transportador de glucosa sensible a la insulina. Km = 5 mM, similar
a la concentración plasmática
GLUT7 Hígado Transportador en el retículo endoplásmico

Capítu lo 13— Metabolismo de la glucosa. Diabetes mellitus. Hipoglucemía 149
Glucosa
Glucagón
Adrenalina
Somatotropina
Tiroxina
Cortisol
lucemiante
3,5 mmol/L - 6 mmol/L
Figura 13-3. Regulación hormonal de la homeostasia de la glucosa.
Pre-proinsulina
Figura 13-2. Estimulación del transportador de glucosa GLUT4 por
Id insulina.
complejo sistema endocrino, en el cual únicamente la insulina
tiene por misión disminuir la glucosa tras la ingesta (fíg. 13-3).
Insulina
Síntesis y secreción de la insuiina
La insulina es una horm ona peptidica producida por las células
|Sde los islotes de Langerhans del páncreas. Inicialmente se
sintetiza la pre-proinsulina, una molécula de 11,5 kDa que contiene
una secuencia señal (fig. 13-4A) y que, al escindirse, se convierte
en proinsulina. Posteriormente pasa al aparato de Golgi,
donde se forman dos puentes disulfuro entre cisteinas y se corta
un péptido de conexión, el péptido C , de 35 aminoácidos. La
insulina, de 5,5 kDa, consiste en dos cadenas unidas por dos
puentes disulfuro: una cadena a de 2 1 aminoácidos y otra cadena
p de 30 aminoácidos. La insulina se almacena en gránulos de
secreción, junto con cantidades equimolares de péptido C.
Tras la ingesta de glucosa, ésta aumenta su concentración en
sangre y entra en las células p por m edio del transportador
GLUT2. Dentro de la célula se degrada a piruvato, que continúa
su oxidación en la m itocondria y se sintetiza en ATP. Por tanto,
la entrada de glucosa provoca una elevación de la relación ATP/
ADP, que conduce al cierre en la membrana del canal de potasio
sensible a ATP. El incremento de cargas positivas en el interior
de la célula inicia una despolarización de la membrana que abre
los canales de calcio dependiente del voltaje (fig. 13-4B ). La
entrada de calcio en la célula empuja las vesículas de secreción
hacia la membrana, con la cual se fusionan y liberan la insulina
y el péptido C al exterior. La insulina almacenada se libera rápidamente
y, a continuación, hay una segunda fase de liberación,
más larga, en que se sintetiza y se libera la hormona.
La insulina liberada pasa inicialmente por el hígado, donde
más del 50% se metaboliza en un efecto de prim er paso. El resto
de la insulina ejerce su acción en los tejidos periféricos, con una
vida media de unos 3 min. El péptido C casi no se degrada en el
hígado y tiene una vida media de 30 min. Por ello, aunque la
insulina y el péptido C se secretan en cantidades iguales, la concentración
plasmática de este último es muy superior.
Retículo Aparato Vesícula
endoplásmico de Golgi de secreción
rugoso
Figura 13-4A. Síntesis de insulina en las células p del páncreas.
ATP/ADP
Despolarización
^
Insulina
Péptido C
Ca^*
Figura 13-4B. Estimulación de secreción de insulina por las células p
del páncreas.1. Entrada de la glucosa en la célula. 2. Fosforilación por
la glucocinasa. 3. Degradación e incremento de la adenosina trifosfato
(ATP). 4. Cierre del canal de K"*" sensible al ATP y despolarización de la
membrana. 5. Entrada de Ca^*. 6 . Secreción de insulina.
Acciones metabólicas de la insulina
Ünicamente la insulina ejerce acciones biológicas ya que el
péptido C no tiene efecto alguno y el de la proinsulina es muy
inferior al de la insulina. La insulina favorece las reacciones

150 Parte II—Analitos y metabolismo
anabólicas e inhibe los procesos catabólicos en hígado, músculo
y tejido adiposo:
1. En el hígado estimula la utilización de la glucosa por la glucólisis
y la glucogénesis, e inhibe la gluconeogénesis. Tam ­
bién estimula la síntesis de ácidos grasos, que form an posteriormente
triglicéridos y se incorporan a las lipoproteínas
de muy baja densidad (VLD L, del inglés, very low-áensity
lipoprotein) e inhibe la lipólisis y la form ación de cuerpos
cetónicos. Favorece la captación de am inoácidos para la
síntesis de proteínas.
2. En el músculo estimula la captación de glucosa por el transportador
GLUT4, la síntesis de glucógeno y la captación de
aminoácidos para la síntesis de proteínas e inhibe la proteólisis.
3. En tejido adiposo promueve la captación de glucosa por el
transportador G LUT4 y la síntesis de ácidos grasos y triglicéridos.
También estimula la entrada de potasio en las
células.
Hormonas contrarreguladoras de la insulina
Las horm onas contrarreguladoras de la insulina sobre la
glucemia son el lactógeno placentario, el glucagón, la adrenalina,
la somatotropina, la tiroxina y el cortisol. Estas hormonas
causan un incremento de la glucosa plasmática con sus acciones
sobre la captación de glucosa, la gluconeogénesis o la glucogénesis.
U n exceso de alguna de estas horm onas provoca
hiperglucemia. Así, la glucosa plasmática se regula con m ayor
dificultad en condiciones que cursan con elevaciones de estas
horm onas, com o enfermedades (p. ej., el hipercortisolism o),
estrés (elevación de adrenalina) o en el em barazo (elevación
del lactógeno placentario).
El glucagón es una horm ona de 29 aminoácidos que se sintetiza
en las células a de los islotes de Langerhans del páncreas.
La hipoglucemia estimula la secreción del glucagón y sus acciones
son opuestas a las de la insulina: en el hígado estimula la
glucogenólisis y la gluconeogénesis para elevar la glucemia
m ientras que en el tejido adiposo prom ueve la lipólisis, con
producción de glicerol y ácidos grasos.
Tras la ingesta de glucosa, se produce una situación tra n ­
sitoria de hiperglucem ia (fig. 13-5), que provoca la liberación
de insulina. Esta horm ona estim ula la captación de glucosa
por parte de los miocitos y los adipocitos, así com o la síntesis
de glucógeno en el hígado. El resultado final es la recuperación
del equilibrio con el descenso de la glucemia. E n cam ­
bio, en situaciones de hipoglucemia las células a del páncreas
producen glucagón que se une a sus receptores en el hígado
y estim ula la glucogenólisis y la gluconeogénesis, que conducen
a un rápido increm ento de la glucosa hasta recuperar la
norm oglucem ia.
1. Hipoglucemia de ayunas, que puede deberse a:
a) D escenso en la producción hepática de glucosa p o r la
glucogenólisis o gluconeogénesis, tal y com o puede ocurrir
en la insuficiencia hepática. También la ingesta
excesiva de etanol puede causar hipoglucemia por interferir
en la gluconeogénesis.
b) Tum ores con un elevado m etabolismo que consum en
glucosa o que afectan a su homeostasia. Un ejemplo son
los insulinomas, que causan hipoglucemia por una producción
excesiva de insulina.
c) Septicem ia en que se produce un agotam iento de los
depósitos de glucógeno, falla la gluconeogénesis y
aum enta la utilización periférica de la glucosa.
d) Deficiencia de horm onas contrarreguladoras.
e) Enferm edades autoinm unes que producen anticuerpos
antiinsulina.
f) Fárm acos, lo cual es un riesgo im portante en pacientes
diabéticos que se inyectan insulina. Algunos medicamentos
también pueden causar hipoglucemia, como
el propanolol, salicilatos, disopiram ida o sulfonilureas.
2. Hipoglucem iaposprandial, que puede deberse a:
a) Vaciado gástrico rápido con absorción acelerada de glucosa
causa una excesiva liberación de insulina. Se
observa con frecuencia en enfermos a los cuales se les
ha practicado una gastrectom ía.
b) Pacientes con determinados errores congénitos del metabolismo,
com o la intolerancia hereditaria a la galactosa
o a la fructosa.
El descenso rápido de la glucosa por debajo de 2,5 m m ol/L
provoca un increm ento de adrenalina, que produce la supresión
de secreción de insulina y estimula la producción de glucagón,
cortisol y horm ona del crecim iento. Las catecolaminas
secretadas son las responsables de los síntomas habituales que
acom pañan a los estados de hipoglucemia: sudoración, palidez,
taquicardia, temblor, ansiedad, náuseas, dolor abdominal
y vómitos.
El m ayor riesgo de la hipoglucemia es la lesión cerebral porque
la glucosa es fundam ental para la obtención de energía y
Insulina
Hígado
-±— Glucogénesis
Tejido adiposo y músculo
Ccptación de glucosa
Glucólisis
H ip o glu ce m ia
La hipoglucemia se produce cuando la glucemia es inferior
a 2,8 m m ol/L (50,4 mg/dL). Se debe a un desequilibrio entre
la ingesta de glucosa, la producción endógena y su utilización.
Existen numerosas causas de hipoglucemia, pero éstas se pueden
clasificar en dos categorías según el m omento en que aparece:
Células a
Figu ra 13-5.
— Hiperglucemia
O --- Hipoglucemia
Glucagón
Glucosa plasmática
---------
Hfgado
Glucogenólisis
Gluconeogénesis
Regulación de la glucemia por la insulina y el glucagón.

Capítu lo 13— Metabolismo de la glucosa. Diabetes mellitus. Hipoglucemía 151
el cerebro no es capaz de almacenarla ni de producirla. La zona
más susceptible es la corteza cerebral y el hipocampo y la lesión
depende de la velocidad a la cual haya disminuido la glucemia
y la duración de esos niveles. Estas alteraciones comienzan con
concentraciones de glucosa plasmática inferiores a 2 m m ol/L,
que causa inicialmente utilización del glutamato com o sustrato
energético y una disminución de la síntesis de neurotransm i-
sores. Ello provoca alteraciones del com portam iento, dificultad
para pensar, confusión, sensación de acaloram iento, debilidad
y cansancio. Posteriormente se agota el ATP e impide la
recaptación del glutam ato con increm ento de la hendidura
sináptica y entrada de calcio, que provoca la muerte neuronal.
Las concentraciones inferiores a 1,1 m m ol/L (20 mg/dL) incluso
pueden causar coma.
La concentración de glucosa plasmática en los recién nacidos
es inferior a la de los adultos e, incluso, se pueden observar
en prem aturos concentraciones inferiores a 1,5 m m ol/L sin
signos de hipoglucemia. Puede ocu rrir hipoglucemía neonatal
transitoria en prem aturos, que tienen una baja reserva de glucógeno
o si la m adre es diabética, ya que por la con cen tración
de glucosa en la sangre materna, el feto produce gran cantidad
de insulina.
Estudio analítico de la hipoglucemia
El estudio analítico de la hipoglucemia y la orientación etiológica
se basan inicialmente en la determinación de la glucosa
sanguínea, de la insulina y del péptido C . La determ inación
de la glucosa en sangre capilar con glucómetros no es útil para
investigar la hipoglucem ia aunque sirve de orientación para
realizar posteriorm ente una determ inación de glucosa en
sangre venosa.
Las hipoglucem ias en ayunas presentan frecuentem ente
valores inferiores a 2,5 m m ol/L de forma repetida después del
ayuno nocturno, que puede ser asintomáticas o asociadas con
trastornos cognitivos. Para poner de m anifiesto la hipoglucem
ia de ayuno, se realiza un test, en el cual el paciente no ingiere
calorías durante 48 h. Se obtienen especímenes cada 6 h en que
se realiza la determ inación de glucosa y de insulina, y cada
2 h, cuando la concentración de glucosa desciende por debajo
lns:15 mU/L
Horas de ayuno
Figura 13-6A. Estudio de una hipoglucemia mediante un test de ayuno.
Se indican en los puntos las concentraciones de insulina que acompañan
a las glucemias.
de 3,5 m m ol/L (65 mg/dL). Esta prueba se ha de realizar en el
hospital por el riesgo de hipoglucemia. La prueba se detiene
cuando se observan síntom as de hipoglucem ia o una con ­
centración de glucosa plasm ática excesivamente baja, com o
2,5 m m ol/L (fig. 13-6A).
En el estudio de hipoglucemia pospandrial se determina la
concentración de la glucosa capilar cada 30 m in durante 6 h
después de una comida. Esta prueba tiene el inconveniente de
que no existe ninguna com ida estandarizada. Una alternativa
es realizar una curva de sobrecarga prolongada de glucosa, en
la cual, tras la adm inistración de 75 g de glucosa, se recogen
especímenes cada 30 min durante 6 h (fig. 13-6B). Sin embargo,
no son condiciones fisiológicas y se pueden presentar falsos
positivos.
La investigación analítica de la hipoglucem ia incluye frecuentemente
las determinaciones de las horm onas contrarreguladoras
de la glucem ia cuando se sospeche de fallo en su
síntesis o secreción, com o el cortisol, la horm ona de crecimiento,
las horm onas tiroideas o el glucagón.
Tiempo (min)
Tiempo (min)
-Normal
Hipoglucemia reactiva I
Normal -*- Hipoglucemia reactiva!
Figura 13-6B.
hiperinsulinismo (rojo).
Curva prolongada de sobrecarga oral con 75 g de glucosa con un perfil normal (azul) que muestra una hipoglucemia reactiva a

152 Parte II—Analitos y metabolismo
La determ inación de insulina plasmática puede confirm ar
o descartar la existencia de un insulinoma. U na concentración
de glucosa baja asociada con una de insulina excesivamente
elevada para ésta sugiere un tu m or de las células p del p án ­
creas. No obstante, la concentración de insulina en plasma no
tiene necesariam ente que estar por encim a del intervalo de
referencia. Un ejemplo sería una concentración de glucosa plasm
ática inferior a 2,5 m m ol/L acompañado de una de insulina
superior a 10 m U /L. Algunos insulinomas secretan proinsulina
y en estos casos es interesante la cuantificación de esta
prohormona. Estas hipoglucemias por exceso de insulina están
acompañadas por una concentración sérica de p-hidroxibutirato
baja (

Capítu lo 13— Metabolismo de la glucosa. Diabetes mellitus. Hipoglucemía 153
infecciones, úlceras de difícil curación, alteraciones retinianas
o renales, etc.
En los diabéticos de tipo 2 rara vez se presentan situaciones
de cetoacidosis de form a espontánea. Cuando aparecen, generalm
ente están asociadas con otra enfermedad, por ejemplo,
una infección.
Células p del páncreas
Figura 13-7.
[)/ Anticuerpos antiinsulina,
anticuerpos GAD65 y
antitirosinas-fosfatasas
Destrucción
de las células p
Reacción autoinmuneen la diabetesde tipo 1. La activación
de los linfocitos T helper (TH) contra las células p del páncreas produce
interleucinas que llevan a una actividad citotóxica de los linfocitos T8 y
de producción de anticuerpos contra estas células p.
den tener cierta actividad residual de las células p, suficiente
para prevenir la cetoacidosis durante años. Otros son dependientes
de la adm inistración de insulina p ara sobrevivir y
corren el riesgo de sufrir cetoacidosis. En estos últimos pacientes,
la falta de secreción de insulina se refleja analíticamente
por una concentración indetectable de péptido C.
Algunas formas de diabetes de tipo 1 no tienen una etiología
conocida y se conocen com o diabetes idiopática. Estos
pacientes no secretan insulina y tienen predisposición a la
cetoacidosis, pero no ponen de m anifiesto autoinmunidad ni
relación con antigenos HLA.
Diabetes mellitus de tipo 2
Esta enfermedad se debe a la com binación de una resistencia
periférica a la acción de la insulina y a una disfunción de
las células p del páncreas que les incapacita para responder
de form a eficiente y com pensar la resistencia.
G eneralm ente aparece en adultos de m ás de 4 0 años, el
riesgo aum enta con la edad, la obesidad y la falta de ejercicio
físico aunque cada vez es más frecuente la aparición en niños
y adolescentes. Es más frecuente en mujeres con diabetes gestacional
previa y en individuos con hipertensión e hiperlipem
ia. Se asocia con una fuerte predisposición genética, mayor
que la diabetes de tipo 1 , pero es una asociación compleja y
no claram ente definida. P od rían estar involucrados genes
relacionados con la secreción o la acción de la insulina, inhibidores
de acción de la insulina, de la ingesta o del m etabolismo
lipídico. N o se relaciona con virus ni se detectan con
frecuencia anticuerpos anticelulares de los islotes. Alrededor
del 1 0 % de los pacientes con diabetes de tipo 2 también poseen
alguno de los anticuerpos, fundam entalm ente anti-GADgj.
A esta situación se le ha denom inado diabetes autoinm une
latente del adulto (LADA, del inglés, latent autoim m une diabetes
in adults) se asocia con una predisposición a la dependencia
de insulina.
La diabetes de tipo 2 es de aparición insidiosa y los pacientes
pueden estar años sin diagnosticar porque la hiperglucemia
se desarrolla gradualmente y en los estadios iniciales los síntom
as no son evidentes. Durante este período asintom ático,
se puede dem ostrar la alteración del m etabolism o hidrocarbonado
midiendo la concentración de glucosa plasmática en
ayunas o realizando una sobrecarga oral de glucosa. Por lo
general, la enfermedad se manifiesta por sus complicaciones:
Diabetes mellitus gestacional
D urante el em barazo se produce un increm ento de la resistencia
a la insulina de form a fisiológica, sobre tod o en el
segundo y el tercer trim estres. Esa resistencia se com pensa
norm alm ente al producir m ayor cantidad de insulina para
evitar hiperglucem ias. Las em barazadas que no consiguen
m antener la con cen tración de glucosa en sangre dentro de
los valores norm ales desarrollan diabetes gestacional. Esta
condición afecta, aproxim adam ente, al 2-4% de la población
obstétrica. G eneralm ente coincide con la elevación del lactógeno
placentario, que tam bién aum enta la resistencia a la
insulina. Después del parto, la situación puede norm alizarse
o continuar con hiperglucem ia y llegar a desarrollar una diabetes
de tipo 2 .
Otros tipos de diabetes mellitus
Las enferm edades que lesionan seriam ente el páncreas,
com o la pancreatitis o el carcinom a de páncreas, pueden p ro ­
vo car diabetes mellitus. También algunas infecciones víricas
pueden afectar a las células p. Algunos síndrom es genéticos,
com o el de Down, Klinefelter o Turner, a veces están asociados
con diabetes. Las enferm edades endocrinológicas que
causen una elevación de las horm onas contrarreguladoras de
la insulina pueden provocar diabetes mellitus, que desaparece
cuan do se norm aliza la con cen tración de la horm ona
alterada. A dem ás, m uchas drogas o tóxicos, com o el ácido
nicotínico y los glucocorticoides, pueden alterar la secreción
de insulina.
Las diabetes de tipo M ODY (maturity onset diabetes young)
están asociadas con defectos monogénicos en la función de las
células p y se transm iten de form a autosóm ica dom inante.
Producen una hiposecreción insulínica y la hiperglucemia se
m anifiesta antes de los 25 años, y representan el 2-5% de las
diabetes juveniles. Se han identificado diversos genes y, dependiendo
del tipo afectado, puede ir desde manifestaciones muy
suaves, com o las mutaciones en el gen de la glucocinasa, hasta
síntomas similares a los de la diabetes de tipo 1 , com o los defectos
en el factor nuclear hepatocítico.
También se han encontrado mutaciones en el ADN mitocondrial
asociado con diabetes mellitus. La mutación más frecuente
ocurre en la posición A 3243G en el A RN t de la leucina,
que causa diabetes m ellitus heredada p o r vía m atern a e
hipoacusia. Esta m utación tam bién está asociada con otros
fenotipos de alteraciones mitocondriales, com o el M ELAS (del
inglés, mitochondrial encephalomyopathy, lactic acidosis, and
stroke-like episodes).
Se han descrito algunos casos de anorm alidades genéticas,
con herencia autosómica dominante, que tienen com o resultado
la incapacidad de convertir la proinsulina en insulina y
producen una ligera intolerancia a la glucosa. De form a sim i­
lar, también ha sido identificada en unas pocas familias la producción
de moléculas de insulina mutadas con m enor capaci­

154 Parte II—Analitos y metabolismo
dad de u nirse a su receptor. En estos casos, la alteración
metabólica es m ínim a o nula.
Criterios diagnósticos
de la diabetes mellitus
El diagnóstico de la diabetes mellitus se basa en demostrar la
hiperglucemia. La ADA ha propuesto com o diagnóstico que el
paciente cumpla alguno de estos tres criterios y, si el resultado
está alterado, debe confirmarse de nuevo en otra ocasión:
1.
2 .
3.
Síntom as de diabetes y glucem ia aleatoria superio r a
11,1 mmol/L (200 mg/dL). Se entiende por glucemia aleatoria
la obtenida en cualquier momento del día, independientemente
del tiempo que haya transcurrido desde la última
comida.
G lucem ia en ayunas superior a 7,0 m m ol/L (126 mg/dL),
considerando ayunas de 8 h al menos.
Glucemia superior a 11,1 mmol/L (200 mg/dL) a las 2 h tras
la sobrecarga oral de glucosa (fig. 13-8).
entre 6,1 y 6,9 m m ol/L {criterio de la OMS), o con intolerancia
a la glucosa a las 2 h tras sobrecarga oral, con una glucemia
entre 7,8 y 11 m m ol/L. Estas personas no son enfermas, sino
que están en una situación de pre-diabetes, lo que indica el
elevado riesgo de desarrollar esta enfermedad, ya que el 30%
de las personas con intolerancia a la glucosa desarrolla diabetes
de tipo 2. También se considera un factor de riesgo de enfermedad
cardiovascular y está asociada con el síndrome m etabólico
(cap. 30). El tratam iento nutricional, la p ráctica de
ejercicio físico y ciertos fárm acos pueden prevenir o retrasar
el desarrollo de diabetes en estos pacientes.
En la diabetes de tipo 2 existe un período m edio de 4,7 años
antes que surjan las manifestaciones clínicas. Por ello, la ADA
recom ienda realizar la determ inación de glucosa a las personas
asintomáticas mayores de 45 años, especialmente con un
índice de m asa corporal superior a 25 kg/m^. Si la glucosa en
ayunas es inferior a 5,6 m m ol/L (100 mg/dL) o a las 2 h de un
test de sobrecarga es inferior a 7,2 m m ol/L (130 m g/dL), se
puede esperar a repetir la prueba 3 años. De esta forma se consigue
realizar el diagnóstico tem prano y lim itar las com plicaciones
a largo plazo de la enfermedad.
Los métodos enzimáticos son muy precisos en el intervalo
de las concentraciones indicadas según estos criterios. Sin
embargo, existe una elevada variación intraindividual (CV del
7%), por la cual es necesario repetir la determ inación en un
nuevo espécim en cuan do la con cen tración de glucosa se
encuentra entre 5,8 y 6,9 m m ol/L (104-124 mg/dL).
También se ha propuesto la determinación de la glicohemoglobina
(hemoglobina glucosilada) para el diagnóstico de la
diabetes mellitus, con un punto de corte de H b A lc s 6,5% .
U na ventaja de esta magnitud es el hecho de que no requiere
preparación previa del paciente, usa un volumen muy pequeño
de m uestra y es muy reproducible. Sin embargo, actualmente
no existe un claro consenso establecido.
Existe un grupo de individuos con glucosa plasmática basal
en ayunas alterada, pero no lo suficientemente elevados para
cum plir el criterio diagnóstico de diabetes, esto es, con una
glucosa en ayunas entre 5,6 y 6,9 m m ol/L (criterio ADA) o
Criterios diagnósticos
de la diabetes mellitus gestacional
El cribado de diabetes gestacional está indicado para todas
las embarazadas, excepto las que pueden considerarse de bajo
riesgo, las menores de 25 años, con peso norm al, ausencia de
historia fam iliar de diabetes, ausencia de historia de m etabolismo
anorm al de la glucosa y que no pertenecen a una raza o
grupo étnico con alta prevalencia de diabetes. El estudio se
realiza al resto de em barazadas entre las 2 4 -2 8 sem anas de
gestación y en la prim era visita a las de alto riesgo: mayores
de 35 años, con glucosuria, obesidad, antecedentes de diabetes
gestacional, complicaciones obstétricas o antecedentes fam i­
liares de diabetes.
El diagnóstico de diabetes es sim ilar al caso anterior: glucemia
en ayunas superior a 7 m m ol/L o superior a 11,1 m m ol/L
en una determinación aleatoria. Según la ADA, en caso de que
la glucemia sea norm al, se recomienda emplear una sobrecarga
de glucosa (fig. 13-9):
1. U na prueba inicial de detección d enom in ada test de
O ’Sullivan. No es necesario estar en ayunas y consiste en
una sobrecarga oral con una solución de 50 g de glucosa y
realizar una determinación de la glucemia pasada 1 h, en
la que no deben superarse los 7,8 m m ol/L (140 mg/dL).
2. Si la con cen tración de glucosa en sangre es superior a
7,8 m m ol/L, otro día se realiza la prueba diagnóstica con
una sobrecarga de 100 g de glucosa. E n este caso es necesario
realizar una preparación de la paciente sim ilar a la
realizada en la sobrecarga oral de glucosa. Indicará una
diabetes gestacional si se obtienen, al menos, dos valores
superiores a los siguientes: 10 m m ol/L (180 mg/dL) a 1 h,
8 , 6 m m ol/L (155 mg/dL) a las 2 h y 7,8 m m ol/L (140 m g/
dL) a las 3 h.
Tiempo (min)
Figura 13-8. Ejemplo de los cambios de concentración de glucosa tras
una sobrecarga oral con 75 g de glucosa en un individuo control (azul) y
en un paciente diabético (rojo).
Seguimiento de la diabetes mellitus
La hiperglucem ia no controlada puede causar serios trastornos,
tanto agudos com o a largo plazo, que afectan grave­

Capítu lo 13— Metabolismo de la glucosa. Diabetes mellitus. Hipoglucemía 155
Sobrecarga oral con 50 g
de glucosa
Sobrecarga oral con 100 g
de glucosa
Figura 13-9.
Tiempo (min)
Tiempo (min)
Test de O'Sullivan y posterior curva de sobrecarga con 100 g de glucosa en una mujer gestante con diabetes mellitus gestacional.
m ente a la calidad de vida. Para evitar las com plicaciones a
largo plazo, es fundam ental realizar un seguimiento analítico
mediante la glucemia capilar (cap. 4), la glicohemoglobina y la
m icroalbuminuria.
La valina am inoterm inal de la cadena p de la hemoglobina
A se puede unir de forma no enzimática a azúcares, y form ar
diversos derivados con una carga más negativa y que son crom
atográficam ente m ás rápidas llam adas hem oglobina A l
(H b A l). De ellas, la hem oglobina A le (H b A lc), que se une
la glucosa, constituye m ás del 80% de la fracción H b A l
(fig. 13-10). La hem oglobina tam bién puede glucosilarse en
otros residuos de lisina de la cadena p y de la a aunque estas
formas no se pueden separar de la hemoglobina sin glucosilar
por crom atografía iónica.
La H b A lc es la principal determ inación del control de la
persona diabética junto con la m onitorización de la glucosa en
sangre capilar. La concentración de H b A lc depende de los
niveles medios de glucosa durante la vida del hematíe y, por
tanto, tiene utilidad para estim ar la m edia de glucemia de los
últim os 120 días. Es im portante tener en cuenta que también
depende de la concentración de hemoglobina y de la vida media
del hematíe. Así pues, su concentración quizá no refleje la glucem
ia m edia en personas que sufren trastornos hemolíticos,
transfusiones, etc.
A partir de la H bA lc se puede determinar la glucemia media
estim ada, que se refiere a la H b A lc de un paciente convertida
en un nivel m edio de glucosa, según la fórmula:
Glucemia m edia estim ada (m m ol/L) = 1,583 x H bA lc - 2,52
Así, una concentración de H bA lc del 7% corresponde a una
glucemia m edia estim ada de 8 , 6 m m ol/L.
Además de la hemoglobina, otras proteínas sanguíneas pueden
sufrir la glucosilación, especialm ente la albúm ina,
siguiendo el m ism o proceso descrito anteriorm ente para la
hemoglobina. La fructosamina es el conjunto de estas cetoaminas
de proteínas plasmáticas, pero sobre todo hace referencia
al producto de la reacción de la glucosa con el grupo am inoterm
inal de la albúm ina porque es la principal proteína glucada.
Dada la vida media de la albúmina, la concentración de
fructosam ina indica la glucem ia m edia de las 2-3 sem anas
anteriores a la obtención de la muestra.
La determ inación de la glucosa en orina form a p arte del
urianálisis habitual del laboratorio. Com o prueba de seguimiento
domiciliario para el paciente diabético ha sido desplazada
por el análisis de glucosa capilar. Un resultado positivo
de glucosa en orina con la tira reactiva indica una concentración
superior al um bral renal para su reabsorción, de unos
10 m m ol/L (180 m g/dL), aunque éste aumenta con la edad.
La microalbuminuria se refiere a una excreción de albúmina
comprendida entre 30 mg/día y una albuminuria franca, superior
a 3 00 m g/día. Es im portante su determ inación en el diabético
ya que indica una incipiente insuficiencia renal, que es
reversible si se trata adecuadamente. Por ello, se recom ienda
realizar la determ inación anualm ente en el diabético.
Para m edir la reserva insulínica pancreática, se realiza el
test del glucagón. Éste es, sobre todo, interesante en pacientes
diabéticos en tratam iento con hipoglucemiantes orales para
estudiar la capacidad de control de la glucemia de su páncreas.
Val-p HbA
V^l-p HbA
Val-p HbA
I
NH,
N
NH
HCO
— OH Condensación
HO —
— OH
— OH
CH
— OH
HO —
— OH
— OH
Transposición
de Amadori
= O
HO —
— OH
— OH
CH,OH
CHjOH
CHjOH
Aldimina
Base de Schiff
Cetoamina
Pre-HbAlc
H b A lc
Figura 13-10. Formación de la glicohemoglobina HbAlc. Es una reacción no enzimática en la cual inicialmente la glucosa se condensa con el grupo
amino de la valina de forma reversible y forma una base de Schiff (llamado componente lábil) y luego una transposición irreversible, y se forma una
cetoamina estable.

156 Parte II—Analitos y metabolismo
Basal
6 minutos
Figura 13-11. Ejemplos de test de glucagón. Se obtiene una muestra
basal de sangre tras un ayuno previo de 10-12 h. Posteriormente se administra
1 mg de glucagón intravenoso y se obtiene nueva muestra a los
6 min. En las dos muestras se determina glucosa y el péptido C. Se indica
en azul los pacientes con respuesta adecuada y en rojo los que tienen
una respuesta sugerente de reserva pancreática deficiente.
En condiciones norm ales, el péptido C aumenta entre el 50 y
el 70% respecto al valor basal y la glucosa, más de 2,5 m m ol/L
(45 m g/dL; fig. 13-11).
Complicaciones agudas
de la diabetes mellitus
Las principales complicaciones metabólicas agudas asociadas
con la hiperglucemia son la cetoacidosis diabética y el coma
hiperosmolar no cetósico.
Cetoacidosis diabética
Es la descompensación aguda más característica del diabético
de tipo 1. O curre generalmente por algún factor desencadenante,
com o una infección, aumento de las horm onas contrarregu
lad oras, estrés, enferm edad asociada, inadecuada
adm inistración de insulina, fárm acos, etc. La deficiencia de
insulina, además de causar hiperglucemia, afecta el m etabolismo
de las proteínas y los lipidos (ñg. 13-12A). El catabolismo
de proteínas produce una acumulación de sustratos gluconeogénicos
y un aumento de la producción de compuestos nitrogenados.
Aparte de ello, la lipólisis causa un increm ento del
sustrato gluconeogénico glicerol y de los ácidos grasos libres.
La degradación de éstos produce cuerpos cetónicos, causa cetonem
iay cetonuria (fig. 13-12B). Estos compuestos son de naturaleza
ácida, por lo que puede producirse acidosis metabólica
con increm ento del hiato aniónico. También puede originarse
una ligera elevación del lactato plasmático, que contribuye a
la acidosis.
La proporción de los cuerpos cetónicos en suero depende
del estado red oxy suele ser: |3-h¡droxibutirato (78%), acetoacetato
(20%) y acetona (2%). En la cetoacidosis diabética se produce
un incremento de la concentración de NADH, con lo que
se favorece la producción de |5-hidroxibutirato, y llega a una
relación superior a 15:1. D urante la solución del proceso se
puede producir un increm ento de acetoacetato debido al restablecim
iento de la relación NADH/NAD"". Si se realiza el
seguim iento de la cetosis midiendo la existencia de cetonas
con el test de nitroprusiato, el incremento de acetoacetato causa
m ayor reacción aunque la concentración de cetonas totales
disminuye.
Coma hiperosmolar no cetósico
El com a hiperosmolar no cetósico es la complicación aguda
más frecuente en los diabéticos de tipo 2 , que se produce sobre
todo en los ancianos, en los cuales la deshidratación no es com ­
pensada por una m ayor ingesta de líquidos. Muchas veces, el
factor desencadenante es una infección aguda. La fisiopatología
del com a hiperosmolar no cetósico es muy diferente de la
cetoacidosis descrita anteriorm ente. Se caracteriza por una
grave hiperglucemia (puede ser superior a 35 m m ol/L) con diuresis
osm ótica y gran deshidratación. Sin embargo, la producción
de insulina evita la cetosis. Tal y com o se puede observar
en la fórmula, la hiperglucemia produce hiperosmolalidad:
pla-osmolalidad (m m ol/kg) = 2 x [pla-Na"" (m m ol/L)] -H
[pla-glucosa (mmol/L)]
Lipólisis
Hiperglucemia
Hiperosmolaridad
plasmática
pla-Osmolalidad
pla-Glucosa
Diuresis osmótica
Glucosuria
'
uri-Glucosa (+) Cetonuria
uri-Cuerpos cetónicos {+)
Ácidos grasos libres
A
Cetogénesis
Cetonemia
Figura 13-12A.
Pérdida de pla-K*
electrolitos por orina _^pla-Na*
Acidosis metabólica
san-pH
san-CO
san-CO,H-
Alteraciones bioquímicas asociadas con la cetoacidosis diabética. Se indican en rojo las alteraciones bioquímicas asociadas.

Capítu lo 13— Metabolismo de la glucosa. Diabetes mellitus. Hipoglucemía 157
Ácidos grasos
i
2 CH3-CO-C0 A
NADH + H-"
NAD-*
CH,-CO-CH,-COO-
^
Ácetoacetato
’^p-hidroxibutiratodeshidrogenasa
CH3-CH20H-CH2-C00-
p-hidroxibutirato
Figura 13-12B.
1
CH3-CO-CH3
Acetona
Formación de los cuerpos cetónicos. Los cuerpos cetó-
nicos provienen del catabolismo de los ácidos grasos y están formados
por acetoacetato, acetona y p-hidroxibutirato. Se producen en elevada
cantidad cuando no se puede usar la glucosa como fuente principal de
combustible, tal y como es el caso del ayuno prolongado o en la diabetes
mellitus por falta de acción insulínica.
La notable hiperosm olalidad p lasm ática ocasion a una
im portante alteración de la conciencia, que puede llevar al
com a y, si no se trata adecuadamente, puede ser m ortal.
Complicaciones crónicas
de la diabetes mellitus
Los pacientes diabéticos presentan un elevado riesgo de
desarrollar complicaciones crónicas y son frecuentes las que
afectan los vasos circulantes de pequeño calibre, o m icroangiopatía,
y los vasos de gran calibre, o m acroangiopatía.
La microangiopatía son las lesiones de la pared de los pequeños
vasos caracterizadas por un aumento del grosor de la m em ­
brana basal con la consecuente disminución de la luz del vaso.
Las alteraciones se localizan con m ayor frecuencia en la retina,
los riñones y el sistema nervioso y provocan retinopatia, nefropatia
y neuropatía:
1. La retinopatia es la causa más frecuente de ceguera no congénita
en los paises occidentales. Un elevado porcentaje de
los pacientes con diabetes mellitus de tipo 1 presentará algún
signo de retinopatia a los 15-20 años del diagnóstico.
2. La nefropatía se debe a un aumento del grosor de la m em ­
brana basal del glomérulo renal, que afecta la permeabilidad
y se elim inan proteínas por orina. Para detectar de
form a tem prana la insuficiencia renal, cuando todavía es
reversible, se determ ina la m icroalbum inuria, además de
la creatinina y su aclaramiento.
3. La neuropatia se produce por una lesión en las fibras nerviosas
debido a una alteración de la mielina y de la irrigación.
Com o consecuencia de ello, se puede originar pérdida de la
sensibilidad, percepciones incorrectas o un dolor excesivo.
La m acroangiopatía se debe a una alteración de los vasos
circulantes de gran calibre por alteración del metabolismo de
lípidos y desarrollo de aterosclerosis con afección en corazón,
cerebro y circulación periférica. La persona diabética presenta
un riesgo cardiovascular aum entado de 2 -4 veces respecto a
pacientes sanos. También presentan una elevada incidencia de
enfermedad cerebrovascular y vascular periférica. Las lesiones
de la macroangiopatía diabética son semejantes a las placas de
aterom a en los no diabéticos, pero en los diabéticos éstas aparecen
más precozmente y evolucionan con más rapidez.
Mecanismo de las complicaciones a largo plazo
En estas alteraciones a largo plazo participan mecanismos de
glucosilación de proteínas, acumulación de polialcoholes, como
el sorbitol, la activación de la proteína-cinasa C , la formación
de radicales libres y la vía de las hexosaminas (fig. 13-13):
1. La glucosa reacciona de m anera lenta y no enzimática con
los grupos am ino de las proteínas y genera los productos
de glucosilación avanzados. Estas reacciones quím icas
dependen de la concentración de glucosa y del tiempo de
Retinopatia diabética
Nefropatía diabética
Neuropatía
Micro y macroangiopatía diabéticas
Figu ra 13-13.
Complicaciones de la diabetes a largo plazo.

158 Parte II—Analitos y metabolismo
exposición de las proteínas a la glucosa, por lo que será más
intensa en condiciones de hiperglucemia mantenida (como
es el caso de la diabetes). Com o consecuencia de ello, las
proteínas sufren modificaciones estructurales y en sus propiedades
físico-químicas que causan alteraciones funcionales.
Por ejemplo, la glucosilación del colágeno causa una
pérdida de elasticidad. Las proteínas que form an parte de
las paredes de los vasos no se recam bian en muchos años
de m odo que la alteración se va acum ulando. Los productos
de glucosilación avanzados establecen enlaces de unas
proteínas con otras y estas proteínas entrelazadas provocan
un aum ento en el grosor de la pared de vasos de
pequeño calibre, por lo que disminuye la luz real del vaso.
Las lipoproteínas de baja densidad circulantes tam bién
sufren glucosilación que facilita su oxidación.
2. La aldosa-reductasa es una enzima citoplasmática que cataliza
la conversión de glucosa a sorbitol, que se metaboliza
a fructosa por la sorbitol-deshidrogenasa:
Aldosa-reductasa
Glucosa + NADPH + H""--------------------------• sorbitol + NAD?""
que son específicos para la glucosa. Adem ás, son rápidos y
autom atizables, con lo que son incorporados en todos los
autoanalizadores. Estos métodos sirven para cuantificar la glucosa
en diversos líquidos biológicos, como sangre, líquido cefalorraquídeo
o la orina:
L
La hexocinasa transforma la glucosa en glucosa-6 -P, la cual
es posteriorm ente oxidada a 6 -fosfosgluconato y genera
N A D PH . El increm ento de la absorbancia a 3 4 0 nm es
directam ente proporcional a la concentración de glucosa.
Este m étodo tiene el inconveniente de que no es lineal a
concentraciones elevadas de glucosa y los reactivos tienen
una limitada estabilidad:
Hexocinasa
Glucosa + A T P ----------------------»■glucosa-6 -P + ADP
Glucosa-6 -Pdeshidrogenasa
Glucosa-6 -P --------------------------• 6 -fosfogluconato
+NADP^
+ N A D PH + H^
Sorbitol-deshidrogenasa
Sorbitol + NAD""--------------------------* fructosa + NADH + H""
Cuando la concentración de glucosa es elevada, se acumula
sorbitol en las células en que la entrada de glucosa es independiente
de la insulina ya que se sobrepasa la capacidad de metabolización
de sorbitol por la baja actividad sorbitol-deshidrogenasa.
El sorbitol se acumula dentro de la célula y provoca un efecto
osmótico, con retención de agua. Esta vía afecta a células nerviosas,
oculares, y, por ejemplo, están implicadas en las cataratas del
diabético por acumulación del sorbitol en el cristalino.
L La hiperglucemia incrementa la producción de diacilglicerol,
que activa la proteína-cinasa C. Esta cinasa, entre otras
acciones, inhibe la sintasa endotelial del NO (eNOs), que
disminuye la producción de NO y favorece la vasoconstricción
y la reducción del flujo hístico.
2. La hiperglucemia favorece la producción de radicales libres
que lesionan las células. La acum ulación de sorbitol reduce
los niveles de N A D PH intracelular y altera el equilibrio
redox. Además, los productos de glucosilación avanzados
tienen efectos prooxidantes ya que sufren procesos de autooxidación
en los cuales se form an radicales libres.
3. Los niveles de glucosa intracelular elevados estim ulan el
paso de fructosa-6 -P a la vía de las hexosaminas, en que se
produce uridina difosfato-N -acetilglucosam ina. Com o
consecuencia, se activa la expresión de factores de crecim
iento, com o el factor de crecim iento de las células p
(TG E-P), involucrados en la proliferación de fibroblastos y
células m usculares lisas.
D ete rm in acio n e s a n a lítica s para
e stu d ia r el m etab o lism o
de la g lu co sa
Glucosa
Los métodos más utilizados son los enzimáticos basados en
la hexocinasa, glucosa-oxidasa o glucosa-deshidrogenasa ya
2. El método de la glucosa-oxidasa se basa en la oxidación por
esta enzima de la glucosa a ácido glucurónido y H^Oj. La
enzima peroxídasa cataliza la reacción del H 2O 2 con un aceptor
de oxígeno y form a un compuesto coloreado (reacción
de Trinder). El incremento de color es proporcional a la concentración
de glucosa. La glucosa-oxidasa es más específica
que la hexocinasa y sólo reacciona con la p-D-glucosa, por
lo que es necesario añadir mutarrotasa para favorecer el desplazamiento
de la forma a-D -glucosa a p-D-glucosa:
Glucosa-oxidasa
p -D -glu cosa--------------------------» ácido glucurónico
+ 2H jO + Oj + H A
Peroxídasa
Cromógeno + H^Oj------------------* crom ógeno oxidado + H^O
Al estar acoplado a la reacción de Trinder, este m étodo es
susceptible de interferencias por compuestos reductores que
consumen H 2O 2, com o el ácido ascórbico, la biUrrubina o el
ácido úrico, que producen resultados de glucosa falsamente
disminuidos. Debido a ello, este método no es adecuado para
determinar la concentración de glucosa en orina, que contiene
numerosas sustancias que interfieren en la reacción. En
algunos sistemas, en lugar de la reacción de Trinder se mide
el consumo de oxígeno mediante un electrodo de oxígeno
para evitar las interferencias de la reacción de peroxídasa.
3. El m étodo de la glucosa-deshidrogenasa mide la formación
de NADH a 340 nm durante la oxidación de la P-D-glucosa
a D-gluconolactona:
Glucosa-deshidrogenasa
p-D-glucosa + NAD"^------------------------------» D-gluconolactona
+ NADH + H"
Glucosa sanguínea
La determ inación de glucosa plasmática indica la glucemia
en el m om ento de la extracció n y esta concentración varía

Capítu lo 13— Metabolismo de la glucosa. Diabetes mellitus. Hipoglucemía 159
según el tipo de espécim en en que se determine. La concentración
en sangre venosa es de unos 1,1-3,9 m m ol/L (20-70 mg/
dL), inferior a la de la sangre arterial. La concentración de glucosa
también es m enor en sangre total que en plasm a por el
efecto excluyente de los eritrocitos. La glucosa en plasma es el
5% inferior que en suero, quizá por la salida de líquido de los
hematíes por acción de los anticoagulantes.
La mayoría de los laboratorios emplea suero o plasma para
la determinación de glucosa. En las muestras de suero no centrifugadas
se produce un descenso en la concentración de glucosa
del 5-7% cada hora, debido al proceso de glucólisis. Lo
m ism o sucede en el plasm a separado de las células tras una
centrifugación m oderada ya que los leucocitos presentes continúan
m etabolizando la glucosa. Para evitarlo, se emplean
tubos con gel separador que, tras la centrifugación, aísla las
células del suero, o tubos de plasma con fluoruro sódico que
crea complejos con el m agnesio necesario para la actividad
enzima enolasa, lo que inhibe la glucólisis. Si a continuación
se centrifuga la m uestra, la concentración de glucosa perm a­
nece estable durante varias horas a tem peratura ambiente. Si
no se utilizan estas medidas, se debe centrifugar la m uestra y
determ inar la glucosa en la hora siguiente a su obtención.
Prueba de sobrecarga oral de glucosa
La prueba de sobrecarga oral de glucosa se basa en realizar
determinaciones seriadas de glucosa durante 2 h antes y después
que el paciente ingiera oralmente 75 g de glucosa, o 1,75
g/kg de peso hasta un m áxim o de 75 g (fig. 13-8). N orm almente,
la glucemia supera en algún m omento los 11,1 m m ol/L
(200 m g/dL), pero desciende a los 120 m in por debajo de 7,8
m m ol/L (140 mg/dL).
Es una de las pruebas diagnósticas de diabetes mellitus porque
tiene m ayor sensibilidad que la glucosa plasm ática. No
obstante, tiene una baja reproducibilidad y, además, es necesario
que el paciente cumpla determinadas condiciones preanalíticas,
com o un ayuno previo de 1 0 - 1 2 h, una dieta rica en
hidratos de carbono durante los 3 días anteriores a la prueba
(com o m ínim o, 150 g por día) y tras haber interrum pido la
tom a de m edicamentos que afecte los niveles de glucosa.
Detección de la glucosuria
La glucosa, com o azúcar reductor, puede convertir los iones
cúpricos en cuprosos en medio alcalino (reacción de Benedict)
de forma que la solución pierde el color azul y se forma un precipitado
rojizo de óxido cuproso. Ésta es una reacción inespecífica
de la glucosa y no se suele emplear.
La medida semicuantitativa de glucosa se realiza con una tira
reactiva de orina que emplea la reacción de la glucosa-oxidasa
acoplada a una reacción cromogénica sensible al H 2 O 2 . Pueden
existir falsos negativos por la existencia de sustancias reductoras
en la orina mientras que un resultado falsamente positivo
puede deberse a la existencia de sustancias oxidantes, com o la
contaminación con lejía del recipiente de recogida de la orina.
1 Cuerpos cetónicos
cc
^
@
La determinación de los cuerpos cetónicos en sangre u orina
se realiza por métodos de detección semicuantitativos, usando
tiras reactivas o tabletas (Ketostik o Acetest) que se basan en la
reacción del acetoacetato con nitroprusiato en medio alcalino
para form ar un compuesto púrpura. El nitroprusiato reacciona
unas 2 0 veces menos con acetona y no lo hace con p-hidroxibutirato.
La adición de glicina favorece la reacción de la acetona:
pH alcalino
Acetoacetato -1- nitroprusiato--------------» complejo coloreado
Estos métodos semicuantitativos son suficientes para conocer
si existe una situación de cetosis en la evaluación del
paciente diabético. Los métodos cuantitativos para la determinación
de p-hidroxibutirato emplean la enzima p-hidroxibutirato-deshidrogenasa
y NAD-" a un pH de 9,5 de form a que el
incremento de absorbancia a 340 nm es proporcional a la concentración
de éste. También existen métodos automáticos para
cuantificar el acetoacetato, empleando esta reacción inversa a
un pH de 7:
p-hidroxibutirato
-deshidrogenasa
P-Hidroxibutirato -1- NAD""
►acetato+ NADH -1- H"*
Glicohemoglobina
Los métodos para la determ inación de glicohemoglobina
son de dos tipos:
1. Los basados en la diferencia de carga, com o son los de cromatografía
de intercam bio iónico.
2. Los basados en la diferencia estructural entre la hem oglobina
glucosilada y la no glucosilada, com o los inmunoanálisis.
En la separación mediante cromatografía líquida de alta eficacia
(HPLC, del inglés, high perform ance liquid chromatogra-
phy), la glicohemoglobina y otras fracciones de la hemoglobina
se separan en función de su carga eléctrica al pasar por una
resina de intercambio catiónico. Esta metodología requiere muy
poco volumen de hemolizado de sangre total y es rápida (fig.
13-14). El resultado se expresa como porcentaje o, según las recomendaciones
de la IFC C del año 2007, com o m m ol/m ol de la
hemoglobina total. La estandarización ha logrado que el CV
intralaboratorios se reduzca a menos del 5%. Algunas variantes
infrecuentes de la hemoglobina eluyen junto con la H b A lc y
producen valores falsamente elevados de ésta.
Fructosamina
La determ inación de la fructosam ina no tiene m ucha utilidad
y no suele realizarse en el laboratorio clínico. Existe un
m étodo colorim étrico que se basa en el hecho de que la fructosam
ina en condiciones alcalinas reduce el azul de nitrotetrazolio.
La velocidad de form ación del form azán, que se mide
a 5 40 nm , es proporcional a la con cen tración de fructosamina.
Insulina y péptido C
La determ inación de insulina y de péptido C se realiza
mediante métodos de inmunoanálisis competitivo o, m ás fre­

160 Parte II—Analitos y metabolismo
Tiempo de retención (min)
Tiempo de retención (min)
Figura 13-14. Determinación de la glicohemoglobina por cromatografía líquida de alta eficacia de intercambio catiónico en un paciente diabético
con un buen (izquierda) y un mal (derecha) control glucémico. La cuantificación de las fracciones de la hemoglobina se realizan mediante integración
de los picos que se detectan a 415 y 690 nm.
cuentemente, de tipo sándwich. En este caso hay que tener en
cuenta la posible interferencia de anticuerpos heterófilos o factor
reum atoideo. Se puede em plear plasm a o suero, pero es
im portante evitar la hemolisis ya que los eritrocitos contienen
enzimas que degradan la insulina.
Los anticuerpos que se usan frente a insulina también reaccionan
con otros sustratos, con los cuales com parte epítopos
antigénicos, com o proinsulina, derivados de la proinsulina y
derivados de la insulina resultado de glucaciones y dimerizaciones.
La concentración de proinsulina normalmente está presente
en una concentración inferior al 1 0 % de la insulina, pero
puede ser m ucho más im portante en los pacientes con insulinomas
productores de proinsulina. Por ello, no existe un análisis
altamente preciso y exacto y se emplea el térm ino insulina
inm unorreactiva, que hace referencia a esta detección más
amplia. Adem ás, los pacientes que reciben insulina exógena
pueden desarrollar anticuerpos antiinsulina, que interfieren
en el test.
La determ inación del péptido C presenta ciertas ventajas
frente a la insulina, com o el hecho de que su concentración es
más elevada y no está influido por la adm inistración de insulina
exógena. Los anticuerpos frente al péptido C también pueden
reconocer la proinsulina. Existe una variabilidad entre los
métodos debido a los anticuerpos o estándares empleados.
Microalbuminuria
Esta concentraciones de albúmina corresponden aproxim a­
dam ente a 15-20 m g /L y las tiras reactivas de orina que se
em plean habitualm ente no detectan estos niveles tan bajos
aunque existen otras que llegan a estos límites de detección.
La determ inación de m icroalbum inuria se realiza norm almente
con diversas técnicas que emplean anticuerpos antialbúm
ina, com o inmunonefelometría o inm unoturbidimetría.
Estas técnicas se encuentran disponibles en num erosos sistemas
automáticos.
El espécim en estándar es la orina recogida durante 2 4 h,
pero existe una elevada correlación con aquella que se recoge
a prim era hora de la m añana. Puesto que es un espécim en
m ucho más fácil de recoger, es recomendable m edir en éste la
concentración de albúm ina y referirla a la de creatinina. Un
cociente superior a 0,3 m g/g de creatinina indica la existencia
de microalbum inuria.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
American Diabetes Association. D i^ nosis and classification of Diabetes Mellitus.
Diabetes Care 2005; 28 (Suppl 1); S37-S42.
American Diabetes Association. Report o fth e expert committee on the d ií^ o sis
and classification o f Diabetes Mellitus. Diabetes Care 1997; 21(Suppl 1):
S5-S16.
Balion CM et al. Reproducibility of impaired glucose tolerance (IGT)
and impaired fasting glucose (IFG) classification: a systematic review.
Clin Chem Lab Med 2007; 45; 1180-1185.
Bennett CM. Guo M , Dharmage SC. H bA (lc) as a screening tool fbr detection
of T y p e i diabetes: asystemafic review. Diabet Med 2007; 24: 333-343.
Fauci A et al (eds.). Harrison: principios de medicina interna. 17.* edición.
México; McGraw-Hill-Interamericana, 2008.
Gama R, Teale JD. Marks Y Best practice No 173; Clinical and laboratory
investigation o f adult spontaneous hypoglycaemia. Clin Pathol 2003;
56; 641-646.
Goberna R, Aguilar-Diosdado M , Santos-Rey K, Mateo J. Armonización
de resultados de H bA lc en España. Laboratorio Clinico 2009; 02: 56-58.
Montagnana M , Caputo M , Giavarina D, Lippi G. Overview on self-monitoring
of blood glucose. Clin Chim Acta 2009; 402: 7-13.

Metabolismo lipídico.
Dislipemias
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Introducción 161
Lipoproteínas plasm áticas 162
Otras lipoproteínas 163
Apolipoproteínas 163
Receptores de lipoproteínas 163
Principales enzimas del metabolismo vascular
de las lipoproteínas 164
M etabolism o de las lipoproteínas 165
Transporte de los llpidos de la dieta 165
Transporte de los llpidos en ayunas 165
Transporte reverso de colesterol por las lipoproteínas
de alta densidad 166
A lteraciones del m etabolism o lipídico 166
Dislipemias secundarias 167
Alteraciones de las lipoproteínas que contienen
apoB 167
Alteraciones de las HDL 171
Estudio de las alteraciones lipídicas
en el laboratorio clínico 171
Consideraciones preanalíticas 171
Cuantificación de triglicéridos 172
Cuantificación de colesterol total 172
Cuantificación de colesterol en las lipoproteínas 172
Electroforesis de proteínas 173
Determinación de apolipoproteínas 173
Determinación de lipoproteína a 173
Referencias adicionales 173
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Describir la composición de las lipoproteínas.
Describir el metabolismo endógeno y exógeno
de las lipoproteínas.
Identificar y explicar las principales magnitudes bioquímicas
que estudian el metabolismo de las lipoproteínas.
Explicar la diferencia entre dislipemias primarias
y secundarias.
Explicar las principales alteraciones primarias
del metabolismo de las lipoproteínas.
In tro d u cció n
Los lípidos en el organism o provienen tanto de la síntesis
del propio organism o com o de los alimentos. Dentro de una
dieta norm al, los triglicéridos representan más del 90% de las
grasas que se ingieren y el resto está form ado por colesterol y
otros esteróles, fosfolípidos, vitam inas liposolubles, etc. Los
triglicéridos están form ados por una molécula de glicerol, a la
cual se unen ácidos grasos saturados y no saturados. De éstos,
los ácidos grasos insaturados linoleico, linolénico y araquidónico
son esenciales y han de ser obtenidos por la dieta.
Los lípidos tienen num erosas funciones básicas ya que son
constituyentes esenciales de las mem branas, son precursores
de horm onas y ácidos biliares, ayudan a la digestión de alimentos
y sirven com o fuente de energía. El hígado es el principal
lugar en que se sintetizan el colesterol y los ácidos grasos,
que luego se distribuyen al resto del organismo.
Tal y com o se puede observar en la figura 14-1, los triglicéridos
son totalm ente apelares m ientras que el colesterol,
los ácidos grasos y los fosfolípidos poseen en un extrem o un
resto cargado que les perm ite la interacción con el agua. El
colesterol tiene una estru ctu ra basada en cuatro anillos u nidos
(ciclopentano-perhidrofenantreno), con un hidroxilo en
posición 3 y una cadena lateral unida al carbono 17. En el
colesterol, a causa de la esterificación del hidroxilo con un
ácido graso se pierde esta parte polar, por lo cual es necesario
el empleo de un m edio de tran sporte en el plasm a. Por
tanto, los lípidos, al ser com puestos apolares, son insolubles
en el m edio acuoso plasm ático y necesitan un sistem a de
transporte para su distribución dentro del organism o y, por
ello, las lipoproteínas son las partículas que desempeñan esta
función.

162 Parte II—Analitos y metabolismo
Migración
electroforética en gel
de agarosa (pH de 8,6)
Densidad
(g/L)
Lipoproteína
Diámetro (nm)
p: 950
ApolarCHj-O-CO-Ri
R,-C0-0-CH
CH2-0-P-0-(CH2)2-NH3?
Fosfolípido (fosfatidiletanolamina)
Figura 14-1. Polaridad de los lípidos.
Lip o p ro te ín a s p lasm ática s
-" ^ A p o la r
^ c h 2-o-C(3í ^ ^
/r,-C0-0-CH ‘
\ ' y
\ C H ^ -O -C ^
Triglicérido
U na lipoproteína es una estructura esférica cuya parte central
es hidrofóbica y está rodeada por una capa hidrofílica. En
la parte interna, hidrofóbica, se encuentran el colesterol esterificado
y los triglicéridos m ientras que en la parte externa,
hidrofílica, se encuentran los fosfolípidos, el colesterol y las
proteínas (apolipoproteínas; fíg. 14-2).
Existen diversos tipos de lipoproteínas, que se han identificado
por su flotación tras ultracentrifugación en gradiente de
densidad (fig. 14-3A). También se han nombrado de acuerdo
con el patrón electroforético que se produce por la diferente
velocidad de m igración de las lipoproteínas en un gel de agarosa,
en que las bandas se clasifican tras com pararlas con las
bandas de proteínas séricas. Las principales lipoproteínas que
se encuentran en el plasma son (fig. 14-3B):
1. Quiloniicroties. Son las lipoproteínas más grandes y contienen,
sobre todo, triglicéridos. Son las de m enor densidad,
m enor que la del agua, y su presencia en el plasma se
Fosfolípidos
Punto
de aplicación
Banda p
Banda pre-p
Banda a
©
p: 950-1.010
p: 1.019-1.063
p: 1.063-1.240
HDL
4-10
Figura 14-3A. Características fisicoquím icas de las lipoproteínas.
HDL: lipoproteínas de alta denisdad (del inglés, high-densitylipoprotein);
LDL: lipoproteínas de baja densidad (del inglés, low -density lipoprotein)',
VLDL: lipoproteínas de muy baja densidad (del inglés, very low -density
lipoprotein).
pone de m anifiesto com o una capa crem osa en la parte
superior de la muestra tras unas horas de reposo. Es la única
lipoproteína que contiene la apolipoproteína apo B^g. También
contiene apo AI, apo CII y apo E. Se sintetizan en las
células epiteliales del intestino tras las comidas y no están
presentes en circulación en ayunas, sino cuando se produce
el transporte de lípidos procedentes de la dieta. Los quilom
icrones no m igran en la electroforesis de agarosa y se
localizan en el punto de aplicación.
2. Lipoproteínas de m uy baja densidad (VLDL, del inglés, very
low-density lipoprotein), que m igran en la electroforesis en
banda pre-p. Esta lipoproteína se sintetiza en el hígado y
es el principal transporte de triglicéridos endógenos. Tiene
m enor tam añ o que los quilom icrones y contiene menos
triglicéridos y más colesterol y proteínas que los quilomicrones.
Las apolipoproteínas que contienen son la apo
apo CII y apo E.
lOOn
□ Triglicéridos
■ Colesterol total
■ Ésteres de colesterol
■ Fosfolípidos
□ Apolipoproteínas
80-
60-
40-
2 0 -
ú
Qüilomicrón VLDL LDL
Lipoproteína
HDL
Figura 14-2. Estructura de una lipoproteína con la distribución de los
restos hidrofílicos en el exterior y los hidrofóbicos en el interior. El colesterol
se distribuye dependiendo de su estado de esterificación.
Figura 14-3B. Composición de las principales lipoproteínas plasmáticas.
HDL: lipoproteínas de alta densidad (del inglés, high-density lipoprotein)',
LDL: lipoproteínas de baja densidad (del inglés, low -density lipoprotein)',
VLDL: lipoproteínas de muy baja densidad (del inglés, very low -density
lipoprotein).

Capítu lo 14— Metabolismo lipídico. Díslipemias 163
4.
Lipoproteínas de baja densidad (LDL, del inglés, low-densíty
lipoprotein), que m igran en la banda p. Es la lipoproteína
más rica en colesterol y la genera el metabolismo de
las VLD L en circulación, con m enor contenido de triglicéridos
y m ayor de colesterol y proteínas que las VLD L. La
principal apolipoproteína que contiene es la apo
Lipoproteínas de alta densidad (HDL, del inglés, high-density
lipoprotein), que migra en la electroforesis en la banda a . Es
una lipoproteína que se sintetiza en el hígado e intestino.
Es la más pequeña y de mayor densidad de las lipoproteínas
ya que es la más rica en proteínas y fosfolípidos. Las principales
apolipoproteínas que contiene son la apo AI y apo All.
Repeticiones de tipo kringle
Apo(a)
Figura 14-4. Existe una gran similitud entre la lipoproteína a (Lp [a]) y
la lipoproteína de baja densidad (LDL).
Otras lipoproteínas
Lipoproteína a
La lipoproteína a (Lp[a]) es una lipoproteína que se sintetiza
en el hígado y tiene una estructura similar a las LDL (fig. 14-4).
Com o ésta, contiene una molécula de apo que está unida
por un puente disulfuro a una proteína llamada apo(a). La Lp(a)
se metaboliza por un mecanism o en que participan los receptores
en fositas recubiertas de LDL. Por tanto, no es infrecuente
ver simultáneamente una elevación de LDL y de Lp(a) ya que
ambas compiten por los mismos lugares de unión. N o obstante,
los factores que afectan a su metabolismo son diferentes a los de
la LDL. La concentración sérica de Lp(a) se puede alterar en
algunas enfermedades, com o la enfermedad renal, pero no se
modifica por la dieta, el ejercicio o los factores ambientales.
La cuantificación de la Lp(a) en suero tiene especial interés
en pacientes con historia fam iliar de enfermedad cardiovascular
precoz o con hipercolesterolemia para evaluar de forma
más completa los factores de riesgo y ayudar a la elección de
una terapia adecuada (cap. 28).
Lipoproteína X
La lipoproteína X es una lipoproteína an orm al que se
encuentra en pacientes con enferm edad obstructiva biliar y
desaparece en circulación cuando se trata la colestasis que la
ha originado. Está form ada, sobre todo, por lípidos, que constituyen
el 94% del peso. Éstos son fundamentalmente fosfolípidos
(6 6 %) y colesterol no esterificado,ym uy pocos, triglicéridos
y colesterol esterificado. Las proteínas que la constituyen
son, sobre todo, la apo C y la albúmina.
Apolipoproteínas
¿
I Las apolipoproteínas son la parte proteica de las lipoproteí-
E ñas y les proporcionan la estabilidad y la estru ctu ra que las
I caracteriza ya que interaccionan con los lípidos y con el medio
I acuoso. Adem ás de estas propiedades estructurales, algunas
§ de ellas tienen funciones especiales, com o la regulación de las
3 enzim as que actúan sobre las lipoproteínas. Así, la apo AI
I activa la lecitina-colesterol-aciltransferasa y la apo CII activa
g- la lipoproteína-lipasa. Ésta tiene un dom inio de unión a las
I lipoproteínas ricas en triglicéridos y otro a la enzima. O tras
¿ lipoproteínas se unen a receptores específicos, com o la apo
§ ®ioo’ receptor de LD L, o la apo E , que se une al 4.
receptor LRP (del inglés, lipoprotein receptor-related protein)
@ hepático. La proteína de transferencia de ésteres de colesterol
(CETP) se sintetiza en el hígado y en el tejido adiposo y transfieren
colesterol y triglicéridos entre HDL y las lipoproteínas
que contienen apo V LD L y LDL. De esta form a participa
en la recirculación del colesterol hacia el hígado, tal y com o se
describirá m ás adelante. Los tipos de apolipoproteínas y sus
propiedades se indican en la tabla 14-1.
H ay dos isoformas apo B diferentes según las células en que
se sintetizan: en el hígado se produce la apo B,,,^ y en el intestino,
la apo Ambas se sintetizan a p artir de un m ism o
transcrito de A R N m , que es procesado de form a diferente
según el tejido (fig. 14-5). El gen de la apo B se traduce íntegramente
en el hígado y se sintetiza la apolipoproteína apo B,^,;,
que tiene dos dominios, uno N -term inal que se asocia con lípidos
y otro C -term inal que se une al receptor de LD L. En el
intestino se sintetiza apo B^,,, producto de una m odificación
postranscripcional del ARNm de apo B ya que una citosina del
exón 26 es modificada a uracilo. De esta form a, una glutamina
codificada por el codón CA A se transform a en una señal de
detención, codificada por el codón UAA. Así, se form a una
proteína más corta, que corresponde al dom inio N -term inal
de apo B,i5g y que no se une al receptor de LDL. De esta forma,
únicam ente las lipoproteínas que contienen apo B,,,^ pueden
distribuir colesterol a los tejidos.
Receptores de lipoproteínas
2 .
3.
Son los siguientes:
Receptores LDL. Son unas glucoproteínas transm em brana
que se unen a la apo B^^q y a la apo E por el dominio N -terminal,
rico en cisteínas (fig. 14-6). Los receptores de LDL
se encuentran en todos los tejidos, pero sobre todo en los
esteroideogénicos, com o las glándulas suprarrenales o
los ovarios. Su síntesis se reduce cuando hay un exceso
de colesterol celular.
Receptores LRP (proteínas receptoras relacionadas con LDL)
o receptores E. Se encuentran en hígado, músculo liso de la
pared arterial y macrófagos, y unen numerosas proteínas,
entre ellas las lipoproteínas que contienen apo E. Al contrario
del anterior, no se regulan por el exceso de colesterol.
Receptores de VLDL. Estos receptores unen apo E , por lo
que no unen LDL. Se encuentran, sobre todo, en el tejido
adiposo y en el m úsculo, además del cerebro y está casi
ausente en el hígado.
Receptores de eliminación (scavenger). Son receptores que
se encuentran en los macrógafos y unen a las LDL m odificadas.

164 Parte II—Analitos y metabolismo
Tabla 14-1. Propiedades de las apolipoproteínas
Apolipoproteína Síntesis Peso molecular Principales funciones Lipoproteínas
Apo Al
Apo AH
Intestino
Hígado
Intestino
Hígado
29 kDa Cofactor de la LCAT Quilomicrones
HDL
17,4 kDa Metabolism o de HDL HDL
Apo A lV Intestino 44,5 kDa Metabolism o de triglicéridos
Transporte reverso de colesterol
Quilomicrones
HDL
Apo B^g Intestino 240,8 kDa Lipidación de quilomicromes Quilomicrones
Apo B,oo Hígado 512,7 kDa Lipidación de las VLDL
Unión a receptores de LDL
VLDL
LDL
Apo Cl Hígado 6 , 6 kDa Activación de la LCAT Quilomicrones VLDL
HDL
Apo CII Hígado 8,9 kDa Cofactor de la lipoproteína-lipasa Quilomicrones
VLDL
HDL
Apo Clll Hígado 8 , 8 kDa Inhibición del efecto de apo CII Quilomicrones VLDL
HDL
A p o E
Intestino
Hígado
Macrófagos
34,1 kDa Unión a receptores Quilomicrones
VLDL
HDL
Apo(a) Hígado 187-662 kDa Desconocida Lp(a)
HDL: lipoprotefnas de alta densidad (del inglés, high-density lipoprotein); LCAT: lecitina-colesterol-aciltransferasa; Lp(a): llpoproteina a ; VLDL: lipoproteinas de muy
baja densidad (del inglés, very high-density Upoprotein).
2p24-p23
c r z D C
3 Cromosoma 2
ADN
Dominio de unión
a apo E/Bioo
5‘ AUG- CAA
UAA
ARNm
19p13.3
Edición de ARN por una \
desaminasa: CAA— UAA Intestino Hígado
AUG UAA UAA
Apo
N Unión a llpido$|C
No se une al receptor de LDL
a llpídos
Apo B,
n q c
Figura 14-5. Modificación postranscripcional de la apo B. El pre-ARNm
producido en el hígado y en el intestino son idénticos. Sin embargo,
en el intestino el codón del exón 26 se edita a codón de detención de
forma que no tiene el dominio de unión al receptor de lipoproteína
de baja densidad (LDL).
5. Receptores de H D L {Scavenger Receptors class B type 1,
SR-Bl). Reconocen a las apo AI, que se encuentran en las
H D L. Estos receptores se expresan, sobre todo, en hígado
y tejidos esteroidogénicos y, al contrario de los anteriores
receptores, no interiorizan a la lipoproteína, sino que captan
el colesterol esterificado.
Principales enzimas del metabolismo
vascular de las lipoproteínas
Son las siguientes:
1. Lipoproteína-lipasa. Esta enzim a lipolítica es un hom odím
ero que se encuentra unida a los glucosaminoglucanos
Cromosoma 19
Dominio homólogo al
precursor del factor de
crecimiento epidérmico
Dominio o-
glucosilado
Dominio
de membrana
Dominio
citoplasmático
Figura 14-6. Localización del gen del receptor de lipoproteínas de baja
densidad (LDL) en el brazo corto del cromosoma 19 y estructura de la
proteína de 839 aminoácidos.
del endotelio vascular de tejidos extrahepáticos, sobre todo
en tejido adiposo, m uscular, corazón, pulm ón y m am a.
H idrolíza los triglicérídos de los quílom icrones y de los
VLDL, y produce glicerol, ácidos grasos y una lipoproteína
m ás pequeña y em pobrecida en lípidos (ID L, del inglés
intermeáiate-density lipoprotein). Para ejercer esta acción,
tiene un lugar de unión a los triglicéridos y otro a apo CII,
que actúa de cofactor. La actividad lipoproteína-lipasa en
los tejidos depende del estado nutricional y endocrino. En

Capítu lo 14— Metabolismo lipídico. Díslipemias 165
el período absortivo, la actividad en el tejido adiposo es
elevada y en el corazón es baja, por lo que los triglicéridos
de la dieta se dirigen preferentemente hacia el tejido adiposo.
En cambio, durante el ayuno, la actividad en el tejido
adiposo es baja y en el corazón es elevada, lo que le permite
obtener los ácidos grasos necesarios para su consumo.
2. Lipasa hepática. Es una enzima que pertenece a la misma
fam ilia que la lipoproteína-lipasa y la lipasa pancreática.
Se sintetiza y secreta en el hígado y está unida a proteoglucanos
en la superficie de las células endoteliales sinusoidales
y a las células parenquimales del espacio de Disse. Esta
enzima hidroliza triglicéridos y fosfolípidos de las lipoproteínas
IDL, LDL y HDL.
3. Lecitina-colesterol-aciltransferasa (LCAT). Es una enzima
que se sintetiza en el hígado y circula en plasma unida a las
HDL. Esterifica el colesterol de las lipoproteínas mediante
el empleo de fosfatidilcolina, que pasa a lisofosfatidilcolina.
Para esta acción es necesaria la apo AI como cofactor. Como
resultado de su acción enzimática, la fracción de colesterol
esterificado circulante es del 70% del total. El colesterol esterifícado
es más insoluble que el libre y penetra en el interior
de las HDL o, sobre todo, se transfiere a las lipoproteínas con
apo VLDL y LDL, por medio de la proteína de transferencia
de ásteres de colesterol.
M etab o lism o de las lip o p ro te ín as
D ado el diferente origen de los lípidos del organism o, el
metabolismo de las lipoproteínas se puede observar com o dos
rutas centradas en el hígado: una exógena y posprandial, en la
cual las lipoproteínas participan en el transporte de los lípidos
procedentes de la digestión hacia el hígado, y otra endógena y
en ayunas, en la cual el colesterol y los triglicéridos sintetizados
de novo en el hígado son transportados en las lipoproteínas
hasta los tejidos periféricos.
La vida m edia de las lipoproteínas es muy diferente. Así, la
vida media de los quilomicrones es de unos 30 m in y no deben
aparecer en suero en situación de ayuno. La vida media de las
VLD L también es corta, de unas 6 h. Sin embargo, la de LDL
y H DL es m ucho mayor, de unos 4 días. Debido a esta larga
vida m edia de las LD L, éstas son susceptibles de ser m odificadas
por oxidación.
Transporte de los lípidos de la dieta
La absorción de los lípidos ocurre en el intestino delgado.
M ientras los ácidos grasos de cadena corta e interm edia se
transportan por circulación portal unidos a la albúmina, los
ácidos grasos de cadena larga form an triglicéridos de nuevo
en las células. Éstos, junto con el colesterol, se incorporan en
los quilomicrones nacientes, que se secretan en los conductos
linfáticos y alcanzan el torrente sanguíneo por el conducto
torácico. Los quilomicrones secretados son pobres en apolipoproteínas
y contienen sobre todo apo y apo A I, pero se van
enriqueciendo en apo CII y apo E por interacción con las HDL,
a las cuales ceden, a su vez, apo AI intestinales (fig. 14-7A). Al
pasar por los tejidos periféricos, los quilomicrones van perdiendo
triglicéridos por la acción de la lipoproteína-lipasa, se
vuelven más pequeños y con un aspecto menos esférico. Finalmente,
los quilomicrones rem anentes se captan en el hígado
por los receptores LRP, que unen a la apo E.
apo B-48
Lipidos
de la dieta
Ácidos grasos
de cadena
corta
apo B - 4 ^ / ^ ^ a p o A I
*nQM
Intestino
O ^ ^ a n e n ^ a p o E
-aoo u T ‘
Figura 14-7A. Transporte de los lípidos de la dieta al hígado por los quilomicrones.
HDL: lipoproteínas de alta densidad (del inglés, high-density
lipoprotein)' LRP: del inglés, lipoprotein receptor-relatedprotein.
Transporte de los lípidos en ayunas
El hígado sintetiza triglicéridos y colesterol que se distribuyen
a los tejidos por las lipoproteínas (fig. 14-7B). Estos lípidos
se incorporan a las VLDL, que contienen una elevada carga de
triglicéridos y también llevan apo B,^^,, apo E y apo CII; esta
últim a puede captarla posteriormente de las H DL en circulación.
Las VLDL se transportan al espacio extracelular por exocitosis
y, una vez en circulación, van perdiendo triglicéridos
por acción de la lipoproteína-lipasa de las células endoteliales.
El colesterol libre de estas lipoproteínas se transfiere a las HDL,
el cual se esterifica por la acción de la enzim a lecitina-colesterol-aciltransferasa,
que emplea com o cofactor apo AI. Este
colesterol esterificado puede interiorizarse en las H DL o volver
a las lipoproteínas que contienen apo B,,,^ por la proteína
de transferencia de ésteres de colesterol {CETP, del inglés, cholesteryl
ester transfer protein) e intercam biarlo por triglicéridos.
De esta forma, las VLDL se convierten en una lipoproteína
intermedia, más pequeña y densa, llam ada ID L, que contiene
cantidades iguales de colesterol y de triglicéridos. Estas lipoproteínas
intermedias pueden ceder apo E a las H D L, ser captadas
por el receptor LRP en el hígado o continuar su m etabolismo
por acción de la lipoproteína-lipasa, que se transform a
por eliminación de lípidos y apolipoproteínas en las partículas
LDL. Finalmente, las LDL se retiran de circulación por unión
al receptor de LDL, o también por receptores scavenger o,
incluso, por mecanismos de pinocitosis no mediados por receptores.
Los receptores de LDL están en la superficie de las células
concentradas en unos pequeños hoyos recubiertos de clatrina
(fig. 14-8). Estos receptores unen a las lipoproteínas que contienen
apo B,i5g o apo E y las interioriza en la célula. La vesícula
se fusiona, entonces, con los lisosomas y el medio ácido separa
la lipoproteína de los receptores de LDL, que se reciclan en la
superficie celular. Las apolipoproteínas se degradan a am inoácidos
y los ésteres de colesterol se hidrolizan. El exceso de captación
de colesterol en las células regula su metabolismo a tres
niveles:
L Inhibe la síntesis de novo de colesterol y actú a sobre la
enzima hidroxim etilglutaril-CoA-reductasa, que controla
su síntesis.
2. Inhibe la transcripción del gen que codifica en el receptor
de LDL de m odo que se inhibe la captación de colesterol.

166
Parte II—Analitos y metabolismo
apo B 1 0 0
Lipoproteína lipasa
Receptor LRP
Figura 14-7B. Ciclo endógeno de las lipoproteínas. HDL: lipoproteínas de alta densidad (del inglés, high-densitylipoprotein)', LCAT: lecitina-colesterolaciltransferasa;
LDL: lipoproteínas de baja densidad (del inglés, low -density lipoprotein)', LRP: del inglés, lipoprotein receptor-related protein', VLDL:
lipoproteínas de muy baja densidad (del inglés, very low -density lipoprotein).
3. Activa la esterol-o-aciltransferasa, por lo que se incrementa
la esterificación de colesterol.
Transporte reverso de colesterol
por las lipoproteínas de alta densidad
El hígado y el intestino sintetizan las lipoproteínas de alta
densidad (HDL; fig. 14-9) com o unas partículas nacientes con
forma discoidal que contienen apo AI, fosfolípidos y colesterol
no esterificado. Las H DL nacientes hepáticas llevan también
apo CII, apo AII y apo E, además de la enzim a lecitina-colesterol-aciltransferasa.
Estas HDL nacientes pueden captar colesterol
desde las células de los tejidos periféricos a través del
transportador A B C l, una proteína de la familia A TP Binding
Figura 14-8.
Captación de las lipoproteínas de baja densidad (LDL).
1: Unión de LDL; 2: Endocitosis, fusión con el lisosoma y liberación del
colesterol; 3: Reciclaje del receptor de LDL.
Cassette. La enzima LCAT esterifica el colesterol en las HDL
y la CEPT lo transfiere a las VLD L y LDL, y lo intercambia por
triglicéridos. De este m odo van formándose la partículas esféricas
y de m ayor tam año HDLj y, posteriorm ente, las HDLj,
más enriquecidas en lípidos. Además, las HDL pueden captar
apo E de otras lipoproteínas.
En el paso de las HDLj por el hígado, los triglicéridos y los
fosfolípidos son hidrolizados por la lipasa hepática y los ésteres
de colesterol son captados por el receptor de HDL SR-Bl,
que reconocen a la apo AI. De esta form a, las HDL^ se transform
an en partículas más pobres en lípidos, HDLj, o incluso
en H DL nacientes.
A lte ra cio n e s del
m e ta b o lism o lip íd ico
Las alteraciones del metabolismo lipídico se encuentran con
m ucha frecuencia en la práctica clínica. Algunas alteraciones
son prim arias, en el sentido de que no hay ninguna enferm e­
dad causante del trastorno, m ientras que m uchas otras son
secundarias a otra alteración. Con el conocim iento del m etabolismo
lipídico se ha avanzado en la identificación y clasificación
de los factores, incluidos los m ecanism os moleculares,
que causan las dislipemias. N o obstante, la m ayoría de los
pacientes no tiene ninguna alteración genética concreta e identifícable
que explique la alteración de la concentración de lípidos,
sino que influyen diversos factores. Entre ellos destacan
los hábitos de vida, com o el tipo de dieta o el ejercicio. Adem
ás, num erosas enfermedades causan secundariam ente alteraciones
del metabolismo lipídico.
Se pueden clasificar de form a sencilla las alteraciones del
metabolismo lipídico en hipercolesterolemias, por aumento de
colesterol, hipertrigliceridemias, por aumento de triglicéridos,
o dislipemias m ixtas, por aum ento de am bos. Adem ás, casi
siempre las alteraciones de las lipoproteínas se reflejan en una
alteración de la concentración de los lípidos. Ünicam ente en

Capítu lo 14— Metabolismo lipídico. Díslipemias 167
HDU
apo Cll
apo Cll
SR-B1 C4)\\ ^
VLDL
\ J
Deficiencia de LCAT
Deficiencia de CETP
Colesterol
esterificado
/
Triglicéridos
apo Al
LCAT
CETP
HDU
í Intestino — de apo Al apo Al
HDLn
Figura 14-9.
Transporte reverso de colesterol. Existe un intercambio de apoproteínas y Kpidos entre lipoproteínas de alta densidad (HDL) y otras
lipoproteínas. Se indican en rojo las alteraciones del metabolismo de las HDL. CETP: proteína de transferencia del éster de colesterilo (del inglés,
cholesteryl ester transferprotein)', LCAT: lecitina-colesterol-aciltransferasa.
Ijabla 14-2. Clasificación de Fredrickson modificada de las dislipemias
Tipo Lipoproteína aumentada Colesterol Triglicéridos Aspecto
1 Quilomicrones N +++ Capa superior cremosa
lia LDL +++ N Claro
lib LDL ++ + Claro
VLDL
Turbio
lil IDL +++ +++ Turbio
IV VLDL N/+ ++ Turbio o lechoso
V Quilomicrones ++ +++ Capa superior cremosa e inferior
VLDL
turbio
IDL: lipoproteínas de densidad intermedia (del inglés, intermediate-density lipoproteinY, LDL: lipoproteínas de baja densidad (del inglés, low-density lipoprotein);
VLDL: lipoproteínas de muy baja densidad (del inglés, very low-density lipoprotein)
una hiperlipoproteinemia en que coexiste un increm ento de
las LDL y una disminución de las H DL puede haber una concentración
de lípidos dentro del intervalo de referencia.
Fredrickson realizó una clasiñcación de las dislipemias,
aceptada por la OMS en 1980 (tabla 14-2). Se basa en un estudio
fenotípico, que no tiene en cuenta la causa de la dislipemia.
La distribución se basa en el aspecto de la m uestra a 4 '’C y la
determinación de colesterol y triglicéridos. Por ello, los pacientes
con un mism o tipo de alteración pueden estar en grupos
distintos si tienen una expresión fenotípica diferente y viceversa,
alteraciones diferentes pueden encuadrarse en el mismo
grupo de la clasificación si se manifiestan con un m ism o fenotipo.
A parte de ello, tiene en cuenta los quilomicrones, LDL y
VLD L, pero no las HDL. Esta clasiñcación fenotipica ha quedado
superada y hoy día sólo se usa a m odo orientativo.
Dislipemias secundarias
Numerosas enfermedades, fármacos o malos hábitos dietéticos
(consumo excesivo de calorías, grasas saturadas y colesterol)
pueden provocar una alteración del metabolismo de las lipoproteínas
que pueden conducir a hipercolesterolemia, hipertrigliceridemia
o ambas. Entre las enfermedades que se asocian secundariamente
con dislipemias se encuentran la diabetes meUitus,
la insuficiencia renal o la gota (tabla 14-3). Por ejemplo, el hígado
tiene un papel central en el metabolismo de las lipoproteínas,
por lo que una alteración hepática crónica afecta secundariamente
a éstas, lo que provoca una alteración fenotípica.
U na vez que se ha corregido la situación patológica que la
origina, la alteración lipídica debe revertir. No obstante, se ha
de tener en cuenta que pueden coincidir una enferm edad
potencialmente hiperlipemiante y una hiperlipemia primaria.
Por ello, si tras la curación o la retirada del fárm aco persiste la
dislipemia, sería necesario realizar otros estudios bioquímicos
y familiares para descartar una alteración prim aria que se haya
puesto de manifiesto durante la enfermedad.
Alteraciones de las lipoproteínas
que contienen apo B
Las alteraciones prim arias de las lipoproteínas que contienen
apo B pueden ser debidas a defectos en la síntesis, secreción
o en el m etabolism o periférico de las lipoproteínas
(fig. 14-10). Algunas de ellas tienen una incidencia muy baja.

168 Parte II—Analitos y metabolismo
Tabla 14-3. Algunas causas secundarias de dislipemias
Hipercolesterolemia
Hábitos
Alcohol +
Obesidad + +
Dieta rica en grasas saturadas y colesterol + +
Enfermedades
Hipotiroidismo + +
Diabetes mellitus +
Insuficiencia renal + +
Enferm edad hepática + +
Anorexia nerviosa +
Medicam entos
Andrógenos + +
Bloqueadores ^ +
Inhibidores de proteasas +
Corticoides +
Diuréticos tiazídicos + +
Anticonceptivos orales +
Hipertrigliceridemia
Defectos en la apo B
Hiperquilomicronemia
Apo B , 00 defectuosa familiar
Hipercolesterolemia familiar
. Deficiencia de lipasa hepática
^ Disbetalipoproteinemia ^
Defectos en la apo B
Hiperlipidemia familiar combinada
Hipertrigliceridemia familiar
LDL'
Figura 14-10. Alteraciones primarias del metabolismo de lipoproteínas
con apo B. IDL: lipoproteinas de densidad intermedia (del inglés,
interm ediate-density lipoprotein); LDL: lipoproteínas de baja densidad
(del inglés, low -density lipoprotein)', VLDL: lipoproteínas de muy baja
densidad (del inglés, very low density lipoprotein).
como la abetalipoproteinemia mientras que otras, como la hiperlipidemia
femiliar combinada o la hipertrigliceridemia familiar,
tienen una incidencia muy elevada. Estas alteraciones son:
1. Defectos en la apo B: abetalipoproteinenia, hipobetalipoproteinemia
y apo defectuosa familiar.
2. Hiperquilomicronemia.
3. Hiperlipidemia fam iliar combinada.
4. Hipertrigliceridemia familiar.
5. Hipercolesterolemia familiar.
6. Disbetalipoproteinemia.
7. Deficiencia de lipasa hepática.
Defectos en fa apo B
ABETALIPOPROTEINEMIA
La abetalipoproteinem ia es una enferm edad autosóm ica
recesiva muy rara debida a la ausencia de la proteína m icrosóm
ica transportadora de triglicéridos (MTP, del inglés, microsomal
triglyceride transfer protein), que es im portante en la
lipidación de la apo B. Esta proteína transfiere lípidos a la apo
B a medida que ésta se va sintetizando en el retículo endoplásm
ico de m odo que se va form ando simultáneamente la lipoproteína.
En esta deficiencia no se pueden form ar las lipoproteínas
que contienen apo B y se acum ula apo B^g en el intestino
y apo B,|5o en el hígado, respectivamente.
Los pacientes hom ocigóticos carecen de las lipoproteínas
con apo B (quilomicrones, V L D L y LDL) ytienen niveles plasmáticos
muy bajos de colesterol (

Capítu lo 14— Metabolismo lipídico. Díslipemias 169
La hipobetalipoproteinemia con retención selectiva de quilom
icrones se debe a una alteración en la glucosilación de la
apoB^g, con lo que no se producen quilomicrones en el período
posprandial.
APO
DEFECTUOSA FAMILIAR
La producción de apo defectuosa se debe a mutaciones
que reducen su afinidad por el receptor de LDL. La mutación
más com ún es la A rg3500G ln, que afecta el dominio de unión
al receptor de LDL y, por tanto, dificulta dicho enlace. Es una
alteración autosómica dom inante, que puede alcanzar el 3%
en algunos países del centro de Europa, pero es muy rara en
países no europeos. Se produce una hipercolesterolemia similar
a la producida por la deficiencia del receptor de LDL, esto
es, unos niveles elevados de LDL-colesterol y con triglicéridos
y HDL-colesterol dentro del intervalo de referencia.
Hiperquilomicronemia
La hiperquilomicronemia es una alteración autosómica recesiva
de m uy baja prevalencía poblacíonal ( 1 / 1 .0 0 0 . 0 0 0 nacimientos)
que se debe a la deficiencia en la actividad lipoproteína-lipasa,
que dificulta la eliminación de los quilomicrones
de la circulación. La deficiencia puede ser de la propia enzima
o, m ás raram ente, de su cofactor apo GIL La m ayoría de las
alteraciones son m utaciones puntuales de la lipoproteínalípasa,
que generan una proteína no funcional. Cuando la apo
CII está ausente o no es funcional, disminuye mucho la actividad
enzim ática aunque la enferm edad es m enos grave que
en la deficiencia de la propia lipoproteina-lipasa.
La enfermedad produce una notable hipertrigliceridemia,
con cifras superiores a 11,3 m m ol/L (1.000 m g/dL), lo que le
confierre un aspecto lechoso al plasma (dislipemia de tipo I en
la clasificación de Fredrickson). En la mayoría de los casos, la
hiperquilomicronemia se m anifiesta clínicamente en la niñez
con episodios repetidos de intenso dolor abdom inal La gravedad
de los síntomas suele estar asociada con la concentración
sérica de triglicéridos, que pueden provocar una pancreatitis.
Es frecuente la hepatoesplenomegalia por acum ulación
de lipidos en estos órganos. Cuando la concentración de triglicéridos
es superior a 22,6 m m ol/L, los pacientes presentan
xantom as eruptivos e infiltración lipidica en la retina.
El diagnóstico se basa en la determinación de la actividad
lipoproteína-lipasa en el plasma sin o con apo CII para diferenciar
la deficiencia de la enzima de la causada por el cofector.
Antes de la obtención del espécimen, la enzima se libera del
endotelio con una inyección intravenosa de heparina.
D ado que la gravedad de los síntomas es proporcional al
grado de quilom icronem ia, que, a su vez, está directam ente
relacionada con la ingesta de lipidos, el tratam iento se basa en
una dieta con pocos triglicéridos. En ocasiones se administran
preparados de ácidos grasos de cadena m edia para reducir la
hipertrigliceridemia.
Hiperlipidemia familiar combinada
La hiperlipidemia fam iliar com binada es la más frecuente
de las dislipemias, pues afecta a más del 2% de la población. Se
caracteriza por afectar, al menos, a dos miembros de la fam i­
lia, con una variedad fenotipica intra e interindividual y con
un elevado riesgo de enferm edad cardíaca prem atura. De
hecho, esta alteración es la causante del 2 0 % de las alteraciones
coronarias en personas de menos de 60 años. Las causas
bioquímicas de esta alteración todavía no se conocen aunque
se ha observado una síntesis excesiva de apo B,Qg. Esta enfermedad
se caracteriza por un increm ento sérico de apo B,,,^ y
de partículas LDL, que son más densas y pequeñas (fig. 14-11),
en las cuales la relación entre apo B,,,^ y el contenido lipídico
de las partículas es elevada.
Estos pacientes pueden presentar hipertrigliceridem ia,
hipercolesterolem ia m oderada o am bas y las alteraciones
incluso pueden cam biar a lo largo del tiempo:
2 .
3.
Increm ento solamente de LDL-colesterol (tipo lia de Fredrickson).
Increm ento de triglicéridos y colesterol, con una hiperlipoproteinemia
de LDL y de VLD L (tipo Ilb de Fredrickson).
Exceso de apo B¡gg con hipertrigliceridemia, pero sin hipercolesterolemia,
que produce únicamente un incremento de
VLD L (tipo IV de Fredrickson).
Generalmente, la concentración de colesterol sérico es de unos
7,77 m m ol/L (300 mg/dL) y la de triglicéridos, de 4,52 m m ol/L
(400 mg/dL). Asim ismo, la concentración de HDL-colesterol
suele estar ligeramente disminuida.
Predominio de LDL grandes
Predominio de LDL densas y pequeñas
Figura 14-11. Electroforetograma de subfracciones de lipoproteínas de baja densidad (LDL) mediante electroforesis en gradiente de poliacrilamida
con el sistema Lipoprint. Se diferencian siete fracciones de LDL en función del tamaño de partícula. En rojo se indican las menores de 270 A y más
aterogénicas.

170 Parte II—Analitos y metabolismo
Receptor LDL
Plegamiento y transoorte
a la superficie Clase 2
Aparato
Golgi
PCSK9
Síntesis de receptores
de LDL
----
Clase 1
I
gen receptor LDL
^ ~* j Interiorización
/ del receptor
Figura 14-12.
Captación de las lipoproteínas de baja densidad (LDL) por
los receptores de LDL. Se indican las clases de alteraciones en el receptor
de LDL en la hipercolesterolemia familiar. Se representan otras proteínas
que participan en la acción del receptor. LDLRAP1: proteína adaptadora
del receptor de LDL.
Hipertríglicerídemia familiar
La hipertrigliceridemia fam iliar es una dislipemia con una
prevalencia relativamente elevada, pues afecta aproxim adamente
al 0,5% de la población. No se conocen las causas genéticas
de la alteración prim aria y probablemente siga una herencia
autosóm ica dom inante. Se caracteriza por una elevación
de las VLDL, que son grandes, cargadas de triglicéridos y colesterol
y poco densas (fenotipo IV de Fredrickson). Sin embargo,
a diferencia de la hiperlipidemia fam iliar combinada, no hay
increm ento de apo
La enferm edad se m anifiesta a p artir de la segunda década
de vida con una hipertrigliceridem ia norm alm ente entre
2,2 6 m m ol/L y 5,70 m m ol/L. E n la m ayoría de las personas
es asintom ática y se suele diagnosticar com o hallazgo en un
análisis bioquím ico habitual. No obstante, cuando la con ­
centración de triglicéridos es superior a 11,4 m m ol/L, puede
acom pañarse de síntomas similares a la hiperquilom icronemia.
Tal y com o se ha com entado anteriormente, existen num e­
rosas causas que originan hipertrigliceridem ia secundaria y
que han de ser descartadas para diagnosticar el trastorno primario.
Además, es necesario realizar un estudio del perfil lipídico
en familiares de prim er grado para diagnosticar una deficiencia
primaria.
Hipercolesterolemia familiar
La hipercolesterolemia fam iliar está causada por una alteración
en el receptor de LDL. Es una enfermedad autosómica
dominante, en la cual la existencia de personas heterocigóticas
es bastante frecuente, con una prevalencia del 0 ,0 0 2 % de la
población general. La hipercolesterolemia es debida al increm
ento del LDL-colesterol, que en los individuos homocigóticos
puede ser superior a 18 m m ol/L (700 mg/dL) y en los heterocigóticos
norm alm ente es superior a 7,75 m m ol/L (300 m g/
dL). Estas concentraciones son mayores a las encontradas en
otras enfermedades con hipercolesterolemia, com o la hiperlipidemia
familiar combinada. La concentración de triglicéridos
normalmente es inferior a 2,3 m m ol/L y corresponde a un tipo
lia en la clasificación de Fredrickson.
La m ayoría de las alteraciones que ocu rren en el gen del
receptor de LDL se pueden clasificar en seis tipos (fig. 14-12):
1. Clase 1: mutaciones que causan que no se sintetice el receptor.
Son las alteraciones más frecuentes.
2. Clase2: se transportan defectuosamente del retículo endoplásmico
al aparato de Golgi. Son mutaciones que impiden
la form ación de puentes disulfuro y el plegado de la m olécula.
3. Clase 3: son mutaciones en el dominio de unión al ligando.
Puede ocu rrir que se produzcan con una apo E , pero no
con una apo
4. Clase 4: son mutaciones en la cola citoplasmática que impiden
que el receptor se interiorice.
5. Clase 5: son mutaciones en el dominio homólogo a la proteína
precursora de EGF, que impide que el receptor vuelva
a la superficie celular, con lo que es degradado rápidamente.
6 . Clase 6: son mutaciones en la zona C-term inal que impiden
que el receptor se desplace a la zona basolateral de la
mem brana.
La notable hipercolesterolemia provoca un depósito de colesterol
en los tejidos, que form a xantom as en la piel y en tendones.
Una im portante consecuencia del depósito lipídico es la
arteriosclerosis y la enfermedad coronaria prem atura que, en
el caso de los pacientes hom ocigóticos, se m anifiesta ya a los
20 y 30 años.
Aparte del tratamiento dietético, estos pacientes se suelen beneficiar
del tratamiento farmacológico con inhibidores de la enzima
colesterol-hidroximetilglutaril-CoA-reductasa, que regula la síntesis
del colesterol, com o las estatinas. Algunos estudios sugieren
que el tipo de mutación en el receptor de LDL determina la respuesta
a estos inhibidores en los pacientes heterocigóticos. Por
ello, es recomendable realizar un estudio genético de las mutaciones
para hallar una terapia más eficaz, además de la ayuda diagnóstica.
El estudio genético de las alteraciones del receptor de LDL
es difícil por el elevado número de mutaciones descritas, superior
a 850, aunque actualmente se está difundiendo la tecnología de
microchips de ADN diseñados específicamente para estudiar estas
mutaciones. Esta tecnología probablemente sea de gran utilidad
en un futuro para el diagnóstico y el tratamiento.
Adem ás de las m utaciones en el receptor de LD L, otras
mutaciones en la captación de las LDL pueden causar hipercolesterolemia
grave con un elevado riesgo de enfermedad cardiovascular
y presentan xantom as tendinosos. Estas alteraciones
son muy infrecuentes:
L M utaciones en la proproteína-convertasa similar a la subtilisina-kexina
de tipo 9 (PCSK9), que es una proteasa que
participa en la degradación del recep tor de LDL en los
hepatocitos. Algunas mutaciones increm entan su actividad,
con lo que reducen el núm ero de receptores de LDL.
2. Proteína adaptadora del receptor de LDL (LDLRAPl), que
interviene en la reunión de los receptores de LDL en las
vesículas recubiertas de clatrina.
Disbetalipoproteinemia familiar
El gen de la apo E está en el crom osom a 19 y codifica una
proteína rica en arginina, la cual tiene tres isoformas que se
diferencian en la posición de los aminoácidos 112 y 158:

Capítu lo 14— Metabolismo lipídico. Díslipemias 171
1. Apo £ 2 (C y sll2,C y sl58).
2. Apo E3 (C y sll2, A rgl58).
3. Apo £ 4 (A rg ll2 ,A rg l5 8 ).
Por tanto, la apo E2 tiene menos cargas positivas que la apo
E3 y la apo E 4. Debido a esta modificación, las apo E2 no se
unen de form a eñciente a los receptores hepáticos (receptor
LDL y receptor LRP). Com o consecuencia, se acum ula en el
plasma una lipoproteína de densidad intermedia (^-VLDL) y
se produce im portante hipertrigliceridemia e hipercolesterolemia,
lo que le confiere al suero un aspecto turbio (tipo III de
Fredrickson). Esta lipoproteína m igra en la electroforesis con
una posición intermedia entre las |3 y la pre-p.
La mayoría de la población presenta la isoforma apo E3 y los
pacientes con disbetalipoproteinemia familiar son hom ocigóticos
apo E 2/E 2. Aproximadamente, el 1% de la población europea
es hom ocigótica E 2 /E 2 , pero la disbetalipoproteinemia
fam iliar es infrecuente y sólo aparece en el 1-5% de estos individuos,
lo que indica que es necesario la existencia de factores
genéticos y ambientales para que se desarrolle la enfermedad.
Entre ellos están el uso de medicamentos (como los estrógenos
o los bloqueadores p), hábitos de vida (com o la obesidad o el
consumo de alcohol), enfermedades (como la diabetes mellitus
o el hipotiroidismo) u otras dislipemias (com o la hiperlipemia
fam iliar combinada, la hipercolesterolemia fam iliar heterocigótica
o la hipertrigliceridemia familiar).
Los síntomas se m anifiestan habitualmente en la edad
adulta. El depósito de lípidos produce la aparición de xantom
as en la piel, que pueden ser generalizados o localizados,
sobre todo en las palm as de las m anos. También se observa
frecuentem ente la existencia de xantelasm as y arco corneal.
Un aspecto muy importante de este depósito lipídico es la aparición
precoz de aterosclerosis, que puede causar graves alteraciones
cardíacas o periféricas.
Deficiencia de lipasa hepática
Tal y com o se ha descrito anteriormente, la lipasa hepática
tiene un papel fundamental en la captación de lipidos de las partículas
enriquecidas en triglicéridos, com o las HDLj o las IDL.
Esta rara enfermedad produce HDL^ ricas en triglicéridos y tam ­
bién aparece en el lipidograma una banda de p-VLDL similar a
aquella que se observa en la disbetalipoproteinemia. La deficiencia
provoca hipercolesterolemia e hipertrigliceridemia.
Alteraciones de las HDL
La deficiencia de HDL se asocia con m ayor riesgo cardiovascular
debido al efecto beneficioso de las H DL en la prevención
de la arteriosclerosis. Existen diversas enfermedades genéticas,
muy poco frecuentes, que producen una alteración del
metabolismo reverso del colesterol (fig. 14-9):
1. Deficiencia estructural de las HDL. La apo AI es la proteína
predominante de las H DL y las mutaciones en el gen causan
unas concentraciones m uy bajas de esta apolipoproteína
y, en consecuencia, de H DL circulante. La mutación
de apo AI más frecuente es la producida por una sustitución
Cysl73A rg (apo A I M ilano), en que se form an hom o-
dímeros y heterodimeros con apo AJI y producen también
una hipertrigliceridemia moderada.
2. Deficiencias en el metabolismo de las HDL:
a) La deficiencia de la CETP tiene especial incidencia en
la población japonesa, en que más del 2 % de la población
es heterocigótica para dicha deficiencia. Se produce
una alteración en el transporte reverso de colesterol y
las HDLj son muy ricas en colesterol esterificado. Existe
una elevada concentración de HDL-colesterol mientras
que la concentración de LD L-colesterol desciende. Se
ha asociado la deficencia de CETP com o beneficiosa en
las alteraciones cardiovasculares.
b) La deficiencia de A BCl, analfalipoproteinemia o enfermedad
de Tangier, es una enfermedad muy rara autosóm
ica recesiva causada por una mutación en el gen que
codifica la A B C l. La deficiencia causa que los macrófagos
capten las HDL y las interioricen normalmente, pero
las degradan en los lisosomas en lugar de volver a secretarlas
una vez que se han enriquecido con el colesterol
celular. Ello provoca un acelerado metabolismo de las
H DL y una acumulación de ésteres de colesterol en los
macrófagos de muchos tejidos, com o en el hígado, en
los nódulos linfáticos, en la mucosa intestinal o en la piel.
La concentración de HDL en plasma es muy baja, sin la
banda a en la electroforesis.
c) La deficiencia de LCA T es una enfermedad autosómica
recesiva muy rara que se caracteriza por la imposibilidad
de esterificar el colesterol de las lipoproteínas. La deficiencia
absoluta de LCAT impide la esterificación del
colesterol en todas las lipoproteínas mientras que en la
deficiencia parcial de LCAT, llamado síndrome del ojo
de pez, no hay esterificación en HDL (actividad a-LCAT)
m ientras que persiste en las LDL (actividad P-LCAT).
Debido a la ausencia de esta enzima, se produce un incremento
plasmático notable de la fracción de colesterol no
esterificado, que es mayor en la deficiencia total de LCAT
(hasta el 90% del colesterol total). Por ello, los niveles de
HDL están muy disminuidos y tienen una forma discoidal
similar a las HDL nacientes ya que no se pueden ir
cargando de colesterol esterificado.
E stu d io de las alte ra cio n e s
lip íd icas en el la b o ra to rio clín ico
Consideraciones preanaliticas
Variabilidad intraindividual e interíndividual
Existen variables intra e interindividuales que se deben considerar
para que los resultados sean repetibles y reproducibles a
lo largo del tiempo y por otros laboratorios. La variabilidad biológica
intraindividual de los lípidos es alta, del 6 % para el colesterol
y del 20,9% para los triglicéridos. Por ello, es necesario
confirm ar una dislipemia con dos determinaciones en especímenes
obtenidos, al menos, con una diferencia de 2 semanas.
Los factores preanalíticos que m ás influyen en la concentración
sérica de lípidos son los siguientes:
1. La ingesta previa de alimentos incrementa la concentración
de los triglicéridos, que pueden alcanzar 1 0 veces más su
valor inicial tras una com ida rica en grasas, con lo que es
im portante un ayuno de unas 1 2 h previas a la extracción
del espécimen. El efecto del ayuno no es tan notable en la
concentración de colesterol y HDL-colesterol.

172 Parte II—Analitos y metabolismo
2. El ejercicio disminuye la concentración sérica de triglicéridos,
LDL-colesterol e incrementa la de HDL-colesterol. El
efecto del ejercicio depende de la intensidad y del tipo de
ejercicio.
3. El tabaco increm enta la concentración de triglicéridos y
LDL-colesterol.
4. La ingesta m oderada de alcohol increm enta la concentración
de HDL-colesterol. No obstante, un consumo excesivo
incrementa la síntesis hepática de triglicéridos y, por tanto,
su concentración.
5. Algunas enfermedades, com o el hipotiroidismo, la diabetes
mellitus, la insuficiencia renal, infecciones, etc., elevan de
forma secundaria la concentración de lípidos. Diversos fármacos,
com o los antihipertensivos, los inmunodepresores o
los esteroides sexuales pueden m odificar el metabolismo de
las lipoproteínas y la concentración sérica de los lípidos.
Puesto que estos factores afectan a la concentración de lípidos,
el paciente debe realizar dieta, ejercicio y hábitos saludables,
al menos, durante las 2-3 semanas previas a la extracción. Además,
es preferible realizar el estudio en personas sin enfermedad
y sin tratam iento farmacológico en las últimas 2 semanas.
Obtención y aspecto del espécimen
U na vez que se ha centrifugado, el aspecto de la muestra
proporciona cierta información. Los diversos grados de turbidez
de la m uestra se relacionan con elevaciones de los niveles
de triglicéridos (fig. 14-13). En un espécimen de aspecto lechoso
se puede observar la existencia de quilom icrones si se deja
reposar el suero unas 12-16 h a 4 '’C. Estos aparecen com o una
capa crem osa en la parte superior e indica que la m uestra no
se tom ó en ayunas o que hay un defecto en la producción o
funcionam iento de la lipoproteína-lipasa.
Cuantificación de triglicéridos
Los triglicéridos se determ inan con métodos enzimáticos
que utilizan una secuencia de enzimas acopladas, que se basan
1,14
Triglicéridos (mmol/L):
6,84 23,94
en la cuantificación del glicerol tras la hidrólisis de los triglicéridos
con lipasa. Estos métodos son fácilmente automatizables
y están disponibles en num erosas casas comerciales. Un
ejemplo de ellos se expone a continuación, en que se acopla a
una reacción de Trinder que produce un compuesto coloreado.
La absorbancia medida es proporcional a la concentración de
triglicéridos en la muestra:
Lipasa
Triglicéridos + H^O •
glicerol + ácidos grasos libres
Glicerocinasa
Glicerol + ATP • glicerol-3-P + ADP
Glicerol-fosfato-oxidasa
Glicerol-3-P + O ,----------------------- * dihidroxiacetona-P + H -,0,
Peroxidasa
HjOj + crom ógeno • compuesto coloreado + 2 HjO
Estos métodos son susceptibles de interferencia con la reacción
de Trinder. A parte de ello, el glicerol endógeno puede
sobreestim ar la concentración de triglicéridos. Esto no tiene
im portancia en la mayoría de los individuos ya que provoca
un error muy pequeño (unos 0,1 m m ol/L), pero puede ser
m ayor en algunos con diabetes mellitus.
Cuantificación de colesterol total
La cuantificación de colesterol se realiza habitualmente
mediante métodos enzimáticos acoplados, fácilmente adaptables
a autoanalizadores. Puesto que aproxim adam ente 2/3 del
colesterol circulante se encuentra esterificado, la colesterolesterasa
realiza una prim era reacción que hidroliza los ésteres
de colesterol a colesterol libre. Posteriorm ente, la colesterol-
oxidasa lo oxida a colest-en-3-ona y libera agua oxigenada. El
H jO j form ado se cuantifica habitualmente m ediante la reacción
de Trinder:
Colesterol-esterasa
Éster de colesterol -i- H^O---------- * colesterol libre -i- ácido graso
Colesterol-oxidasa
Colesterol libre -i- O, colest-en-3-ona -i- H 2O 2
Peroxidasa
H 2O 2 + fenol + 4-aminofenazona------ * colorante quinona -1- 2HjO
Cuantificación de colesterol
en las lipoproteínas
Figura 14-13. Una muestra que permita leer una hoja colocada por detrás
indica que los niveles séricos de triglicéridos no son muy elevados. En
cambio, una muestra muy turbia o casi lechosa indica que los triglicéridos
son superiores a 5,7 mmol/L.
Se han desarrollado equipos comerciales para la determ i­
nación directa del H D L-colesterol sin necesidad de realizar
una separación previa de las otras lipoproteínas. En algunos
m étodos, el reactivo de trabajo contiene un bloqueador quím
ico o anticuerpos que se unen a las lipoproteínas menos a las
H DL e impiden la reacción del colesterol contenido en éstas.

Capítu lo 14— Metabolismo lipídico. Díslipemias 173
O tros m étodos contienen surfactantes y polianiones que se
unen a las lipoproteínas con apo B y un detergente que solubiliza
el H DL-colesterol. De esta form a, sólo se determ ina el
H D L-colesterol m ediante el m étodo anterior con colesterolesterasa
y oxidasa. Estos métodos son fácilmente automatizables
y se están introduciendo cada vez más en los laboratorios.
Sin embargo, no existe una amplia estandarización y pueden
proporcionar resultados discordantes, especialmente en pacientes
con hipertrigliceridemia o paraproteinemia.
La cuantificación del HDL-colesterol también puede realizarse
mediante la precipitación de las lipoproteínas que contienen
apo (VLDL y LDL) con polianiones (como heparina
o fosfotungstato) y cationes divalentes, com o el Mn^"" o el
Tras la centrifugación, se separan las lipoproteínas precipitadas
m ientras que las HDL perm anecen en el sobrenadante. En
este sobrenadante se cuantiñca de m odo enzimático el colesterol,
que corresponde al HDL-colesterol.
El contenido de LD L-colesterol se suele estim ar mediante
el empleo de la fórmula de Friedewald. Teniendo en cuenta que
el V LD L-colesterol (mg/dL) se estim a como:
VLDL-colesterol (mg/dL) = triglicéridos (mg/dL) /5; por ello
LDL-colesterol (mg/dL) = colesterol total - (HDL-colesterol
+ triglicéridos/5)
O también, en m m ol/L: LDL-colesterol (m m ol/L) =
Colesterol total - (H D L-colesterol + Triglicéridos/2,21)
Es im portante tener en cuenta que, a medida que la concentración
de triglicéridos se increm enta, tam bién lo hace la
inexactitud de la fórmula. Así, en caso de que la concentración
de triglicéridos sea superior a 4 00 m g/dL (4,6 m m ol/L), no se
puede aplicar la fórm ula de Friedewald para el cálculo del
colesterol en las LDL.
Incluso, según las recomendaciones del N ational Cholesterol
Education Program (Adult Treatm ent Panel III), tam poco
se debe utilizar cuando la concentración de triglicéridos es
superior a 2 00 mg/dL (2,3 m m ol/L). En este caso, es más recomendable
la utilización de la magnitud colesterol no HDL:
Colesterol no H DL = colesterol total - HDL-colesterol
También hay que tener en cuenta que la existencia de la lipoproteína
X en los pacientes con colestasis puede provocar una
sobreestim ación del LDL-colesterol empleando la fórmula de
Friedewald.
La concentración de LDL-colesterol puede medirse con técnicas
directas. Estos m étodos para la cuantificación directa
del colesterol en las LDL utilizan detergentes que solubilizan
el colesterol no LDL (H D L, V LD L y quilomicrones). El colesterol
liberado es consumido por la colesterol-esterasa y la colesterol-oxidasa
sin desarrollo de color. Un segundo detergente
solubiliza el colesterol LDL de la m uestra que se cuantiñca
enzimáticamente.
I Electroforesis de proteínas
£ El lipidograma consiste en la separación electroforética de
£ las lipoproteínas en gel de agarosa, mediante el empleo de un
colorante de lípidos para su revelado (fig. 14-3A). Puede ser de
utilidad para identificar la disbetalipoproteinemia (o hiperlipoproteinemia
de tipo III) que revela la existencia de una banda
ancha de P-lipoproteína que está presente en esta enferm e­
dad.
O tro tipo de electroforesis es la determ inación de subfracciones
de LDL, que se puede realizar con el sistema Lipoprint
System. Éste utiliza la electroforesis no desnaturalizante en
gradiente de poliacrilamida y separa a las partículas en siete
fracciones según el tam añ o, y diferencia las m ás lentas, que
son partículas LDL grandes y poco densas, de las más rápidas,
que son las partículas LDL densas, pequeñas y más aterogénicas
(fig. 14-11).
Determinación de apolipoproteínas
La cuantiñcación de las apolipoproteínas suele ofrecer datos
útiles del perfil lipídico del paciente. Se suele m edir mediante
inmunonefelometría cinética, en que se mide la dispersión de
la luz form ada por los complejos antígeno-anticuerpo. Se considera
que la medida de apo AI es una alternativa a la de HDL,
pues existe una buena correlación entre ambos. Sin embargo,
también está presente en las VLD L y en los quilomicrones, con
lo que pueden no correlacionarse con las HDL cuando los niveles
de V LD L sean elevados. De form a similar, las apo B se
encuentran fundam entalm ente en las V LD L y LD L. Puesto
que está asociada con las LD L, el análisis directo de apo B
puede ser otra alternativa a las LDL calculadas. Las concentraciones
elevadas de apo B en plasma también se relacionan
con la aterosclerosis.
Determinación de lipoproteína a
La lipoproteína a (Lp[a]) puede cuantifícarse por nefelometría
cinética mediante el empleo de anticuerpos. Un problema
en la cuantificación de Lp(a) ha sido los diferentes valores obtenidos
por distintos laboratorios. Esto se debe a la alta variabilidad
estructural que puede presentar la apolipoproteína, ya
que puede contar con un núm ero variable de dominios kringle
4 que le confieren un peso m olecular entre 187 y 662 kDa. Esta
heterogeneidad de tam año afecta a su cuantificación en plasma
ya que los calibradores empleados no son representativos de
todos los posibles tam años de apo(a) en plasma.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Burtis CA, Ashwood ER, Burns DE (eds.)- Tietz Textbook of Clinical Cheraistry
and Molecular Diagnostics, 4.‘ edición. San Luis; Elsevier Saunders, 2005.
Comisión de lipoproteínas y enfermedades vasculares. Documentos definitivos.
Sociedad Española de Bioquímica Clínica y Patología Molecular.
Disponible en; http://www.seqc.es/es/Publicaciones.
Gaj^ A, Simba Y Update on dyslipidemia. J Clin Endocrinol Metab 2007;
92:1581-1589.
Larsson K, Quinn P, Sato K. Tibei^ F. Lipids: structure, pbysical properties
and functionality. Bridgwater: Tlie Oily Press Lipid Library, 2006.
NACB LMPG Committee Members. National Academy of Clinical Biochemistry
Laboratory Medicine Practice guidelines: emei^ing biomarkers for primary
prevention o f cardiovascular disease. Clin Cbem 2009; 55; 378-384.
Wbitfield AJ, Barrett PH, van Bockxmeer FM, Burnett JR. Lipid disorders
and mutations in the APOB gene. Clin Cbem 2004; 50; 1725-173

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Capítulo
Proteínas
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Introducción 175
Determ inación de las proteínas
plasm áticas 176
Determinación de la concentración total de proteínas 176
Separación de proteínas mediante electroforesis 177
inmunofijación 178
Estudio de las principales proteínas
plasm áticas 178
Prealbúmina 178
Albúmina 178
a,-Globulinas 179
Oj-Globulinas 180
p-Globulinas 181
V-Globulinas 182
Reacción de fase aguda 184
Proteínas del com plem ento 184
inhibición del complemento 185
Determinación de la actividad del complemento
hemolítico total 186
Referencias adicionales 186
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Señalar las funciones que desarrollan las proteínas
plasmáticas, su origen y concentración habitual.
• Definir los métodos de análisis de proteínas de aplicación
clínica.
• Relacionar los cambios de la concentración plasmática
de proteínas con las alteraciones fisiopatológicas
con que se asocian.
• Describir el fraccionamiento electroforético de las proteínas
plasmáticas y evaluar, con la información que ofrece,
algunos estados de enfermedad.
• Definir las principales proteínas plasmáticas, señalar
sus funciones y el significado clínico de su análisis.
• Justificar los cambios proteicos y celulares que se engloban
en la denominación de reacción de fase aguda.
In tro d u cció n
M uchas proteínas se encuentran en el plasma porque realizan
sus funciones en la sangre, otras están circulando hacia
un tejido y algunas se encuentran en la sangre porque son liberadas
por células lesionadas. Las funciones que desempeñan
las proteínas plasmáticas son, entre otras:
1. Mantenimiento de la presión oncótica de la sangre, principalmente
la albúmina, ya que permanece en el espacio plasmático
e impide la pérdida de líquido hacia los tejidos.
2. Transporte de sustancias insolubles en agua, com o ácidos
grasos u horm onas esteroideas.
3. M antenim iento del equilibrio ácido-base.
4. Reserva circulante de aminoácidos para las células, sobre
todo la albúmina.
5. Hemostasia, ya que en el plasma se encuentran numerosos
factores relacionados con la coagulación y la fibrinolisis.
6 . Inhibidores de proteasas, com o la a ,-a n titrip sin a o la
a^-macroglobulina.
7. Defensa, en la cual intervienen las inmunoglobulinas, factores
del complemento o la proteína C reactiva.
La concentración de cada una de las proteínas depende de la
velocidad de síntesis, de su distribución entre el plasma y el espacio
extravascular y de la velocidad de degradación. Gran parte
de las proteínas plasmáticas son glucoproteínas, com o la albúm
ina, con el 1 % de hidratos de carbono en su molécula, o la
a,-glucoproteína ácida, con el 40% de hidratos de carbono.
Muchas proteínas presentan puentes disulfuro, con pocos grupos
sulfhidrilo libres, lo que les vuelve más resistentes a la desnaturalización
que podría producirse por la elevada presión parcial
de oxígeno de la sangre. La mayoría de las proteínas
plasmáticas se sintetizan en el hígado. Una excepción im por­

176 Parte II—Analitos y metabolismo
tante son las inmunoglobulinas, que se producen en las células
plasmáticas derivadas de los linfocitos B, y diversas hormonas
peptídicas, que son sintetizadas por las glándulas endocrinas,
com o la corticotropina o la insulina. El catabolismo proteico se
produce principalmente en el hígado, controlado en parte por
la composición en hidratos de carbono de las moléculas. Las
proteínas van perdiendo ácido siálico durante su circulación en
sangre y la ausencia de éste es una señal para retirarlas de circulación
por parte de receptores. También se pierden proteínas
plasmáticas por el riñón y el endotelio vascular, a través del cual
algunas proteínas pasan a las células en que se metabolizan para
proporcionar los aminoácidos necesarios para sus funciones.
D eterm in ació n de las
p ro te ín as p lasm ática s
El estudio de las proteínas plasm áticas se realiza cuantiñcando
la concentración total de proteínas en el plasm a y de
algunas proteínas individuales. También tiene gran utilidad
la separación por electroforesis y semicuantificación de las distintas
fracciones proteicas.
3.
4.
5.
El método de Lowry se basa en la reducción del ácido fosfotúngstico-fosfomolíbdico
por el triptófano y la tirosina,
que produce un color azul. Es un m étodo sensible y adecuado
para determ inar la concentración de proteínas en el
líquido cefalorraquídeo. Sin em bargo, hay que tener en
cuenta que la intensidad del color depende del contenido
de estos aminoácidos, que es muy diferente entre las diversas
proteínas, com o la albúm ina y las globulinas.
El método de Bradford es un m étodo muy sensible basado
en la unión del colorante azul de Coomassie a las proteínas
y se obtiene un complejo coloreado.
La refractometría es un m étodo rápido y que emplea poca
m uestra, útil para concentraciones entre 35 y 110 g/L. Sin
embargo, no es muy exacto.
En muchas ocasiones, dependiendo del objetivo del estudio
de las proteínas plasmáticas, es necesario cuantificar proteínas
individualmente. Para ello hay disponibles técnicas analíticas
inm unoenzim áticas o nefelométricas muy sensibles y específicas,
que emplean anticuerpos monoclonales. Estos métodos
se emplean de form a habitual en sistemas automatizados
(Im m age o BN Prospec) en los laboratorios clínicos.
Determinación de la concentración
total de proteínas
La concentración total de proteínas en el plasma es de 6 6 -
87 g/L aunque ésta varía ligeramente según el m étodo utilizado.
Los métodos más habituales de determ inación de proteínas
en líquidos biológicos son:
1. El método de Biuret, el más empleado para determ inar la
concentración de proteínas totales en suero. Este m étodo
colorim étrico se basa en la reacción de los iones de cobre
con los enlaces peptídicos de las proteínas, que producen
un com puesto de color azul-violeta que absorbe a
570 nm .
2. El método turbidimétrico se basa en la precipitación de las
proteínas con ácido tricloroacético o sulfosalicílico. Se
emplea, sobre tod o, en la cuantificación de proteínas en
orina o en líquido cefalorraquídeo.
Ej.: mieloma
múltiple
/
Síntesis de proteínas
Ej.: enfermedad
hepática
Hiperproteinemia
(>87 g/L)
t
Ej.: deshidratación
Volumen plasmático
Ej.: embarazo
i
Eliminación
Ej.: enfermedad
renal
Alteración de la concentración
total de proteínas plasmáticas
Las causas generales que provocan cambios en la concentración
total de proteínas son la variación de la composición
acuosa del plasma y las modificaciones en la concentración de
las proteínas m ás abundantes, principalm ente albúm ina e
inmunoglobulinas (fig. 15-1). Son más frecuentes los casos de
hipoproteinem ia que de hiperproteinem ia. Algunos errores
metabólicos también pueden alterar la concentración de proteínas
plasmáticas.
Los estados de hipoproteinemia pueden deberse a una síntesis
m enor o a pérdidas excesivas:
1. Para la síntesis adecuada de proteínas plasmáticas es necesario
el suficiente aporte de am inoácidos en la dieta, por
lo que el estado nutricional influye decisivam ente en su
concentración. Por ello, los estados de desnutrición o de
malabsorción intestinal provocan hipoproteinemia. Puesto
que el hígado es el principal órgano de síntesis de proteínas
plasm áticas, las hepatopatías graves pueden provocar una
disminución de la síntesis de proteínas y, consecuentemente,
valores bajos de éstas. La inmunodeficiencia grave puede
estar acompañada de hipoproteinemia, por descenso en la
síntesis de inmunoglobulinas.
2. Cuando se produce un descenso de la función renal, puede
haber hipoproteinemia de tal m anera que pueden perderse
grandes cantidades de proteínas por orina en situaciones
de lesión glomerular. Las quemaduras extensas producen
unas elevadas pérdidas de proteínas, que causan hipoproteinemia.
3. También el aumento del volumen sanguíneo puede causar
u na hipoprotein em ia p o r h em od ilu ción. É sta puede
deberse, por ejemplo, a una retención de líquidos.
Figura 15-1.
Principales causas de alteraciones en la concentración de
proteínas por causas fisiológicas (embarazo) o patológicas.
La hiperproteinem ia tam bién se puede producir por una
alteración de la síntesis o hemoconcentración. Un descenso del
volum en plasmático provoca una situación de hem oconcentración,
que se refleja en una hiperproteinemia y en elevación

Capítu lo 15— Proteínas 177
de la concentración de todas las proteínas en la m ism a proporción.
La hiperproteinemia por deshidratación puede deberse
a un consum o m enor o a un aumento de la pérdida de líquidos,
com o en situaciones de diarrea grave, vóm itos graves,
enfermedad de Addison o diabetes.
La elevación de inmunoglobulinas se produce, por ejemplo,
en pacientes con mieloma múltiple. En una elevada proporción
de pacientes con m ielom a se produce un exceso de cadenas
ligeras K y X, que están presentes en elevada concentración en
el suero y se filtran a la orina (proteinuria de Bence-Jones).
53-65%
Separación de proteínas
mediante electroforesis
Las proteínas séricas se separan por su diferente carga eléctrica
mediante la electroforesis en acetato de celulosa o agarosa,
o mediante electroforesis capilar. La carga eléctrica de la proteína
depende del pH del tampón de m odo que, cuanto más difiera el
pH del tampón del punto isoeléctrico de la proteína, mayor será
la carga neta de la proteína y más rápido se moverá en el campo
eléctrico. Normalmente se emplea un pH de 8 , 6 y baja fuerza
iónica. Las inmunoglobulinas migran en dirección contraria
debido a la poca carga en relación con la electroendósmosis (movimiento
de los cationes hacia el cátodo que arrastra las moléculas
de agua que les rodea). Las proteínas se tiñen mediante azul brillante
de Coomassie y, con menos frecuencia, con negro amido o
rojo Ponceau S. No todas las proteínas se tiñen por igual y las que
peor lo hacen tienen una elevada proporción de lípidos o azúcares.
En las condiciones habituales de trabajo, la electroforesis
separa las proteínas en cinco bandas principales (f^. 15-2): la albúmina
se sitúa en el extremo anódico (+), seguida por las fracciones
de a,-globulinas, -globulinas, p-globulinasy y-globulinas.
Tras la tinción se inspecciona visualmente el gel y se realiza
una densitometría para sem icuantificar las bandas y así se
obtiene el perfil del proteinograma. Existen equipos comerciales
automáticos que proporcionan un perfil electroforético solamente
con el empleo de 3-5 fil de suero.
Para cuantificar cada banda, se determina por densitometría
el porcentaje que representa respecto al total de proteínas, cuya
concentración se ha determinado previamente. El proteinogram
a debe realizarse mediante el empleo de una m uestra de
suero ya que, con plasm a, el fibrinógeno aparece com o una
banda adicional en la región p, con aspecto similar a una banda
monoclonal, que puede provocar un error durante la interpretación
de los resultados.
8-14%
Ferroxidasa
Haptoglobina
a 2-Macroglobülina
I
Figura 1S-2. Electroforesis de proteínas séricas en tampón alcalino en
acetato de celulosa y tinción con azul de Coomasie. Se muestra el análisis
densitométrico correspondiente, la proporción de las bandas y las principales
proteínas que influyen en cada una. Ig: inmunoglobulina.
recer una discreta banda en la zona post-y por el increm
ento notable de la concentración de lisozima.
2. Alteraciones en la región a . Se puede observar la ausencia de
banda en la región ex, en el déficit total de a,-antitripsina. Un
incremento de las bandas a , y sugiere una reacción de fase
aguda porque varias proteínas reactantes de fese aguda positivas
m igran a esas regiones, com o la a,-ant¡tríps¡na en la
región o ,, o la haptoglobina y la ferroxidasa en la región o^.
Un incremento de la región o , y de las gammaglobulinas se
Perfiles de los proteinogramas
2 en diversas enfermedades
i Muchas proteínas séricas tienen una concentración demasiado
I baja para influir en el perfil de la banda. Sin embargo, la concen-
'8 tración de otras se modifica en distintas situaciones patológicas,
§ por lo que las proporciones entre ellas cambian y ofrecen como
3 resultado diferentes perfiles de proteinograma (fig. 15-3):
*W>
g- 1. iJMÓíMflZfls. Puede detectarse la existencia de doble
I banda de albúmina o de transferrina, debido a un polimor-
¿ fismo y sin significado clínico. La existencia de bandas adi-
^ cionales intensamente teñidas en la región y (ocasionalmente
en p o Oj) indica la producción monoclonal de inmunoglo-
@ bulinas. En pacientes con leucemia m onocítica puede apa-
Figura 15-3. Ejemplos de alteraciones del proteinograma: A. Normal.
B. Ausencia de banda en a l por deficiencia de al-antitripsina. C. Incremento
de a l, a2 y descenso de p en una reacción de fase aguda. D.
Incremento de la región y en una infección. E. Incremento de la región y
con puente p-y en una infección hepática. F. Notable disminución de la
región y en una inmunodeficiencia. G. Presencia de una banda monoclonal
en la región y.

178 Parte II—Analitos y metabolismo
Prealbúmina
Albúmina
íLCR Suero
Figura 15-4. Existencia de banda de prealbúmina en un proteinograma
de líquido cefalorraquídeo que no se aprecia en un proteinograma de
suero. LCR: líquido cefalorraquídeo.
puede observar en la hepatitis crónica. Una elevación exclusiva
de las a,-globulinas puede asociarse con terapia con estrógenos
o embarazo. La elevación de las -globulinas puede
deberse a la existencia de inmunocomplejos. Un descenso
de la banda es característico de la hemólisis intravascular
por la disminución de la concentración de la haptoglobina en
suero, que se une a la hemoglobina libre, recupera el hierro
liberado en la hemólisis y lo conduce a los tejidos eritropoyéticos
para la síntesis de nueva hemoglobina.
3. Alteración en la región |S. La anemia ferropénica puede causar
un incremento de la región p por aumento de la concentración
de transferrina. También puede deberse a niveles elevados
de estrógenos, por lo que aumenta la concentración de
sus proteínas transportadoras. En las enfermedades hepáticas
puede aparecer un solapamiento de las bandas ^ y y- globulinas,
también llamado puente IS-7 , por un incremento de
la inmunoglobulina A (IgA).
4. Alteraciones en la región y- El increm ento policlonal de
inmunoglobulinas produce una región intensamente teñida,
pero de forma homogénea. Ésta puede ser causada, por ejemplo,
por una reacción inmunológica, enfermedad hepática o
una neoplasia. En cambio, una deficiencia de inm unoglobulinas
produce una tinción tenue.
5. La intensa proteinuria no selectiva, síndrom e nefrótico,
causa un descenso sim ultáneo de albúm ina e inm unoglobulinas.
Éstas son proteínas de tam año m ayor que la
estructura del glomérulo renal y, en condiciones normales,
no deben eliminarse en cantidad significativa por la orina,
pero se pierden por la orina cuando hay una alteración glom
erular y, por tanto, su concentración en sangre dism i­
nuye. Además, aumenta la fracción Oj debido al incremento
de la o^-macroglobulina.
6 . En algunas ocasiones, determinadas proteínas presentan una
movilidad distinta, como la albúmina cuando transporta gran
cantidad de bilirrubina o la haptoglobina cuando une
gran cantidad de hemoglobina libre por una hemólisis in vitro.
Inmunofijación
Esta técnica se utiliza para separar e identificar la existencia
de una proteína en un espécimen (sangre, orina, líquido cefalorraquídeo,
etc.) y especialmente para detectar una paraproteinemia.
Esta técnica tiene dos fases: una prim era de electroforesis
en que se separan los componentes de la muestra, y otra
de inmunoprecipitación de las proteínas que se quieren detectar.
Existen equipos comerciales para realizar inmunofijaciones
con la finalidad de detectar bandas monoclonales. En éstos se
emplea un gel de agarosa en que se aplica la m uestra en cada
calle y se realiza una electroforesis. Posteriormente, sobre cada
calle del gel se añade un anticuerpo que reconoce cada una de
las distintas cadenas pesadas y ligeras de las inmunoglobulinas.
Estos anticuerpos difunden en sus calles del gel y forman
un precipitado con su correspondiente antígeno. En una calle
de referencia se precipitan las proteínas con una solución fijadora.
Tras un tiempo de incubación para que se forme el inmunoprecipitado,
se realiza un lavado que elimina las proteínas
solubles y no precipitadas y se tiñe el gel para identificar las
proteínas. Esta técnica es rápida, produce resultados en unas
2-3 h y resuelve de forma adecuada las bandas monoclonales.
Así, la inmunofijación es el m étodo de elección para la detección
e identificación de las proteínas de Bence-Jones.
E stu d io de las p rin cip ales
p ro te ín as p lasm ática s
Prealbúmina
La prealbúmina o transtiretina es una proteína no glucosilada
de 55 kDa que se sintetiza en el hígado. Se denomina así
por su m igración m ás anódica que la albúmina aunque no se
suele observar en el proteinogram a en suero. No obstante, por
su pequeño tam año, pasa con facilidad al líquido cefalorraquídeo
y en el proteinogram a form a claram ente una banda
(fig. 15-4). Su principal función es el transporte de las horm o­
nas tiroideas Tj y T^, pero sobre todo se une a la proteína fijadora
de retinol con la vitam ina A. De esta form a se transporta
la vitam ina A hasta los tejidos. Su vida media es muy corta, 2,5
días, y su concentración en plasm a desciende rápidamente
cuando hay m enor consum o proteico y calórico, así com o en
las enfermedades hepáticas y procesos inflamatorios.
Albúmina
La albúmina es la proteína más abundante del plasma, representa
entre el 40 y el 60% del total, por lo que es la principal
responsable del mantenim iento de la presión oncótica. Tiene
un peso molecular de 68,5 kDa y gran cantidad de cargas negativas
en su m olécula. No contiene apenas hidratos de carbono
y su vida m edia es de unos 21 días. Presenta más de 20 variantes
genéticas, que pueden provocar la aparición de una doble
banda de albúmina en el proteinograma, lo que se conoce como
bisalbuminemia, pero sin significación clínica (fig. 15-5).
La albúmina se sintetiza en el hígado en función de la ingesta
proteica y de su concentración en sangre y se metaboliza en
muchos tejidos en que las células la captan por pinocitosis y la
hidrolizan, aprovechando sus am inoácidos. De este m odo,
éstos constituyen un depósito móvil de aminoácidos. El catabolismo
aumenta en procesos traumáticos, en infecciones y en
intervenciones quirúrgicas. O tra función de la albúm ina es la
de transporte debido a su elevada concentración y por la gran
cantidad de cargas negativas que posee. Así, transporta ácidos
grasos, fárm acos, vitam inas, calcio y bilirrubina (fig. 15-5).
También transporta diversas horm onas, com o T^, Tj, cortisol
o aldosterona. Por tanto, los cambios de la concentración plasm
ática de albúm ina m odifican la concentración de estas sustancias
que transporta.

Capítu lo 15— Proteínas 179
calicreína, la plasmina o la trom bina, si bien la inhibición con
m ayor interés clínico es la de la colagenasa y la de la elastasa.
La elastasa es una enzima que liberan los neutrófllos en la zona
de inflam ación, pero que debe ser inactivada por la a,-an titripsina
para evitar que ataque el tejido conjuntivo. Su actividad
inhibitoria es m áxim a a pH neutro o ligeramente alcalino
m ientras que a un pH de 4,5 es prácticam ente inactiva, por lo
que no inhibe las enzimas intestinales.
Existen numerosas variantes de la a,-antitripsina y el más
com ún es el alelo PI*M (PI de inhibidor de proteasas) que tiene
una actividad norm al. Los alelos P P S y PI*Z se asocian con
una actividad deficiente y el PI*N ULL, a la ausencia de actividad:
Figura 15-5. Ejemplo de bisalbuminemia (izquierda) y movilidad más
rápida de la albúmina por unión a la bilirrubina (derecha). Se representa
el gel y el análisis del densitograma.
La hipoalbuminemia es m ucho más frecuente que la hiperalbum
inem ia. La causa m ás frecuente de increm ento de su
concentración es la deshidratación; también se puede elevar
su concentración de form a «artefactual» por la estasis venosa
en el m om ento de la extracción. Dado que la albúm ina es la
proteína más abundante del plasma, su descenso suele causar
una hipoproteinemia. La hipoalbum inem ia puede deberse a
causas fisiológicas, tal y com o ocurre durante el embarazo porque
aumenta el volumen circulante y, en cierta manera, se produce
una hemodilucion. También puede deberse a causas patológicas
por:
1. M enor síntesis, tal y com o sucede en casos de mainutrición,
en que el bajo aporte de aminoácidos provoca una disminución
de la síntesis de albúmina. Por ello, la determinación
de albúmina en sangre se utiliza con frecuencia en el seguimiento
del estado nutricional del paciente, tal y com o puede
ser en la malabsorción intestinal. También disminuye la concentración
de albúmina en enfermedades hepáticas por la
disminución de la capacidad sintética del hígado.
2. Pérdidas, tal y com o ocurre en las alteraciones renales o
enteropatias, que pueden cau sar una hipoalbum inem ia
muy grave. En la ascitis puede suceder que la albúmina pase
al com partim ento extravascular debido a la elevada presión
en la circulación portal y así disminuir su concentración
en sangre.
a.,-Globulinas
a^-Antitripsina
La a,-an titrip sin a es una glucoproteína de 55 kD a que se
sintetiza en el hígado y en los m acrófagos alveolares. Es una
serpina con una im portante función inhibidora de serina-proteasas,
que inactivan enzimas similares a la tripsina, com o la
1. El alelo Z consiste en una sustitución Glu342Lys, que produce
una alteración de estructura p. Ello resulta en un plegamiento
anorm al y la proteína polim eriza y se acum ula
en el hígado y en el pulmón. La concentración sérica es del
2 0 % del valor norm al, con una m enor función inhibidora
de elastasa y con un elevado riesgo de enfisema.
2. El genotipo S se debe a la sustitución Glu264Val, que da
como resultado una proteína menos estable que sufre mayor
degradación proteolítica intracelular. Una vez en circulación
tiene una función inhibidora de elastasa norm al. La
concentración de a,-antitripsina es el 60 % del valor norm
al y los individuos afectados no presentan m anifestaciones
clínicas.
Estos alelos pueden producir los distintos fenotipos com o el
M M , SS o ZZ, u otros intermedios, com o el SZ o M Z. La deficiencia
de actividad a,-antitripsina provoca lesión temprana
especialmente en el pulmón, que produce enfisemas, ya que la
elastasa liberada en la reacción inflamatoria puede destruir la
pared alveolar en los pulmones. Esta situación es más grave en
individuos fumadores. También se afecta el hígado, que produce
hepatitis e, incluso, cirrosis. Los déficit hereditarios de esta proteína,
principalmente asociados con el genotipo ZZ, aunque tam ­
bién con SS, M Z y MS, presentan una frecuencia en conjunto de
1/3.000. Puesto que esta proteína representa el 90% de la región
o , del proteinograma, su deficiencia se muestra com o una disminución
o, incluso, ausencia de dicha banda.
a^’ Glucoproteína ácida
La cXj-glucoproteína ácida es una proteína de 40 kD a y con
el 45% de hidratos de carbono, lo que le proporciona un punto
isoeléctrico solamente de 2,7. Presenta polimorfismos que pueden
m igrar de form a diferente en el proteinogram a, pero no
tienen significación clínica. Entre sus funciones destaca la inhibición
linfocitaria, efecto que durante la reacción de fase aguda
puede sugerir una función reguladora de la respuesta inmunitaria.
Inhibe la multiplicación del parásito de la m alaria, disminuye
la fagocitosis de neutrófilos e inhibe la agregación plaquetaria.
También transporta fárm acos, com o lidocaína y
propanolol y sustancias lipófilas.
Proteína transportadora de retino!
La proteína transportadora de retinol es una proteína no
glucosilada de 21 kD a y una vida m edia muy corta, de unas
12 h. Es una a,-globulina que circula unida de form a equim o-
lecular con la prealbúmina y forma un complejo que es el único

180 Parte II—Analitos y metabolismo
transportador específico de la vitam ina A. Debido a su bajo
peso m olecular se ñ ltra en el glomérulo y casi toda se reabsorbe
en los túbulos. Las enfermedades renales, especialmente
tubulares, y los tratam ientos con fárm acos nefrotóxicos increm
entan su excreción urinaria. La concentración sérica disminuye
en pacientes con malnutrición, fibrosis quística, alteraciones
hepáticas crónicas, hipertiroidism o y déñcit de zinc ya
que éste es requerido para su síntesis.
aj-Globulinas
a2-Macroglobulina
La o^-macroglobulina es una proteína dim érica de las más
grandes del plasma, de 820 kDa, y que se localiza casi exclusivam
ente en el espacio intravascular. Es la principal com p o­
nente de la fracción del proteinogram a. Tiene una función
inhibitoria de numerosas proteasas, com o plasmina, trombina,
tripsina, quimotripsina, elastasa y calicreína. En su forma libre
tiene una vida media de 5,5 días m ientras que, unida a proteasas,
la vida media es de sólo unos 1 0 m in porque el complejo
es retirado rápidamente por el sistema reticuloendotelial.
Su concentración aum enta hasta 10 veces en el síndrome
nefrótico ya que su tam año impide su eliminación por el riñón
lesionado m ientras que se pierden otras proteínas de m enor
tam año, com o la albúm ina. La concentración de o^-m acroglobulina
aum enta proporcionalm ente y tiene un papel más
relevante en el mantenimiento de la presión oncótica. También
se eleva en situaciones de enfisema pulmonar, diabetes mellitus,
defectos del tubo neural, dermatitis atópica, síndrome de
Down y aumento de estrógenos, como en el embarazo y empleo
de anticonceptivos orales. Su concentración disminuye en la
artritis reumatoidea y en el mieloma.
Ferroxidasa (ceruloplasmina)
Es una proteína de 132 kD a que se sintetiza principalmente
en el hígado aunque una pequeña cantidad también en los
m acrófagos y linfocitos. Es un com ponente m enor de las
Hemoglobina
Oj- globulinas que transporta alrededor del 90% del cobre plasmático.
El resto del cobre fundam entalm ente está unido a la
albúmina. Cada molécula de ferroxidasa transporta 6 átomos
de cobre mediante una unión covalente, por lo que el cobre no
se intercambia con facilidad. O xida el Fe^"" a Ee^"" y perm ite así
su transporte por la transferrina. La ferroxidasa puede prevenir
la peroxidación de lípidos y la producción de radicales
libres, por lo que protege los tejidos en estados inflamatorios.
Los estrógenos estim ulan su síntesis de tal forma que mujeres
embarazadas o con tratamiento con estrógenos tienen una concentración
de ferroxidasa plasmática elevada.
La aplicación clínica m ás im portante de la determinación
de ferroxidasa en plasma ocurre en el diagnóstico de la enfermedad
de W ilson, que se caracteriza por niveles plasmáticos
de ferroxidasa muy bajos (inferiores a 2 0 0 m g/dL). Se encuentran
niveles disminuidos de ferroxidasa en plasma en casos de
malnutrición, malabsorción, nefrosis y enfermedad hepática
grave, sobre todo en la cirrosis biliar primaria.
Haptoglobina
La haptoglobina es una glucoproteína de 85-160 kD a que se
sintetiza en el hígado y m igra a la región en el proteinogram
a. Está form ada por dos pares de cadenas, a y p, unidas
por puentes disulfuro. Tiene un gran polim orfism o genético
y los principales fenotipos son el H pl-1, Hp2-1 yH p 2-2 que, al
tener diferente m asa, se pueden distinguir por electroforesis
en gel de poliacrilamida.
La principal función de la haptoglobina es unir una cadena a
de hemoglobina libre por cada una de sus cadenas |S(f^. 15-6A).
El complejo haptoglobina-hemoglobina tiene actividad peroxidasa
y degrada peróxidos Hberados durante la fegocitosis. Este complejo
es reconocido por el receptor CD163 de los macrófegos, que lo interioriza
y metaboliza a aminoácidos libres, bilirrubina y hierro. De
esta forma se evita que pierda el hierro y su posible efecto tóxico.
Las hemoglobinas anormales que no tienen cadenas a , como la de
Bart (y4) o la H (p4), no pueden unirse a la haptoglobina.
La cuantificación plasmática de haptoglobina es útil para monitorizar
a pacientes que presentan una tasa lenta, pero uniforme,
de hemólisis, com o los pacientes con prótesis valvulares o con
hemoglobinopatías. La concentración de haptoglobina desciende
Figura 15-6A. Retirada de la hemoglobina por la haptoglobina. La
cadena p de la haptoglobina une la cadena a de la hemoglobina y el
complejo es retirado por los macrófagos, donde el hemo se degrada a
bilirrubina.
Figura 15-6B. Alteraciones del proteinograma poruña hemólisis extravascular.
Se observa una intensa banda correspondiente a la haptoglobina
unida a hemoglobina, con una migración próxima a la región p.

Capítu lo 15— Proteínas 181
notablemente cuando hay una crisis hemolítica. Esto se debe al
hecho de que los complejos con la hemoglobina son eliminados
de la circulación por los macrófegos y superan la capacidad sintética.
Estos pacientes tienen una concentración elevada de LDH
y disminuida de haptoglobina y hemoglobina. Sin embargo, en la
hemóhsis in vitro no disminuye la concentración de haptoglobina
aunque tendrá una movihdad electroforética diferente (fíg. 15-6B).
De esta forma se puede diferenciar una hemólisis in vitro de una
intravascular.
Prealbúmina-
^-Globulinas
Hemopexina
La hem opexina es una proteína que une el grupo hem e que
se libera al degradarse la hemoglobina no unida a la haptoglobina.
El grupo hem o libre es tóxico ya que se puede intercalar
en la m em brana lipídica y puede prod u cir radicales
libres. El complejo hem opexina-hem o es captado por receptores
de m acrófagos y células de Kupffer en el hígado, donde
el hemo se transform a en bilirrubina. La concentración sérica
de hem opexina, al igual que ocurre con la de haptoglobina,
dism inuye en situaciones de hem ólisis intravascular. El
exceso de hem o se une a la albúm ina y se form a m etahem albúm
ina. A m edida que se dispone de m ás hem opexina por
nueva síntesis, el hem o pasa de la m etahem albúm ina a la
hem opexina, que lo retira. La hem opexina no es una reactante
de fase aguda, por lo que es útil para evaluar la hem ó­
lisis cuando hay una reacción de fase aguda (p. ej., inflam a­
ción) en que la concentración de haptoglobina está afectada
por ser un reactivo de fase aguda.
Transferrína
La transferrína es una glucoproteína de unos 79 kDa de las
cuales existen m ás de 2 0 variantes que, con excepción de la
atransferrinem ia, no tienen significado clínico. Su síntesis
hepática está muy afectada por el sum inistro de aminoácidos
y, puesto que su vida m edia es de 8 - 1 0 días, puede utilizarse
para valorar la respuesta al aporte nutricional en un paciente.
Su principal función es transportar cationes en plasma aunque
sólo el transporte de hierro y cobre parece que tenga significado
fisiológico. La determ inación de transferrína tiene
interés en el estudio del metabolismo del hierro (cap. 1 0 ).
La atransferrinemia es una enfermedad congénita en la cual
la concentración sérica de transferrína es muy baja, produce
una sobrecarga de hierro en el organism o, con anem ia hipocróm
ica grave resistente a tratam iento con hierro.
La transferrína tiene una N -glucosilación en dos residuos
de asparagina de la porción C-term inal. Estas ramificaciones
de olígosacáridos pueden term inar con 0 - 8 residuos de ácido
siálico. Por ello existe una variabilidad de la molécula de transferrina,
con m oléculas con diferente punto isoeléctrico. En
suero predom ina la isoform a tetrasializada y las isoformas
disialo, m ono y asialotransferrina se denominan transferrína
deficiente en hidratos de carbono y se encuentra habitualmente
en cantidades insignificantes en el suero.
Existe una asialotransferrina que se encuentra en el liquido
cefalorraquídeo (LCR) producida por la actividad enzima-neuram
ínidasa presente en el cerebro (fíg. 15-7). Esta enzima elimina
el ácido siálico de la transferrína y produce una isoforma
Banda t
LCR
Suero
Figura 15-7. Presencia de transferrína desializada (banda t ) en el proteinograma
de líquido cefalorraquídeo, comparado con el proteinograma
de suero.
totalm ente desializada que m igra en la región pj m ientras que
la transferrína con ácido siálico migra en la P,. Algunos pacientes
con lesiones tum orales o con traum atism os pueden sufrir
rinorrea u otorrea de LCR, que es im portante detectar para
im pedir infecciones o complicaciones neurológicas. La detección
de la asialotransferrina, que corresponde a la banda x del
proteinogram a del LCR, perm ite identificar estas situaciones.
La detección de rinorrea u otorrea de LCR se puede realizar
mediante inmunofijación seguida de inmunotransferencia o,
m ás frecuentemente, por electroforesis de alta resolución en
geles de agarosa seguida de inmunofijación y posterior tinción
del gel con un colorante de proteínas.
p2-Microglobulina
La Pj-microglobulina es una proteína pequeña, de 11 kDa,
que form a parte del sistema m ayor de hístocompatibilídad de
clase L por lo que está presente en la m em brana de todas las
células nucleadas. Debido a su pequeño tam año se filtra en el
glomérulo renal y se reabsorbe completamente en los túbulos.
Su concentración urinaria se eleva de forma notable en la enfermedad
tubular renal.
Su concentración sérica se increm enta en algunas enfermedades
autoinmunes de tipo inflamatorio, com o el síndrome de
Sjógren y la artritis reumatoidea. Su determinación en sangre
también se utiliza en el seguimiento de la terapia con antirretrovirales
de los pacientes con sida. Tiene utilidad com o m arcador
tum oral en neoplasias sanguíneas: linfomas no hodgkiníano,
enfermedad de Hodgkin, leucemia mieloide crónica y
m ielom a múltiple. Así, una concentración sérica baja en los
pacientes con m ielom a múltiple se correlaciona con m enor
proliferación tum oral e infiltración ósea mientras que una concentración
elevada se asocia con un m al pronóstico.
Fibrínógeno
El fibrinógeno es una glucoproteina de 341 kD a sintetizada
en el hígado. Interviene en la coagulación com o sustrato de la
trombina, que lo transform a en fibrina para polimerizar y for­

182 Parte II—Analitos y metabolismo
m ar el coágulo posteriorm ente. El plasma contiene fibrinógeno,
pero no el suero, al haberse consumido en la coagulación.
Su concentración aumenta durante el em barazo y con el consum
o de anticonceptivos. Disminuye en casos de coagulación
intravascular disem inada, en alteraciones hepáticas y en el
déñcit congénito de ñbrinógeno.
7 -Globulinas
Esta región está form ada por las inmunoglobulinas, que son
el principal grupo de proteínas no sintetizadas por el hígado,
ya que las producen y secretan las células plasmáticas derivadas
de los linfocitos B. Existe un gran núm ero de inm unoglobulinas
diferentes que reconocen y unen a gran variedad de
antígenos extraños, e inician el m ecanism o para destruirlos.
Las inmunoglobulinas están formadas básicamente por dos
cadenas pesadas idénticas y dos cadenas ligeras idénticas unidas
por puentes disulfuro. Las cadenas ligeras se producen
independientemente de las pesadas, en ligero exceso a aquellas
que se incorporan a inmunoglobulinas y son de dos tipos, K y
X. Existen 5 clases de inm unoglobulinas que difieren en la
región constante de las cadenas pesadas:
1. IgG, cuya cadena pesada es la y. Ésta se produce en mayor
cantidad y representa alrededor del 70% del total de inmunoglobulinas
circulantes. Contiene menos del 3% de hidratos
de carbono, con un peso m olecular de 160 kDa. Es responsable
de la respuesta in m u n itaria secundaria y se
producen anticuerpos IgG en respuesta a la m ayoría de
virus y bacterias. Tiene cuatro subclases: IgG,, IgGj, IgGj
e IgG 4, con diferencias estructurales en la región bisagra.
2. IgA, cuya cadena pesada se denomina a y representa entre
el 10 y el 15% del total de inmunoglobulinas. Contiene el
10% de hidratos de carbono en su molécula. Tiene una vida
m edia de 6 días. Posee una form a m onom érica, sim ilar
estructuralm ente a la IgG y una polimérica, fundam entalmente
IgAj, que es más resistente a la destrucción por algunas
bacterias patógenas que la IgA ,. O tra form a de IgA,
probablemente la más importante, es la llamada IgA secretora,
que se detecta en lágrimas, sudor, saliva y otras secreciones
del organismo. Tiene un peso molecular de 380 kDa
y estructuralmente está formada por dos moléculas de IgA,
un componente secretor con un peso m olecular de 70 kDa
y una cadena J de 15,6 kDa. El componente secretor la convierte
en especialm ente resistente a la acción de virus y
bacterias.
3. TgM, cuya cadena pesada es la [x. Es la menos especializada
de todas las inmunoglobulinas y la única que sintetiza el
neonato. Contiene el 10% de hidratos de carbono y un peso
m olecular muy elevado, unos 9 0 0 kD a, lo que impide su
salida hacia el espacio extravascular. La inmunoglobulina
presente en el suero es un pentám ero form ado por cinco
m onóm eros de IgM. En el adulto, es la tercera más abundante,
pues representa el 5-10% del total. La IgM com o
receptor de m em brana es m onom érica, m uy sim ilar a la
m olécula de IgG, pero con un glucopéptido añadido,
la cadena J. Es la inmunoglobulina responsable de la respuesta
inm unitaria prim aria y activa de form a eficiente la
vía del complemento.
4. TgD, cuya cadena pesada es la 6 . Representa menos del 1%
del total de inmunoglobulinas. Contiene alrededor del 12%
de hidratos de carbono y posee un peso m olecular de 184
kDa. Es m onom érica, con una estructura similar a la IgG.
Al igual que la IgM, es un receptor de m em brana para los
antígenos en los linfocitos B.
5. IgE, cuya cadena pesada es e. Es una inm unoglobulina
m onom érica que contiene el 15% de hidratos de carbono y
tiene un peso m olecular de 188 kDa. Su estructura es similar
a la IgG. Se une rápidam ente, a través de la porción
constante de sus cadenas pesadas, a los m astocitos y sólo
se encuentra en el suero en una pequeña cantidad. Interviene
en las reacciones de hipersensibilidad inm ediata y
alergia. Cuando el antígeno se une a dos de las IgE de la
superficie de los m astocitos, éstos se estim ulan y liberan
histam ina y otras aminas vasoactivas, que son las responsables
de la permeabilidad vascular y de la contracción del
m úsculo liso, que ocurren en las reacciones de tipo alérgico.
Hipogammaglobulinemia
Las inm unodeficiencias pueden ser por causa genética o
adquirida y se asocian con un riesgo a padecer infecciones
recurrentes. El descenso o ausencia de la región de las gam -
maglobulinas en el proteinogram a suele indicar una deficiencia
de IgG, en general secundaria a la pérdida de proteínas o a
insuficiencia en la síntesis por una alteración congénita prim
aria. La existencia de una región y con aspecto norm al no
descarta la ausencia de déficit prim ario porque puede estar
afectada la síntesis de una o dos inmunoglobulinas, mientras
el resto perm anecen norm ales. Adem ás, algunas inmunodeficiencias
cursan con niveles norm ales de IgG, pero éstas no
son capaces de actuar ante un nuevo antígeno.
Hipergammaglobulinemia
El increm ento policlonal de inm unoglobulinas es la respuesta
norm al a la infección, en la cual se elevan todas ellas.
La IgG predomina en la respuesta autoinmune, la IgA en las
infecciones de la piel, intestino, sistema respiratorio y sistema
renal, y la IgM en infecciones víricas prim arias e infecciones
de las células sanguíneas, com o la malaria. Las infecciones
bacterianas crónicas provocan una elevación en sangre de
todas las inmunoglobulinas, en cuyo caso puede tener más
interés la cuantificación de las diferentes clases. La cuantifícación
de IgE es útil en pacientes con asma y otras alergias,
especialmente en niños.
La elevación m onoclonal de inmunoglobulinas se debe a la
síntesis de moléculas con idéntica estructura. Sí la cantidad
producida es im portante, se detecta una banda bien definida
en la región y del proteinogram a (fig. 15-8A ). Estas inm unoglobulinas
m onoclonales, tam bién llam adas paraproteínas,
pueden ser polímeros, m onóm eros o fragmentos de las m oléculas,
en general cadenas ligeras (proteínuria de Bence-Jones)
y raram ente cadenas pesadas (enfermedad de Eranklin). Para
tipificar la banda m onoclonal observada en el proteinogram a
es necesario realizar una inm unofijación de la m uestra,
mediante el empleo de anticuerpos específicos frente a las cadenas
pesadas y ligeras de tal m anera que se form a la banda
donde reacciona el com ponente m onoclonal de la m uestra
(antígeno) con el anticuerpo añadido (fig. 15-8B).
El hallazgo de una banda monoclonal no implica necesariamente
la existencia de una enfermedad maligna. La mayoría

Capítu lo 15— Proteínas 183
Producción monoclonal
Incremento policlonal de inmunoglobulinas IgG: 14,30 g/L
Producción policlonal
-<
. y cadenas X libres. En la inmunofijación
de orina se observa sólo la eliminación de las cadenas k libres.
pesadas, en general incompletas. La más frecuente es la enfermedad
de cadenas a , en la cual el intestino es infiltrado y se
produce un síndrom e de m alabsorción grave. También hay
casos de enfermedad de cadenas [a y y (fig- 15-8D).
O tras alteraciones, com o crioglobulinem ia y enferm edad
amiloidea, se caracterizan también por la existencia de paraproteínas.
Las crioglobulinas son proteínas que precipitan a
tem peratura inferior a la corporal. La mayoría de las crioglobulinas
son complejos de inmunoglobulinas policlonales, pero
también las hay m onoclonales, generalm ente IgM . La amiloidosis
se caracteriza por depósitos de proteínas fibrilares
insolubles en diversos tejidos, que pueden visualizarse con una
tinción especial en un corte de biopsia. Algunos de los depósitos
contienen fragm entos de cadenas ligeras.

184 Parte II—Analitos y metabolismo
1 O
ELP G A U K L
Figura 15-8D. Ejemplo de un mieloma productor sólo de cadenas pesadas
de tipo Y (G).
1Tabla 15-1. Proteínas reactantes de fase
aguda cuyas concentraciones se incrementan
Incremento
Proteína
48 h Ferroxidasa
C3
R eacción de fa se a g u d a
Ante una lesión de diverso tipo, m ecánico, físico, químico,
biológico o tumoral, se activa una respuesta defensiva del organismo.
La reacción de fase aguda es el conjunto de alteraciones
que se producen com o consecuencia de esta liberación de los
m ediadores inflam atorios. Las proteínas reactantes de fase
aguda m odifican su concentración en sangre com o respuesta
a la estimulación de la síntesis hepática por las citocinas interleucina
1 (IL-1), interleucina 6 (IL-6 ) y factor de necrosis tum o-
ral a (T N F -a ), liberadas durante el proceso inflamatorio:
L In crem en tan su con cen tración la proteína C reactiva,
a,-antiquim otripsina, a,-glucoproteína ácida, a,-an titrip -
sina, haptoglobina, fibrinógeno, a j-m a cro g lo b u lin a ,
ferroxidasa, inmunoglobulinas y el complemento. Los cam ­
bios en la síntesis de globulinas no son siempre iguales ni
son simultáneos para todas las proteínas, sino graduales
en el tiempo (tabla 15-1).
2. Dism inuyen su concentración, principalm ente, la albúm
ina, la transferrina, la prealbúmina y la proteína tran s­
portadora de retinol.
Por tanto, cam bia la proporción entre albúm ina y las globulinas.
Estas modificaciones alteran las propiedades fisicoquím
icas del plasma. Los hematíes tienen una carga eléctrica
negativa, pero el aumento de ñbrinógeno e inmunoglobulinas,
con m ás cargas positivas, favorece la sedim entación de los
hematíes. Así pues, cuando existe una reacción de fase aguda,
aum enta la velocidad de sedimentación eritrocitaria.
Estas proteínas tienen una misión defensiva frente a la agresión:
liberación de mediadores que relacionan las vías de fibrinolisis,
coagulación, quininas y complemento; modulación de
acciones vasculares y endocrinas; inhibición de proteasas; liberación
y regulación de oxidantes y antioxidantes, y opsonización
y barrido de moléculas liberadas.
Las proteínas reactantes de fase aguda son inespecíficas, es
decir, se asocian con m uchas enferm edades. Se eleva tras
infarto agudo de m iocardio, estrés, traum atism o, infección,
inflam ación, cirugía o neoplasia. Por tanto, su determinación
no es diagnóstica, sino que más bien se emplea para seguir la
evolución de la enfermedad y la eficacia del tratam iento.
También se producen otros cambios, com o increm ento de
los niveles sanguíneos de corticotropína y glucocorticoides,
activación del sistema del complemento, dism inución de los
niveles sanguíneos de hierro, vitam ina A y a-tocoferol. A dem
ás, en el transcurso de una reacción de fase aguda también
se m odifica la proporción entre las distintas poblaciones de
leucocitos, que se refleja en la fórmula leucocitaria del hemogram
a. Se produce una leucocitosis neutrófila, con aumento
de la proporción de cayados, que son formas inmaduras de los
agentes polim orfonucleares. Este aum ento recibe el nombre
de desviación izquierda y tiene su origen en una granulopoyesis
acelerada. Cuando la infección com ienza a remitir, la cifra
total de leucocitos desciende y aumenta la de m onocitos. Poco
a poco, conform e se produce la recuperación, se produce linfocitosis
y eosinofilia.
Proteína C reactiva
La proteína C reactiva es una proteína no glucosilada de
118 kDa, que se sintetiza en el hígado. Recibe este nombre por
su propiedad de unirse fuertem ente al polisacárido C de la
pared celular del Streptococcus pneum oniae. También se une
al polisacárido presente en otras muchas bacterias, hongos y
protozoos y, ante calcio, también a fosforilcolina, fosfatidilcolinas
(p. ej., lecitina) ypolianiones (p. ej., ácidos nucleicos). Sin
iones de calcio, puede unirse a policationes (p. ej., histonas).
Tras la unión, activa la vía clásica del complemento. Al igual
que los anticuerpos, la proteína C reactiva puede iniciar procesos
de opsonización, fagocitosis y lisis de las células patógenas,
com o respuesta a la acción inflamatoria.
Es la más representativa de las proteínas reactantes de fase
aguda ya que su concentración aum enta extraordinariam ente
tras la lesión celular. Su determinación no es específica de una
enfermedad, pero apoya el diagnóstico de los procesos inflam
atorios. Es un parám etro muy sensible para diagnosticar
enfermedades intestinales inflam atorias, detectar infecciones
y rechazos en órganos trasplantados y en el seguimiento postoperatorio.
Es interesante la determ inación seriada de su concentración
ya que los niveles y el tiempo que se mantenga elevada
reflejan la gravedad del proceso que la originó y su
evolución (fig. 15-9). Es m uy útil para diferenciar en una
meningitis el origen bacteriano del vírico: si la causa es bacteriana,
la concentración de la proteína C reactiva estará muy
elevada ya a las 6 - 8 h de haberse iniciado la infección.
P ro te ín a s del co m p le m e n to
El sistema del com plem ento está form ado por m ás de 20
proteínas plasm áticas y de m em brana que participan en la

Capítu lo 15— Proteínas 185
Pancreatitis aguda
Shock séptico
Lectina
Día desde el inicio del proceso
Día desde el inicio del proceso
Figura 15-9. Evolución de la concentración de proteína C reactiva durante
un proceso agudo: pancreatitis aguda y shock séptico. Las concentraciones
descienden, lo que refleja una evolución favorable.
Figura 15-10. Activación del complemento.
respuesta inm unológica m ediante la opsonización que favorece
la fagocitosis, el cual produce sustancias que atraen fagocitos
Y provocan la lisis celular por form ación de poros en la
m em brana. Adem ás, increm enta la permeabilidad vascular
y favorece el desarrollo de edem a de m odo que ayuda a la
m igración de leucocitos y anticuerpos para elim inar la infección.
La síntesis de estas proteínas se produce fundam entalmente
en el hígado, estim ulada en parte por la acción de citocinas
proinflam atorias (IL-1, IL - 6 y T N F -a ) e interferón y.
Algunas pueden ser sintetizadas por las células epiteliales del
intestino y del sistema genitourinario (componentes de C l),
adipocitos (factor D) o m acrófagos activados en el foco inflam
atorio.
Las proteínas del com plem ento perm anecen inactivas en
circulación, pero tras su activación inician el proceso en cascada
que se produce en la superficie de la m em brana de la
célula atacada. Durante el proceso de activación, muchas de
las proteínas se escinden en dos fragmentos. Se emplea el sufijo
b para designar al de m ayor tam año (p. ej., C3b) y el suñjo a
para el menor (p. ej., C3a). El fragmento b contiene, en muchos
casos, una región enzimática que es capaz de activar al siguiente
componente de la cascada.
El com plem ento puede activarse por varios m ecanism os
(fig. 15-10):
1. La vía clásica a través de la unión del C lq a la fracción Fe
en el complejo antígeno-anticuerpo. Participan las proteínas
C l, C4 y C2.
2. La vía de la lectina por la unión déla M BP (del inglés, mannose-binding
protein) a azúcares de virus o bacterias.
3. La vía alternativa por la acción de lipopolisacáridos bacterianos
o proteasas liberadas por leucocitos y otras células
inflam atorias. P articipan los factores B y D, y properdina.
Cualquiera de estas vías lleva a la form ación de la proteasaconvertasa
C3 que rom pe el C3 en C 3a, un m ediador de la
inflam ación, y en C3b, que se une a la m em brana del agente
patógeno. El C3b actúa com o opsonina e inicia la form ación
del complejo de ataque a la m em brana, que incluye las proteínas
de C5, C 6 , C7, C 8 y C9, y que da com o resultado la lisis
celular.
El C3 es el componente del complemento más abundante en
plasma. Su concentración en neonatos es aproxim adam ente
2/3 de la del adulto aunque se norm aliza al año de vida. Se han
descrito más de 25 variables genéticas y la mayoría están asociadas
con función y concentración norm ales, aunque las más
comunes son la C3S (slow) y C3F (fast). Las deficiencias genéticas
de C3 provocan un aum ento de las infecciones en los
pacientes. Las deficiencias adquiridas se relacionan con alteraciones
del colágeno vascular y con infecciones. Niveles elevados
de C3 se relacionan con reacción de fase aguda y obstrucción
biliar. También pueden aum entar en pacientes con
glomerulosclerosis focal, lo que indica un buen pronóstico de
la enfermedad.
En recién nacidos, los niveles de C 4 representan entre el
50 y el 75% de los obtenidos en un adulto. La m ayoría de los
pacientes con déficit de C4 no presentan problemas de infecciones,
lo cual sugiere que la vía alternativa puede com pensar
el fallo en la vía clásica p ara d estruir agentes patógenos.
El déficit genético total de C 4 se asocia, con u na elevada
prevalencia, con la existencia de enferm edades autoinm u-
nes, especialm ente con lupus eritem atoso sistém ico. Los
déficit adquiridos se relacionan con el consum o del factor,
por ejemplo, en casos de angioedem a hereditario o en casos
de lupus eritem atoso sistém ico que no presentan un déficit
genético.
La determinación de proteínas del complemento tiene interés
clínico fundam entalm ente cuando existe sospecha de una
deficiencia. Se realiza sobre una m uestra de plasma recogido
sobre ácido etilendiam inotetraacético (EDTA), generalmente
con métodos inmunoquímicos que emplean anticuerpos.
El descenso de la concentración puede producirse por el
consum o de los componentes, com o en el caso de infecciones
o en enfermedades en que se formen inmunocomplejos, com o
el lupus eritem atoso sistémico, o por una síntesis disminuida,
com o en la cirrosis hepática. Asimismo, esa disminución puede
ser genética o adquirida.
La activación del com plem ento está lim itada por la corta
vida media de muchos de los componentes, pero también porque
existen inhibidores específicos que form an parte integral
del sistema.
Inhibición del complemento
Debido a su gran acción destructiva y efecto amplificador,
existen varias proteínas que inhiben el sistem a del com ple­

186 Parte II—Analitos y metabolismo
produce anem ia por lisis de los hematíes por la activación
espontánea del complemento.
Determinación de la actividad
del complemento hemolítico total
Complemento
10 100
Porcentaje de actividad
Figura 15-11. Determinación de la actividad complemento total. En los
3 primeros pocilios se ponen los calibradores. Las muestras de suero se
ponen en los demás pocilios. Midiendo el halo de lisis tras la incubación,
se calcula en la gráfica la actividad del complemento total.
m entó para controlar su acción. El inhibidor de la Cl-esterasa
es una serpina que inhibe la via clásica. La deficiencia genética
del inhibidor de la C l-esterasa, de carácter autosómico dominante,
produce el angioedema hereditario. En esta enfermedad
se produce un descenso de la concentración o de la actividad
del inhibidor de la C l-esterasa, que se caracteriza por un descenso
de la concentración de C 4. El sistema del complemento
está excesivamente activado y los pacientes presentan un increm
ento de compuestos vasoactivos que aum enta la permeabilidad
vascular, lo cual origina los edemas característicos de la
enfermedad.
O tros inhibidores del complemento actúan sobre C 4, C3 o
sobre el complejo de ataque a la m em brana. El factor acelerador
del envejecimiento (DAF, del inglés, decay-acceleratingfactor),
el factor de restricción homólogo (HRF, del inglés, hotnologous
restriction factor) y CD 59 se sitúan en la m em brana y
actúan inhibiendo la destrucción de células propias. Se localizan,
fundam entalm ente, en las m em branas de hematíes y
células endoteliales, las m ás susceptibles de autolisarse por
acción del complemento. E n la hem oglobinuria paroxística
nocturna hay un defecto genético de las tres proteínas, lo que
U na form a de determ inar la actividad complemento hem o­
lítico total (CHIOO) es mediante inmunodifusión radial con el
uso de un gel de agarosa con eritrocitos de cordero sensibilizados
con hemolisina, un anticuerpo de conejo (ñg. 15-11). Se
coloca la m uestra de suero en pocilios y se deja difundir a unos
4 ®C de forma que se fija el complemento C1 a la hemolisina.
Al cabo de unas horas, se incuba el gel a 37 ®C, con lo que se
activa la cascada del com plem ento que origina la lisis de los
hematíes. El diám etro del halo de lisis se com para con una
curva de calibración y se calcula el CHIOO (el intervalo de referencia
es CHIOO = 396-1.019 U/mL). Un descenso de éste puede
ser ocasionado por un consum o excesivo, que puede tener
com o causa una deficiencia congénita (com o la del inhibidor
de la Cl-esterasa) o por la existencia de complejos antígenoanticuerpo,
com o en la glomerulonefritis, lupus eritematoso
sistémico, vasculitis, etc. Además, un increm ento del CHIOO
se puede producir por una enfermedad inflam atoria aguda o
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Abbas AK, Lichtman AH, Pillai S (eds.). Inmunología celular y molecular,
6.* edición. Madrid: Elseviet, 2006.
Burtis CA, Astwood ER, Burns DE (eds.). Tietz Teitbook of Clinical Chemistry
and Molecular Diagnostics, 4.* edición. San Luis: Elsevier Saunders, 2005.
Comisión de Proteínas. Sociedad Española de Bioquímica Clínica y Patología
Molecular Detección e identificación de la proteinuria de Bence-Jones.
Química Clínica 2003; 22: 392-394.
Le Carrer D (ed.). Serum Protein Electrophoresis and Immunofixation;
Illustrated Interpretations. Washington: American Association fbr Clinical
Chemistry, 1994.
Silverman EK, Sandhaiis RA. Clinical practice. Alphal-antitrypsin deficiency.
N Engl J Med 2009; 360:2749-2757.
Van Vlierberghe H, Langlois M , D elangte J. Haptoglobin polymorphisms and
iron homeostasis in Health and ín disease. Clin Chim Acta 2004; 345:35-42.

Capítulo
Enzimas
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Enzim as en el plasm a 187
Determ inación de la actividad
enzim ática 189
Principales enzim as de interés clínico
Aldolasa 139
a-Amilasa 189
Aminotransferasas; ASTy ALT 191
Creatina-dnasa (CK) 191
Fosfatasa ácida 193
Fosfatasa alcalina (ALP) 194
y-Glutamiltransferasa (y-GT) 195
Lactato-deshidrogenasa (LDH) 195
189 Lipasa 197
5'-Nudeotidasa 197
Seudocolinesterasa (acilcolina-acilhidrolasa
o butirilcolinesterasa) 198
Referencias adicionales 198
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Identificar las causas de la elevación de enzimas
en el plasma.
• Describir las características bioquímicas, los métodos
de determinación y la utilidad clínica de las enzimas
más utilizadas en el laboratorio: aldolasa, amilasa,
aminotransferasas, creatina-dnasa, fosfatasa écida, fosfatasa
alcalina, y-glutamiltransferasa, lactato-deshidrogenasa,
lipasa, 5'-nucleotidasa y seudocolinesterasa.
E n zim a s en el p lasm a
El hígado sintetiza y secreta a la sangre num erosas enzimas
que cum plen su función fisiológica en la propia circulación.
Entre ellas se encuentran las enzimas implicadas en la hem ostasia,
com o la trom bina o la plasmina, o las implicadas en el
metabolismo de las lipoproteínas, com o la lecitina-colesterolaciltransferasa.
O tras enzimas pasan a la circulación durante
el proceso de recambio celular, pero se m antienen a una concentración
m uy baja respecto al contenido intracelular. La
concentración de las enzimas en suero es bastante constante,
pero dado el gran gradiente existente entre el interior de las
células y el medio extracelular, pequeñas alteraciones tisulares
pueden producir cambios notables en las actividades enzimáticas
séricas. Por ejemplo, la actividad alanina-am inotransferasa
(ALT) en el hígado es casi 3.000 veces superior a la existente
en el suero (tabla 16-1), por lo que una pequeña lesión
hepática incrementa notablemente la actividad de esta enzima
en sangre. El aumento plasmático de estas enzimas proporcionará
información sobre la alteración del tejido de procedencia.
La m odificación de la actividad enzim ática sérica depende,
además, de su velocidad de llegada a la circulación, de la estabilidad
de su actividad y de su velocidad de eliminación.
El increm ento de la actividad de una enzim a en sangre
puede deberse a (fig. 16-1):
1. U na inducción de la síntesis enzim ática, tal y com o ocurre
con la inducción de la y-glutam iltransferasa (y-G T) por
ciertos fárm acos.
2. U na necrosis celular, que increm enta la permeabilidad de
la m em brana y provoca la liberación de num erosas enzimas
al medio, com o la lactato-deshidrogenasa (LDH).
3. Un incremento del recambio metabólico hístico, tal y como
ocurre en la proliferación celular (cáncer).
4. U na obstrucción de la secreción celular, tal y com o ocurre
en la pancreatitis (a-am ilasa).
5. M enor degradación o eliminación.
La velocidad de acceso a la circulación puede ser muy variable
y depende de la irrigación del tejido y del tam año de la
enzima. Cuando las enzimas se vierten directam ente a la san-

188 Parte II—Analitos y metabolismo
Tabla 16-1. Actividad enzimática relativa respecto al suero
AST ALT CK
Hígado 7.100 2.850 1
Músculo esquelético 5.000 300 50.000
Corazón 7.800 450 1 0 . 0 0 0
Riñón 4.500 1 2 0 640
Eritrocitos 17 7 -
ALT: alanina-am inotransferasa, AST: aspartato-am in otran sferasa; CK: creatina-cinasa
Secreción
■
NecrosisI H
m
Proliferación celular
Figura 16 -1.
c : :
Degradación
| 1
Inducción Obstrucción
Menor eliminación
i
Degradación
Causas del incremento de la actividad enzimética sérica.
gre, el incremento de actividad se produce rápidamente m ientras
que, si el acceso es a través de la linfa, la velocidad del
increm ento es m ucho m enor. Las enzimas de elevado peso
molecular, com o la LDH, tienen m ayor dificultad para atravesar
la pared vascular y acceder a la circulación, por lo que la
velocidad de su increm ento es m enor que en el caso de enzimas
más pequeñas, com o la creatina-cinasa (CK). El tiempo
que perm anece elevada la actividad enzim ática en suero
depende de una aportación m antenida de la enzima desde el
tejido y de la velocidad de eliminación de la proteína.
Membrana
Figura 16 -2 . Ejemplo de localización de enzimas en los compartimentos
celulares. ALT: alanina-aminotransferasa; AST: aspartato-aminotransfe-
rasa; LDH: lactato-deshidrogenasa.
Las enzim as in tracelu lares pueden localizarse unidas
a m em brana, en el citosol, o d entro de los orgánulos
(fig. 16-2). Por ello, su liberación al m edio depende del grado
de la lesión sufrida por la célula. U na pequeña lesión celular
puede alterar la perm eabilidad de la m em brana y libera
las enzimas más pequeñas al medio. Sin em bargo, una lesión
superior que implique una destrucción celular perm ite la
liberación generalizada de enzim as desde el citoplasm a o,
incluso, los orgánulos. Por ejemplo, la glutam ato-deshidrogenasa
es u na enzim a m ito co n d rial y su elevación sérica
indica una lesión celular grave, por lo que su determ inación
se ha em pleado p ara evaluar la cito toxicid ad de ciertos
m edicam entos.
Las actividades enzimáticas séricas pueden dism inuir por
la existencia de com puestos que interfieren en su actividad
catalítica, tal y com o ocurre con los compuestos organofosforados
en el caso de la colinesterasa o por m enor biodisponibilidad
de los cofactores, com o el piridoxal-P, en el caso de las
am inotr ansferasas.
La diferente localización tisular de las enzimas es útil en la
identificación del órgano alterado. Por ejemplo, la ALT es muy
abundante en el hígado y se emplea para valorar la enfermedad
hepática y, en cambio, es mucho menos abundante en el
m úsculo, donde la CK se emplea com o m arcad or de lesión
muscular. No obstante, hay que recordar que las enzimas no
suelen ser totalm ente específicas de un tejido y la lesión de
determinado órgano puede representar el aumento de la actividad
sérica de alguna enzima que no se observe habitualmente
en las lesiones de ese tejido. Así, una im portante lesión m uscular,
en la cual se destruyen num erosas células musculares,
también puede provocar un notable increm ento sérico de
ALT.
En m uchos casos existen varias enzim as que poseen la
m ism a actividad catalítica (isoenzim as) y están codificadas
por genes diferentes o por el m ism o gen, pero con distintas
modificaciones postranscripcionales. Las diferentes isoenzim
as pueden coexpresarse en el m ism o tejido o expresarse en
tejidos diferentes. Si una isoenzim a predom ina en un tejido
concreto, su determ inación es útil para identificar el origen
del aum ento de la actividad enzim ática. Debido a la diferente
estru ctu ra de las isoenzim as, éstas tienen diferentes características
físico-quím icas, catalíticas y antigénicas. D e este
m odo, la diferenciación entre las distintas isoenzimas séricas
puede hacerse mediante métodos inmunoquímicos (mediante
el empleo de sustratos o inhibidores específicos) o m ediante
electroforesis. Las determ inaciones de las isoenzim as de la
am ilasa, CK, fosfatasa alcalina y LDH son las más empleadas
para identificar el origen hístico del increm ento de su actividad.

Capítu lo 16— Enzimas 189
D eterm in ació n
de la a ctiv id a d e n zim á tica
La reacción enzim ática depende de la concentración de la
enzima y de num erosos factores, com o el tipo y la concentración
de sustrato, la tem peratura de incubación, el pH, la exitencia
de cofactores o de inhibidores. Por ello, la m edida de la
actividad enzimática en los liquides biológicos debe realizarse
con m étodos estandarizados, en unas condiciones en que la
velocidad de reacción dependa únicam ente de la concentración
de la enzima en el medio.
Aunque la unidad de medida internacional de la actividad
enzim ática es el katal (núm ero de moles de sustrato transformados
por segundo), se expresa más habitualmente en unidades
internacionales (U I) (núm ero de microm oles de sustrato
transform ados por m inuto). La concentración catalítica se
expresa en ktal/L o en U I/L y la conversión entre ambas unidades
es: 1 [ikatal/L = 60 U I/L . En este libro emplearemos la
concentración enzimática en U I/L por ser la de uso más generalizado.
La tem peratura a la cual se realiza la determ inación es un
parám etro fundam ental si se tiene en cuenta que un incremento
de la temperatura de 10 ®C prácticam ente dobla la velocidad
de reacción. Cada enzima tiene una temperatura óptima
de reacción próxim a a la fisiológica aunque a 37 '’C ya se produce
cierta desnaturalización enzimática. La tem peratura de
incubación varía en función de los laboratorios y puede ser a
25, 30 o 37 '’C. Sin embargo, una vez que se ha establecido en
el laboratorio la tem peratura de incubación, no ha de oscilar
más de 0,1 ®C entre las sucesivas determinaciones. Los autoanalizadores
llevan a cabo las reacciones a 37 '’C y, para referir
los resultados a otras tem peraturas, existen factores de conversión
que dependen de cada enzima. Por tanto, hay que tener
en cuenta la tem peratura de determ inación de la actividad
enzimática para establecer los valores de referencia.
P rin cip ales enzim as
de in terés clín ico
Aidolasa
La aidolasa en una enzim a de la glucólisis que cataliza la
hidrólisis de la fructosa-l,6 -bisfosfato en dihidroxiacetona-P
y gliceraldehído-3-P. Es un tetrám ero con subunidades codificadas
por 3 genes diferentes que originan 3 isoenzimas:
L Aidolasa A, tetrám ero A^, que se expresa en la mayoría de
los tejidos, pero predomina en músculo.
2. Aidolasa B, tetrám ero B^, que se expresa sobre todo en el
hígado.
3. Aidolasa C, tetrám ero C 4, que se expresa en el cerebro.
Las aldolasas A y C son enzimas constitutivas que no pueden
hidrolizar la fructosa-l-P. En cambio, la aidolasa B es inducible
por la dieta y tiene una actividad similar para la hidrólisis
de la fructosa-l,6 -bisfosfato y para la fructosa-l-P. Existe
también una isoenzima con estructura A jC que se expresa en
algunos tejidos, pero a baja concentración.
La actividad aidolasa sérica se increm enta en las enferm e­
dades hepáticas, en el infarto de m iocardio y, sobre todo, en
las enferm edades del m úsculo esquelético (tabla 16-2). Se
observan m arcadas elevaciones en distrofias m usculares, rabdomiólisis,
traumatismos musculares o miositis. Sin embargo,
no se observan elevaciones en otras enfermedades musculares
de origen neurológico, com o la esclerosis múltiple o la enfermedad
de Parkinson, o que afecten la placa m otora, com o la
miastenia grave.
Determinación de fa actividad aidolasa
La actividad aidolasa puede m edirse en suero o plasm a y
hay que evitar muestras hemolizadas ya que la concentración
de aidolasa en el interior de los hematíes es 1 0 veces m ayor que
la sérica. Por el mismo motivo, no se debe conservar una muestra
sin separar el suero del coágulo ya que se libera aidolasa
desde el interior de los hematíes y su actividad puede increm
entar hasta el 50% respecto al suero separado.
La determinación de la actividad aidolasa emplea una serie
de reacciones acopladas que llevan a un consum o de nicotinamida
adenina dinucleótido reducido (NADH) que puede moni-
torizarse de form a continua a 340 nm:
Aidolasa
Fructosa-l,6 -P «-------- > dihidroxiacetona-P + gliceraldehído-3-P
Triosa -P-isom erasa
D ihidroxiacetona-P •------------------------- »■gliceraldehído-3-P
Glicerol-deshidrogenasa
2D ihidroxiacetona-P---------------------------------------- * glicero-l-P
+ NADH + 2H" + 2NAD"
La determinación de la actividad aidolasa en el laboratorio
es cada vez m enor ya que es preferible el empleo de la CK al
ser más específica de las alteraciones musculares.
a-Amilasa
La a-am ilasa es una enzima que hidroliza a intervalos aleatorios
los enlaces glucosídicos a -1 ,4 del almidón, glucógeno y
otros polisacáridos, produce cadenas de polisacáridos con enlaces
a - 1 , 6 acortados, glucosa, maltosa, isomaltosa y oligosacáridos.
Esta enzim a no degrada celulosa y otros polisacáridos
con enlaces a -1 ,6 . Es una m etaloenzim a que requiere Ca^"" y
cuyo pH óptim o es 6,9-7.
Existen dos isoenzimas codificadas por dos genes diferentes
del crom osom a 1. La isoenzim a S se expresa fundam entalmente
en las glándulas salivales y la isoenzima P en los ácinos
del páncreas. También existe cierta actividad amilasa en otros
tejidos, com o intestino, testículos, ovarios, trompas de Falopio,
pulmón, m úsculo y tejido adiposo. En el suero se encuentran
ambas isoenzimas: la salival constituye más de la mitad
de la actividad circulante y la pancreática representa el 40-50%
restante. A su vez, estas isoenzimas sufren num erosas m odificaciones
postraslacionales y producen diversas isoformas.
La principal causa de hiperamilasem ia suele ser una alteración
pancreática, com o la pancreatitis aguda. En ella se produce
una liberación im portante de la isoenzima P y se genera
un increm ento de la actividad de m ás de tres veces el límite de
referencia, a las 6 - 8 h del inicio de los síntomas. Otras causas
de hiperam ilasem ia, en las cuales la actividad am ilasa suele
ser inferior a 500 U I/L , son:

190 Parte II—Analitos y metabolismo
Tabla 16-2. Principales enzimás séricas y significado clínico
Nombre EC Tejido donde predomina
Límite de
referencia
a 37 °C (U/L)
Utilidad clínica
Aldolasa 4.1.2.13 7,6 Enferm edad muscular
a-Amilasa 3.2.1.1 Glándula salival
Páncreas
2 2 0 Pancreatitis aguda
ALT 2 .6 .1 . 2 Hígado
Músculo esquelético
Corazón
AST 2 .6 .1 .1 Hígado
Músculo esquelético
Corazón
CK 2.7.3.2 Músculo esquelético
Corazón
H:41
M: 31
H:37
M: 31
H: 195
M: 170
Enferm edad hepática
Enferm edad hepática
Miopatías
Infarto de miocardio
ACP 3.1.3.2 Próstata H:

Capítu lo 16— Enzimas 191
Esta am ilasa es muy estable e, incluso, mantiene su actividad
4 días a tem peratura ambiente.
Existen equipos comerciales que la cuantifican.
Aminotransferasas: AST y ALT
Las enzim as am inotransferasas catalizan la transferencia
reversible de un grupo am ino desde un a-am in oácido hasta
un a-cetoácid o, empleando com o cofactor piridoxal-P. Estas
enzimas se encuentran en todas las células y participan en el
metabolismo de los aminoácidos y en la gluconeogénesis. Las
aminotransferasas de mayor interés clínico son la alanina-aminotransferasa
(ALT, antiguam ente llam ada glutam ato-piruvato-transaminasa,
sGPT) y la aspartato-am inotransferasa
(AST, antiguam ente llam ada glutamato-oxalacetato-transaminasa,
sGOT):
L La ALT es una enzim a citosólica que transfiere el grupo
am ino desde el glutam ato hasta el piruvato para form ar
a-cetoglutarato y alanina:
piruvato + glutamato
ALT
alanina + a-cetoglutarato
2. La AST transfiere el grupo amino desde el glutamato hasta
el oxalacetato p ara form ar a-ceto g lu tarato y aspartato.
Existen dos isoenzimas codifícadas por genes diferentes:
una m itocondrial y otra citosólica, que constituye más del
90% de la actividad sérica en personas sanas:
Aspartato -i- a-cetoglutarato
AST
•glutamato -i- oxalacetato
La ALT predomina en hígado donde su actividad es casi 3.000
veces superior a la del suero. Es la aminotransferasa más específica
del hígado aunque también abunda en corazón, músculo
esquelético, páncreas, bazo, pulmón y eritrocitos. La AST se
encuentra también en cantidades muy elevadas en hígado, corazón,
músculo esquelético y riñón, con una actividad unas 7.100
veces superior a la del suero. También está presente de forma
abundante en páncreas, bazo, pulmones y en los eritrocitos.
Sus actividades aumentan en suero por la liberación desde
células lesionadas o necrosadas y habitualmente se determinan
las actividades de AST y ALT simultáneamente. La vida media
de la ALT es de unas 45 h. La form a predominante de AST en
suero es la citosólica, que tiene una vida m edia de unas 17 h,
pero si la lesión hística es intensa, también aparece la isoforma
m itocondrial que, al tener una vida m edia de 87 h, contribuye
al hecho de que la actividad perm anezca m ás tiempo elevada
en sangre. La AST puede form ar complejos con inm unoglobulinas,
que aumentan su actividad sérica. Esta elevación no
tiene significación clínica y es muy poco frecuente, pero se ha
de tener en cuenta a la hora de valorar una elevación de AST
cuando no hay enfermedad.
En la enfermedad inflamatoria hepática, por causas víricas o
alcohólicas, se produce una notable elevación de ALT y AST, normalmente
10 veces superior al límite de referencia. La elevación
de la ALT es mayor y más duradera, entre otras causas, debido a
su mayor vida media. Si la elevación de ALT se mantiene durante
más de 6 meses desde el inicio de la fose aguda, indica que el proceso
se ha cronificado. También se pueden producir elevaciones
de las aminotransferasas en otras alteraciones hepáticas, como
la esteatosis no alcohólica. En el caso de cirrosis hepática o hepatocarcinoma,
la elevación de la AST es mayor que la de ALT. La
colestasis extrahepática también incrementa las aminotransferasas
y es mayor cuanto más crónica es la lesión. Este incremento
se acompaña por uno mayor de la fosfatasa alcalina.
En el infarto de m iocardio se produce una notable elevación
de la AST mientras que la actividad ALT sólo está ligeramente
elevada o, incluso, dentro de la normalidad. La tom a de ciertos
medicamentos, com o opiáceos, antibióticos, antiepilépticos o
estatinas, puede producir incrementos de las aminotransferasas.
Determinación de las actividades A S T y A LT
Las enzim as se liberan al m edio unidas al cofactor, pero
existe cierta proporción de apoenzima que circula en suero no
unida al piridoxal-P. La adición de éste a la mezcla de reacción
increm enta la actividad medida, tanto de AST com o de ALT.
P arala determinación de ambas aminotransferasas se emplean
reacciones acopladas en las cuales se monitoriza espectrofotom
étricam ente el descenso de NADH, que será proporcional a
la concentración de las am inotransferasas. En la determ inación
de AST se acopla com o reacción indicadora la catalizada
por la enzima m alato-deshidrogenasa (M D H ) y en la de ALT
se acopla la catalizada por LDH. El pH óptim o de las reacciones
se sitúa entre 7,3 y 7,8.
La actividad AST se determina por las siguientes reacciones
acopladas:
AST
Aspartato + a-ceto glu tarato------ * glutamato -i- oxalacetato
MDH
O xalacetato -i- NADH -i- H* ■«---------------- »■m alato -i- NAD*
La actividad ALT se determina por las siguientes reacciones
acopladas:
ALT
Alanina -i- a-cetoglutarato • glutamato -i- piruvato
LDH
Piruvato -I-NADH -i-H"" ■«--------------------* Lactato -i-NAD""
Las enzimas pueden detectarse en todos los líquidos biológicos,
excepto en la orina. Debido a la existencia de am in o­
transferasas intraeritrocitarias, la hemolisis increm enta ligeram
ente la actividad de ALT de la muestra, pero notablemente
la de la AST, lo que invalida el espécimen para esta determ i­
nación. Las actividades aminotransferasas se mantiene estable
durante 3 días a temperatura ambiente y 3 semanas a 4 ®C. Hay
que tener en cuenta que la descongelación afecta negativamente
la actividad ALT. Empleando el m étodo recom endado por la
IFC C a 37 °C, el límite de referencia de la ALT es de 41 U /L en
hombres y 31 U /L en mujeres m ientras que el de la AST es de
37 U /L en hombres y 31 U /L en mujeres.
Creatina-cinasa (CK)
La CK es una enzima citosólica asociada con las estructuras
miofibrilares que cataliza la fosforilación de creatina empleando

192 Parte II—Analitos y metabolismo
y forma un compuesto de alta energía para la contracción
m uscular. La creatina-P es el principal compuesto fosforilado
del m úsculo, que es un depósito de energía. Cuando el m úsculo
se contrae, se consume adenosina trifosfato (ATP) y la CK
cataliza la refosforílación del adenosina difosfato (ADP) a
expensas de la energía alm acenada com o creatina-P:
CK/Mg^VpH 9
Creatina + ATP *----------------------------»■Creatina-P + ADP
CK/Mg^VpH 6,7
Es un dím ero form ado por dos tipos de subunidades de
41 kDa, M y B, codificadas por genes situados en los crom o­
som as 19 y 14, respectivam ente. De la com binación de estas
subunidades se form an 3 isoenzimas:
1.
2 .
3.
Creatina-cinasa 1, CK-1 o CK-BB: es un hom odím ero BB
con la m ayor m igración electroforética.
Creatina-cinasa 2 , CK-2 o CK-M B: es un heterodím ero
MB.
Creatina-cinasa 3, CK-3 o CK-MM: es un homodímero MM
que tiene la movilidad más lenta en la electroforesis.
La subunidad M posee una Lys C -term in al que puede ser
hidrolizada p o r carboxipeptidasas sanguíneas. Esta m odificación
postranslacional altera la m ovilidad electroforética
de form a que la CK-M M genera dos isoformas: CK-M M , (sin
los 2 residuos de Usina term inales) y CK -M M j (sin un residuo
de Usina term in al); la CK-M B genera u na isoform a:
CK-M B,.
Carboxipeptidasa Carboxipeptidasa
C K -M M ---------------• CK-M M j + Lys---------- > CK-M M , + Lys
CK-M B-
Carboxipeptidasa
CK-MB, + Lys
Existe una CK m itocondrial, CK m t, que se localiza en la
m em brana interna de la m itocondria. Esta enzima difiere de
las demás desde un punto de vista inmunológico y puede representar
hasta el 15% de la actividad en el corazón. La CKm t
prácticam ente no participa en la actividad CK sérica en condiciones
normales (< 1 %).
Estas enzimas pueden form ar complejos circulantes en sangre
de elevado peso molecular, llamados M acro-C K , que pueden
ser de dos tipos:
En una persona sana, el 95% de la actividad sérica corresponde
a la CK-M M y en la electroforesis se observa casi exclusivamente
la isoenzima CK-M M . Si existe una liberación cardíaca,
tal y com o puede ser en un infarto de m iocardio, se
puede observar la existencia de la isoenzima CK-MB (fíg. 16-3A
y B). En una electroforesis de proteínas de alta resolución, las
bandas de CK-M M y CK-M B se separan en sus respectivas
isoformas. El aclaram iento de la actividad total de la CK
depende de las tasas de aclaram iento de las isoformas individuales
y el orden de vida m edia es: C K -M M l > CK-M M 2 >
CK-M M > CK-M Bl > CK-MB.
Las elevaciones más im portantes de CK se deben a lesiones
del m úsculo esquelético o cardíaco:
1. Las lesiones graves del músculo esquelético, com o las distrofias
m usculares, traum atism os, cirugía, infecciones o
polim iositis, producen aum entos im portantes de la CK,
prácticam ente en su totalidad a causa de la CK-M M . Así,
en las distrofias m usculares de Duchenne y de Becker se
increm enta su con cen tración sérica de form a notable
(puede superar 1 0 veces el lím ite superior de referencia)
incluso antes que la enfermedad se manifieste clínicamente.
Las elevaciones de CK más notables se observan en casos
de rabdomiólisis aguda, con valores superiores a 2 0 0 veces
el límite de referencia, debidos a la destrucción masiva del
tejido muscular. En estas situaciones en que se produce un
increm ento muy im portante de CK-M M , también puede
aumentar la CK-MB en suero por encima del límite de referencia.
Sin embargo, el porcentaje de CK-M B respecto a la
CK total se m antiene bajo. Del m ism o m odo que ocurre
con la aldolasa, no se observan elevaciones de CK sérica en
enfermedades m usculares de origen neurológico.
2. Las lesiones cardíacas, com o infarto de m iocardio, cirugía
o m iocarditis, tam bién producen un increm ento de CK
aunque norm alm ente éste es m enor que en el caso de las
lesiones m usculares. En cambio, producen la m ayor eleva-
1.
2 .
Tipo 1. Son complejos entre CK e inmunoglobulinas, sobre
todo complejos IgG y CK-BB. Es m ás frecuente en mujeres
mayores de 50 años y se relaciona principalmente con procesos
autoinmunes.
Tipo 2. Son oligómeros de CK m itocondrial, que aparecen
sobre todo en pacientes con enfermedades hepáticas graves
o con tumores.
CK-M M CK-M B CK-M M
Figura 16-3A. Perfil d e isoenzim as d e la creatin a-cin asa en una lesión
m uscu lar (izquierd a) y en un in farto d e m iocard io (d e re ch a ). C K -M B:
creatin a-cin asa 2 ; C K M M : creatin a-cin asa 3.
CK-BB
La CK tiene una elevada actividad en el músculo estriado,
en el cerebro y en el corazón y mucho m enor en tiroides, placenta,
aparato gastrointestinal, riñón, próstata y en el bazo. El
cerebro sólo posee la isoenzima CK-BB; en el músculo esquelético,
la CK-M M constituye más del 97% y el 3% de la actividad
restante es CK-M B, y en el corazón la actividad CK-M M
constituye el 78% y la actividad CK-M B representa el 22% restante.
CK-M B
M acro-C K
CK-M M
Figura 16-3B. Presencia d e m acro-C K . CK-BB: creatin a-cin asa 1; CK-
M B: creatin a-cin asa 2 ; C K -M M : creatin a-cin asa 3.

Capítu lo 16— Enzimas 193
d ón de la enzima CK-M B y de su porcentaje respecto a la
actividad CK total.
O tra situación patológica asociada con una elevación de la
actividad CK por aumento de la CK-M M m uscular es el hipotiroidism
o. El ejercicio intenso, sobre todo en personas con
bajo entrenamiento físico, produce una elevación de la CK que
puede mantenerse incluso 48 h después de haber term inado el
ejercicio. U na inyección intram uscular también puede producir
un ligero increm ento de la actividad CK-M M . Las alteraciones
del sistema nervioso central, com o un accidente cerebrovascular
o un tum or, producen un increm ento de la
CK-BB.
Determinación de la actividad CK
En la determinación de la actividad CK se mide, a pH 6 , 8 ,
la velocidad de hidrólisis de la creatina-P acoplada a una reacción
interm ediaria catalizada por la enzima hexocinasa (HK)
y a una indicadora catalizada por la glucosa-6 -P-deshidrogenasa
(G 6 PD H ). El increm ento de absorbancia de NADPH a
3 40 nm , será proporcional a la actividad CK:
CK
Creatina -P + AD P • Creatina + ATP
2 corresponde a la actividad CK-M B. H ay que tener en cuenta
que este m étodo puede tener interferencias por la adenilatocinasa
y por la existencia de otras formas de CK que no se inhiben
por anticuerpos anti-M , com o la m acro-C K , la CK-BB o
la CKm t. Aproxim adam ente, el 5% de los pacientes hospitalizados
presentan m acro-CK en el suero y por ello es mucho más
adecuada la determinación de la CK-M B mediante enzimoinmunoanálisis.
De este m odo se evitan estas interferencias y se
posee m ayor sensibilidad. En este último caso, en lugar de proporcionar
el resultado en relación con la actividad, tal y como
hace el m étodo de inmunoinhibición, se presenta en relación
con la masa.
Fosfatasa ácida
La fosfatasa ácída corresponde a un grupo de fosfatasas con
actividad a pH ácido. Se localiza, sobre todo, en la próstata,
osteoclastos, bazo, macrófagos y eritrocitos. La principal actividad
enzim ática del suero corresponde a la isoenzima ósea
y, en m enor proporción, a la prostática. Ambas pueden diferenciarse
porque la isoenzim a prostática se inhibe por el tartrato
y la ósea no (fosfatasa ácida tartrato-resisten te). Por
tanto, la actividad fosfatasa ácida prostática puede cuantiñcarse
así:
HK
ATP + glucosa- AD P + glucosa-6 -P
Fosfatasa ácida prostática = Fosfatasa ácida total - Fosfatasa
ácida tartrato-resistente
G 6 PDH
Glucosa-6 -P + N A D F ------ • 6 -fosfogluconato + NADPH + H""
Sólo se puede realizar la determinación en suero o plasma
heparinizado ya que los quelantes del calcio inhiben la enzima.
Debido a la oxidación del grupo sulfidrilo de su centro activo,
la estabilidad de la actividad CK en suero es lim itada: S h a
tem peratura ambiente o 48 h a 4 °C. Esta inactivación se
revierte parcialm ente al incluir en el tam pón compuestos con
grupos sulfidrilo, com o el ditiotreitol o la N -acetilcisteína
(m étodo de CK-NAC). Pese a que los eritrocitos no poseen
actividad CK, la hemólisis de la m uestra puede interferir en la
medida porque poseen actividad adenilato-cinasa. Esta enzima
puede fosforilar el ADP producido en el transcurso de la reacción
y generar ATP, que increm enta falsamente la actividad
CK:
Adenilato-cinasa
2 ADP ■ATP + AM P
La actividad CK sérica depende de diversos factores biológicos,
com o la raza, el sexo, la edad, la masa muscular o la actividad
física previa. Empleando el m étodo recomendado por la
IFC C a 37 "C, el limite de referencia es de 195 U I/L en hom ­
bres y de 170 U I/L en mujeres.
Dado que la mayoría de las situaciones que requieren una
determ inación de actividad CK-M B son de urgencia, com o el
diagnóstico del infarto de miocardio, rara vez se realiza el análisis
de las isoenzim as por electroforesis. Para determ inar la
actividad CK-M B, se puede emplear un m étodo de inmunoinhibición
en que se utilizan anticuerpos que bloquean selectivam
ente la isoenzima M para, posteriormente, cuantiñcar la
actividad de la subunidad B. Esta actividad multiplicada por
La actividad fosfatasa ácida prostática se ha empleado en el
seguimiento del carcinom a de próstata, pero ha quedado obsoleta
tras ser desplazada totalm ente por el antígeno prostático
específico (PSA, del inglés, prostate specific antigen). La determ
inación de la fosfatasa ácida tiene interés en la investigación
forense para detectar la existencia de semen. La actividad fosfatasa
ácida puede persistir en el lavado vaginal durante unos
4 días.
Determinación de la actividad
fosfatasa ácida
La actividad fosfatasa ácida se determ ina habitualmente
midiendo la hidrólisis del 4-nitrofenilfosfato, a pH 5,4, para
producir 4-nitrofenol incoloro. La alcalinización posterior del
medio convierte al producto en un crom ógeno am arillo, que
se puede determ inar de forma colorim étrica:
ACP/Mg^VpH 5,4
4-Nitrofenilfosfato •
La actividad fosfatasa ácida tartrato-resistente aumenta en
suero ante una actividad osteoclástica m ayor tanto en condiciones
fisiológicas, com o durante el crecim iento, com o patológicas,
com o en la enfermedad de Paget, hiperparatiroidismo
o metástasis óseas. No obstante, no es el m ejor m arcador de
resorción ósea.
En las enfermedades lisosómicas de Gaucher y N iemann-
Pick se produce un notable increm ento de la actividad enzimática
debido a su liberación desde los lisosomas de los m acrófagos.
4-Nitrofenol-
NaOH
4-nitrofenol -i- fosfato
4-nitrofenolato

194 Parte II—Analitos y metabolismo
También existen otras técnicas basadas en la hidrólisis del
a-naftil-P, en las cuales se puede realizar el seguimiento continuo
de la form ación del producto.
Fosfatasa alcalina (ALP)
La fosfatasa alcalina (ALP, del inglés, alkaline phosphatase)
es un grupo de m etaloenzim as de m em brana que contienen
Zn^*. H idrolizan num erosos tipos de ásteres de fosfato en
medio alcalino y usando Mg^"". La actividad fosfetasa alcalina
está presente en num erosos tejidos, sobre todo en los sinusoides
Y canalículos biliares del hígado, los osteoblastos y el epitelio
intestinal. La placenta, bazo y riñón también contienen
abundante fosfatasa alcalina.
La fosfatasa alcalina está codificada por cuatro genes distintos
(fíg. 16-4A ): un gen del crom osom a 1 codifícalas isoenzímas
renal, ósea y hepática, que posteriormente sufren diversos
grados de glucosilación; otros tres genes del crom osom a 2
codifican las isoenzim as de origen germ inal, de placenta e
intestinal. Las principales isoenzimas séricas son la hepática,
la ósea, la de placenta y la intestinal. La isoenzima placentaria
es la más termoestable, seguida de la intestinal, la hepática y
la ósea. Además de estas isoenzimas, en pacientes con neoplasias,
pueden aparecer otras, com o las isoenzimas Regan (idéntica
a la isoenzima de placenta), Nagao (idéntica a la isoenzima
germinal) o Kasahara (de la isoenzima intestinal). Estas isoenzimas
pueden ser producidas por diversos tum ores, com o los
de pulmón, mam a, ovario, colon o hígado, si bien no se emplean
com o m arcadores tumorales.
El increm ento de la actividad fosfatasa alcalina, sobre
todo, se debe a:
L U na elevada actividad osteoblástica, tal y com o ocurre en
la consolidación de fracturas, hiperparatiroidism o, deficiencia
de vitam ina D y, sobre todo, en la enfermedad de
Paget. Las m etástasis óseas que producen una reacción
osteoblástica, com o las de próstata, tam bién producen
im portantes elevaciones de la fosfatasa alcalina. En cam ­
bio, lesiones óseas no acompañadas por aumento de la actividad
osteoblástica, com o la osteoporosis o el mieloma, no
provocan un increm ento de la actividad.
2. Alteraciones del árbol biliar y cuando hay colestasis intra o
extrahepática ya que se estimula su síntesis en el hepatocito
y las sales biliares facilitan su liberación desde la m em ­
brana. En cambio, las lesiones de los hepatocitos no producen
ninguna elevación notable.
1p36.12
Cromosoma 1
Cromosoma 2
Riñón Hígado Hueso Intestino Células
germinales
Figu ra 16-4A.
Predominan en suero
Isoenzimas de la fosfatasa alcalina.
2q37
Placenta
Pi^eden ser producidas
por tumores
Debido a su baja especificidad, la actividad fosfatasa alcalina
debe utilizarse junto a otros parám etros para diferenciar
entre elevación de origen hepático, intestinal u otros. Así, por
ejemplo, si se acom paña de una elevación sérica de y-GT,
5’-nucleotidasa y amínotransferasas, indica un origen hepático
y, si se acom paña de un aum ento de LDH y de calcio, sugiere
un origen m etastático óseo.
Determinación de la actividad
fosfatasa alcalina
El m étodo recom endado por la IFC C a 37 "C es sim ilar al
de la fosfatasa ácida, pero a pH alcalino y está basado en la
hidrólisis del 4-nitrofenílfosfato, p ara producir 4-n itrofenóxido
de intenso color am arillo. El increm ento de la absorbancía
a 405 nm es proporcional a la actividad fosfatasa alcalina:
ALP/Mg^VpH 10,2
4-N itrofenilfosfato------------------- * 4-nitrofenóxido -i- fosfato
N o se pueden utilizar quelantes del calcio com o anticoagulantes
en la recogida del espécimen ya que la fosfatasa alcalina
emplea Mg^"". N o deben emplearse especímenes hemolizados
ya que los eritrocitos contienen unas seis veces la actividad
sérica, ni realizar la extracción tras una comida, especialmente
si es grasa, ya que la actividad sérica de la fosfatasa alcalina
intestinal puede elevarse en individuos con grupo sanguíneo
B u O. Tras la extracción de la muestra, es recomendable analizarla
lo más rápidamente posible porque su actividad se increm
enta hasta el 1 0 % a tem peratura ambiente.
Sí se emplea el m étodo recom endado por la IFC C a 37 ®C,
el intervalo de referencia es el siguiente:
L H om bres. Entre 20 y 50 años: 53-128 U /L; mayores de
60 años: 56-119 U/L.
2. M ujeres. Entre 20 y 50 años: 4 2 -9 8 U /L ; mayores de
60 años: 53-141 U /L.
D urante el remodelado óseo que se produce durante el crecim
iento norm al hay m ayor actividad fosfatasa alcalina, por
lo que en niños y adolescentes su actividad es entre 2 y 5 veces
superior a la de adultos. Durante el em barazo se incrementa
hasta 2-3 veces su valor de referencia, sobre todo a p artir del
segundo trim estre, debido a la liberación de la isoenzima placentaria.
Los valores se norm alizan una semana después del
parto.
Para diferenciar las isoenzimas, se pueden emplear técnicas
electroforéticas (fig. 16.4B), en que la isoenzima hepática migra
más rápido, seguida de la ósea (con la cual tiene cierto solapamiento),
la de placenta y, finalmente, la intestinal, que es la de
movilidad m ás lenta. Para conseguir m ayor separación, el
m étodo de electroforesis se combina con una inhibición quím
ica o una inactivación por calor. Así, la existencia de lectina
bloquea la isoenzima ósea y perm ite m ejor identificación de
la isoenzima hepática. Para confirm ar la existencia de la isoform
a intestinal, puede pretratarse el espécimen con neuraminidasa
(elimina los residuos de ácido siálico), que disminuye
la movilidad de todas las isoenzimas, excepto la intestinal, que
no posee residuos de ácido siálico.

Capítu lo 16— Enzimas 195
Hepática
Ósea
Intestinal
• • •
I
•f
fft
-L +L -L +L -L +L -L +L
+L
Figura 16-4B. Separación electroforética de las isoenzimas de la fosfatasa alcalina sin (-L) y con lectina (+L), y análisis densitométrico correspondiente.
A: Hepatopatía. B: Metástasis óseas. C: Control. D: Presencia de isoenzima intestinal.
7 -Glutamiltransferasa (y-GT)
La Y-glutamiltransferasa interviene en la transferencia de
restos Y -g lu tam ilo a péptidos, am inoácidos. Se localiza en
num erosos tejidos, sobre todo en el túbulo renal, hígado, páncreas
e intestino. En las células del conducto biliar abunda en
sus m icrosom as y en la m em brana plasmática donde, si bien
su función no está totalm ente clara, participa en el transporte
de am inoácidos, transfiriendo y-glutamilo desde el glutatión
hasta el am inoácido (ñg. 16-5). La enzima en suero es heterogénea
con relación a la carga y el tam año, debido a cambios
postraslacionales. Circula asociada con transportadores, como
albúmina o a - y p-lipoproteína.
Aumenta en suero, sobre todo, debido a alteraciones biliares
y hepáticas. Es un gran m arcador de colestasis, más sensible
que la fosfatasa alcalina, y se eleva de form a tem prana hasta
30 veces por encima de su valor de referencia. También aumenta
con el consum o habitual de alcohol o en el tratam iento con
antiepilépticos, com o la fenitoina o el fenobarbital, que provocan
la síntesis enzimática y afectan los microsom as. Se emplea
com o m arcador de cum plimiento en la retirada del consumo
de alcohol ya que los valores disminuyen a la mitad en unas
2 semanas y vuelven al intervalo de referencia en 6 - 8 semanas.
También se eleva en otras enferm edades, com o la diabetes
mellitus, el infarto de m iocardio o la pancreatitis.
Determinación de la actividad y-G T
Es una enzima muy estable en sangre y mantiene su actividad
en m uestras refrigeradas a 4 °C durante 1 mes. Su actividad
disminuye tras la ingesta, por lo que es recomendable
que la extracción se realice en ayunas. Su determinación en la
mayoría de los autoanalizadores se basa en la transferencia de
Y -g lu ta m iln itro a n ilid a a la glicilglicina, que libera el com ­
puesto amarillo 4-nitrofenilam ina que absorbe a 4 05 n m :
Y-GT
Y-G lutam il-3-carboxi-
4-nitroanilida -i- glicilglicina
3-carboxi-4-nitroanilina
-I- Y -g lu ta m il-g licilclicin a
Si se emplea el m étodo recom endado por la IFC C a 37 ®C,
el límite de referencia es de 50 U /L en hombres y de 32 U /L en
mujeres.
7-GT aminoácido
Glutatión
Lactato-deshidrogenasa (LDH)
Glutatión cisteinilglicina/
y-glutamilaminoácido'^
Citoplasma
Aminoácido
La LDH cataliza la oxidación reversible de L-lactato a piruvato,
empleando NAD"". El pH alcalino favorece el paso de lactato
a piruvato mientras que el pH ácido o neutro favorece la
reacción contraria, pues consume un protón. Además del piruvato,
también puede m etabolizar otros análogos oxoácidos o
hidroxiácidos:
Figura 16-5.
(V-GT).
Transporte de aminoácidos por la v-glutamiltransferasa
Lactato -i- NAD"^
LDH
■piruvato -I- NADH -i- R-"

196 Parte II—Analitos y metabolismo
La LDH es una proteína de elevado peso molecular, de 134
kDa, con una estructura de tetrám ero form ado por dos tipos
de subunidades codificadas por genes diferentes: H y M . D éla
combinación de estas subunidades se generan cinco isoenzimas
que se num eran por su velocidad de m igración electroforética:
LD-1 (H J; LD -2 (H jM ); LD -3 L D -4 (H M j), y
LD -5 (M^; fig. 16-6). En tejidos aeróbicos, com o el corazón,
predomina la isoenzima de m igración m ás rápida LD-1 (H4),
que se caracteriza por ser termoestable e inhibirse por niveles
elevados de piruvato, por lo que no se acum ula lactato (tabla
16-3). En cambio, la isoenzim a LD -5 (M^) predom ina en
tejidos anaeróbicos, com o hígado y m úsculo. La LD -5 no se
inhibe por piruvato, por lo que está adaptada al metabolismo
basado en la glucólisis. Esta isoenzima es más lábil de forma
que su actividad se debe determ inar durante las 48 h siguientes
a su extracción y conservar la m uestra a tem peratura
ambiente. La pérdida de actividad es m ayor si se conserva a
4 ®C. En el suero predom ina la isoenzim a LD -2, seguida de
LD-1 y LD -3, y en m enor proporción, L D -4 y LD-5.
Adem ás de las isoenzim as anteriores, existe la isoenzima
L D -C 4, que es un tetrám ero de subunidades C presente solam
ente en los esperm atozoides y que está relacionado con la
espermatogénesis.
La LDH se encuentra en el citoplasma de todas las células
del organism o con una actividad 5 00 veces superior a la del
plasma, por lo que una pequeña lesión increm enta su concentración
sérica, lo cual indica una necrosis celular (fig. 16-6A).
Debido a su amplia distribución celular, su elevación es ines-
pecífica y ocurre en lesiones cardíacas, hepáticas, musculares,
renales, etc. (fig. 16-6B ) La electroforesis de LDH puede ser
orientativa ya que m uestra la proporción relativa de las cinco
isoenzimas.
La síntesis de LDH en tum ores suele cam biar hacia formas
más anaerobias que en el tejido sano, es decir, con un predom
inio de la LD -5. La leucemia linfoblástica aguda puede producir
incrementos muy notables de actividad LDH sérica. También
tiene utilidad en el pronóstico del m elanom a, donde una
actividad elevada indica que el tum or se ha extendido ampliamente.
También la isoenzima LD-1 se eleva de form a notable
en los tum ores de células germ inales (sem inom as o teratomas).
La determinación de LDH y una relación de los isoenzimas
L D -l/L D -2 superior a 1 (flipped ratio) se ha empleado en el
diagnóstico y seguimiento del infarto de miocardio. Dado que
la subunidad H tiene m ayor actividad por el a-hidroxibutirato
Días tras el trasplante
Figura 16-6A. Perfil de isoenzimas de LDH en un individuo sano (LDH:
137 Ul/L). Obsérvese que predomina la LD-2.
Figura 16-6B. Ejemplo de la evolución de la concentración sérica de
la enzima lactato-deshidrogenasa (LDH) tras un trasplante hepático. Obsérvese
el notable incremento que se observa en las primeras horas y el
aclaramiento posterior.
Ijabla 1 6 - 3 .
Distribución de las isoenzimas de lactato-deshidrogenasa (LDH)
Isoenzima Subunidades Tejido en que predomina
Existencia en suero
( % )
Ejemplo de incremento
sérico
LD-1
H4
Corazón y eritrocitos 17-31 Infarto de miocardio
Hemólisis
LD-2 H3M Leucocitos 35-48 Leucemia
LD-3 H,M , Pulmón 15-28 Embolia pulmonar
LD-4 H M 3 Riñón y páncreas 5-9 Pancreatitis
Necrosis renal
LD-5 M 4
Hígado y músculo esquelético 4-10 Enferm edad hepática

Capítu lo 16— Enzimas 197
que la subunidad M , se ha empleado la actividad a-h id roxibutirato-deshidrogenasa
com o medida de la isoenzima LD-1.
Sin embargo, hoy en día esta determinación ha quedado obsoleta
debido a la existencia de otras m agnitudes bioquím icas
mucho más adecuadas para diagnosticar el infarto de m iocardio,
com o la troponina T.
Determinación de la actividad LDH
Casi todos los métodos de determ inación de LDH se basan
en la monitorización de la cinética de conversión entre NAD""
y N A D H a 340 nm . La hemólisis increm enta notablemente
la actividad LDH sérica ya que la actividad en eritrocitos es
m ás de 100 veces superior a la del suero. La congelación del
espécim en causa una pérdida de la actividad enzim ática.
La identificación de las isoenzim as de LDH se realiza
mediante electroforesis en condiciones similares a aquellas que
se usan para realizar el proteinogram a. Tras la electroforesis,
la visualización de los isoenzimas se basa en la reacción que
llevan a cabo con el lactato que produce N ADH, el cual, a su
vez, reduce el nitroazul de tetrazollo (N B T ) en presencia de
metosulfato de fenacina y forma un precipitado de azul de formazán.
El precipitado resultante es directam ente proporcional
a la actividad enzimática de la LDH:
N A D H + H" + N B T -
(precipitado)
•NAD"" + N BT reducido
El intervalo de referencia a 37 ®C de la actividad LDH oscila
entre 2 30 y 4 60 U/L.
Lipasa
La lipasa es una glucoproteína pequeña, de 48 kD a, que
hidroliza los ésteres de glicerol y triglicéridos y actúa en las
posiciones 1 y 3 del triglicérido para producir dos ácidos grasos
y un monoglicérido. Actúa en la interfase grasa-agua de la
emulsión que form an las sales biliares. Precisa el cofactor colipasa,
cuya función es unir la lipasa con la grasa emulsionada
y estabilizarla para im pedir que sea inactivada por las sales
biliares.
La principal fuente de actividad lipasa sérica es el páncreas.
O tras fuentes m ucho menos importantes son la mucosa intestinal
y el tejido adiposo. Por ello, la actividad lipasa se emplea
en el diagnóstico de la pancreatitis, donde suele elevarse más
de cinco veces por encim a del lím ite superior de referencia
dentro de las 2 4 -4 8 h del com ienzo del ataque y perm anece
elevada durante unos 5 o 7 días. Este increm ento tiene una
sensibilidad del 94% y una especificidad del 96% en el diagnóstico
de la pancreatitis. También se puede increm entar en
alteraciones de árbol biliar y obstrucciones pancreáticas, así
com o tras una colangiopancreatografía retrógrada endoscópica.
La m orfina y sus derivados producen un espasmo del
esfínter de Oddi que causa un increm ento de la actividad
lipasa.
Tal y com o ocurre con la amilasa, la lipasa se filtra en el glom
érulo renal pero, a diferencia de ella, se reabsorbe posteriorm
ente en los túbulos, por lo que no se detecta en orina. Los
pacientes con insuficiencia renal pueden m anifestar una actividad
lipasa sérica elevada, hasta dos veces el límite de referencia,
debido al m enor aclaram iento de esta enzima.
Determinación de la actividad lipasa
La determinación de la actividad lipasa se basa en la hidrólisis
de tr^licéridos que producen ácidos grasos que se pueden cuantificar
posteriormente por titulación con NaOH con el uso de
fenolftaleina o determinando el descenso de turbidez mediante
turbidimetria o nefelometría. Como sustrato se ha empleado aceite
de oliva o trioleína. Sin embargo, estos métodos son laboriosos y
requieren tiempos de incubación excesivamente largos, con lo que
no son automatizables. Por ello, se han desarrollado diversas técnicas
alternativas que puedan automatizarse. Por ejemplo, basadas
en la liberación desde un éster de metilresorfurina que puede
monitorizarse espectrofotométricamente o basadas en el acoplamiento
de la reacción de la lipasa a la reacción de Trinder:
Lipasa
1,2-Diglicérido -i- H 2O ---------- * 2-monogliceridol -1- ácido graso
M onoacilglicerido-lipasa
2-M onoglicérido -1- H^O------------------- • glicerol + ácido graso
Glicerolcinasa
Glicerol + A T P --------------------------------• glicerol-3-P -1- ADP
Glicerol -P -oxid asa
Glicerol-3-P -1- O,
dihidroxiacetona-P + H^Oj
Peroxidasa
HjOj + 4-am inoantipirina---------------* quinonimina -1- H^O
La automatización de estos procedimientos permite su aplicación
en urgencias para el diagnóstico de la pancreatitis
aguda. El intervalo de referencia depende notablemente del
m étodo elegido. Si se emplea este sistema de reacciones a co ­
pladas, es de 21-67 U /L a 37 ®C.
5'-nucleotidasa
La enzima 5’-nucleotidasa es una glucoproteína de la m em ­
brana plasm ática con actividad fosfatasa que hidroliza los
5’-nucleótidos, form a el correspondiente nucleósido y libera el
fosfato inorgánico. Se encuentra en num erosos tejidos, sobre
todo en el hígado, y es un m arcador de enfermedad hepatobiliar
bastante específico. Las mayores elevaciones se producen
cuando hay un com prom iso de la secreción biliar debido al
efecto detergente de las sales biliares. Se emplean las determ i­
naciones conjuntas de 5’-nucleotidasa y de fosfatasa alcalina
para identificar el origen hepático com o el causante de las alteraciones.
U na elevación de la actividad 5 ’-nucleotidasa ante
una actividad fosfatasa alcalina alta se puede asociar con enfermedad
hepática. Sin embargo, la mitad de los pacientes con un
increm ento de la fosfatasa alcalina hepática tienen una actividad
S’-nucleotidasa normal.
Determinación de la actividad S'-nucieotidasa
Los métodos de determ inación de la actividad 5’-nucleotidasa
utilizan la hidrólisis de un nucleótido fosfato (5’-AM P)
acoplada a otra serie de reacciones indicadoras, como:
5’-Nucleotidasa
5’-AMP-
adenosina -1- fosfato

198 Parte II—Analitos y metabolismo
Adenosina-desaminasa
A denosina------------------------------------
Glutamato-deshidrogenasa
Inosina + NH,
N Hj + 2-oxoglutarato---------------------------------------- * L-glutamato
+ NADH + H" + NAD"
El descenso de la absorbancia a 3 40 nm es proporcional a la
actividad 5’-nucleotidasa. El intervalo de referencia de la actividad
sérica es de 3-9 U/L.
Seudocolinesterasa (acilcolinaacilhidrolasa
o butirilcolinesterasa)
La seudocolinesterasa es una enzim a que se encuentra en
casi todos los tejidos, sobre todo en hígado, páncreas, corazón
y la sustancia blanca. No se conoce su función fisiológica, pero
tiene una actividad hidrolítica de la acetilcolina. Existe una
enzim a relacionada, la acetilcolinesterasa o acetilcolina-acilhidrolasa,
que se encuentra en los eritrocitos y en las term inaciones
nerviosas donde se encarga de degradar la acetilcolina
para perm itir la despolarización del nervio.
Los pesticidas organofosforados se usan ampliamente en la
agricultura y son la causa de num erosas intoxicaciones por
contacto, ingestión o inhalación, e incluso pueden llegar a ser
mortales. Estos compuestos inhiben la acetilcolinesterasa, afectan
la transm isión nerviosa y también la seudocolinesterasa,
incluso con m ayor intensidad. Debido a ello, la determinación
de la actividad enzimática sirve com o indicador de la exposición
a estos insecticidas aunque no se correlaciona con la gravedad
de la intoxicación. Una vez que se ha eliminado el tóxico
del organism o, la actividad seudocolinesterasa se recupera
aproxim adam ente el 7% cada día, por lo que la determinación
diaria es útil para valorar la eliminación del pesticida.
La seudocolinesterasa metaboliza la succinilcolina, un relajante
m uscular que se utiliza en cirugía. Existen isoformas de
la enzima con baja capacidad de degradar la succinilcolina y
que tienen cierta prevalencia en la población, por lo que la elim
inación de estos m edicamentos anestésicos es muy lenta. El
empleo del fárm aco en estos pacientes provoca bradicardia y
parálisis respiratoria, por lo que requieren ventilación m ecánica.
Por ello, es im portante identificar estas variantes de la
actividad seudocolinesterasa. Estas isoformas que tienen
menor afinidad por el fárm aco también tienen menor afinidad
por los inhibidores, com o la dibucaína. Para identificar las
isoformas, se determ ina la actividad seudocolinesterasa tanto
con dibucaína com o sin ella y se calcula el «núm ero de dibucaína».
La variante norm al se inhibe en el 80% mientras que
las formas atípicas se inhiben sólo el 2 0 % y los pacientes heterocigóticos
presentan una inhibición intermedia.
Determinación de la actividad
seudocolinesterasa
Los métodos de determinación se basan en la hidrólisis de
ésteres de acilcolina, com o el butiriltiocolina o el propioniltiocolina.
El sustrato se hidroliza por la seudocolinesterasa y se
libera tiocolina. É sta reacciona con el ácido 5,5’-ditio-bis-
(2- nitrobenzoico) (D TN B) y produce 5-tio-2-nitrobenzoico
am arillo, que se puede m edir a 405 nm :
Colinesterasa
Butiriltiocolina + H -,0 ----------------------- »■tiocolina + butirato
Tiocolina + D TN B • 2-nitro-5-m ercaptobenzoato
Para la cuantificación enzim ática se puede usar suero o
plasma obtenido con heparina o ED TA, com o anticoagulantes.
N o se puede usar una m uestra hemolizada ya que produce
resultados falsamente elevados. Los valores de referencia de la
actividad seudocolinesterasa y del número de dibucaína varían
según el m étodo utilizado. En nuestro laboratorio a 37 ®C, el
intervalo de referencia es de 5.300-12.900 U /L; el núm ero de
dibucaína es norm al: 70-90 %; para el paciente heterocigótico:
30-70 % y para el homocigótico: 0-2 0 %.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Devlin TM (ed.). Bioquímica. Libro de texto con aplicaciones clínicas, 3.* edición.
Barcelona; Reverte, 2000.
Hohnadel DC. Clinical enzymology. En: Kaplan LA, Pesce Af (eds.). Clinical
Chemistry Theory analysis correlation, 5.* edición. San Luis; Mosby Elsevier,
2 0 1 0 .
Panteglini M, Bais R. van Soling WW. Enzimes. En; Burtis CA, Astwood ER,
Burns D E (eds.). Tietz Textbook o f Clinical C tem istry and Molecular
Diagnostics, 4.‘ edición. San Luis; Elsevier-Saunders, 2006.
Recomendaciones para la detección y estudio de las interferencias por
macroamílasas en la determinación de a-amilasa. Comisión de Interferencias
y Efectos de los Medicamentos en Bioquímica Clínica. Comité Científico.
Sociedad Española de Bioquímica Clínica y Patología M olecular Química
Clínica 2002; 21; 74-79.
Schumann G et al. IFCC primaryreference procedures Ibr the measurement
of catalytic activity concentrations of enzymes at 37 degrees C. Part 2.
Reference procedure for the measurement of catalytic concentration
of creatine kinase. Clin Chem Lab Med 2002 [un; 40 (6); 635-642.
Schumann G et al. IFCC primaryreference procedures Ibr the measurement
of catalytic activity concentrations of enzymes at 37 degrees C. International
Federation o f Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. Part 4. Reference
procedure for the measurement o f catalytic concentration o f alanine
aminotransferase. Clin Chem Lab Med 2002 ful; 40 (7); 718-724.
Schumann G et al. IFCC primaryreference procedures for the measurement
of catalytic activity concentrations of enzymes at 37 degrees C. International
Federation o f Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. Part 5. Reference
procedure for the measurement o f catalytic concentration o f aspartate
aminotransferase. Clin Chem Lab Med 2002 ful; 40 (7); 725-733.
Schumann G et al. IFCC primaryreference procedures for the measurement
of catalytic activity concentrations of enzymes at 37 degrees C. International
Federation o f Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. Part 6. Reference
procedure for the measurement o f catalytic concentration
of gamma-glutamyltransferase. Clin Chem Lab Med 2002 íul; 40 (7); 734-738.
Siekmann L, IFCC primary reference procedures for the measurement o f catalytic
activity concentrations o f enzymes at 37 degrees C. Part 1. H ie concept
of reference procedures for the measurement o f catalytic activity
concentrations o f enzymes. Clin Chem Lab Med 2002 Jun; 40; 631-634.
Stremme fH, Rustad P, Steensland H, Theodorsen L, Urdal P. Reference intervals
for fiight enzymes in blood o f adult females and males measured
in accordance with the International Federation o f Clinical Chemistry
reference system at 37 degrees C; part of the Nordic Reference Interval
Project. Scand J Clin Lab Invest 2004; 64 (4); 371-384.

Análisis de las alteraciones
de la coagulación y fibrinolisis
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Introducción 199
Factores de co agulación 199
Nuevo m odelo de hem ostasia
Activación de las plaquetas 202
Control de la hem ostasia 203
Inhibidores de la coagulación 203
Fibrinolisis 203
Estudio en el laboratorio
de la hem ostasia 203
201
Condiciones preanalíticas 203
Estudio plaquetario 204
Estudio de la coagulación 204
Estudio de la fibrinolisis 205
A lteraciones de la coagulación
Alteraciones plaquetarias.Trombodtopenia
Alteraciones de los factores de coagulación
Referencias adicionales 208
206
206
207
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Describir el dinamismo del proceso de la hemostasia, tanto
procoagulante como fibrinoiftico, su naturaleza y regulación
enzimática y la importancia de la plaqueta y de la superficie
celular lesionada en su inicio y extensión.
• Señalar los parámetros analíticos que informan clínicamente
de la hemostasia primaria.
• Conocer la exploración analítica de la hemostasia secundaria
basada en los tiempos de coagulación.
• Revisar los factores causales y las principales manifestaciones
de algunas de las alteraciones plaquetarias
y de la coagulación más representativas.
In tro d u cció n
La hem ostasia es el m ecanism o que emplea el organism o
para im pedir la pérdida de sangre y m antener la circulación
sanguínea tras un traum atism o o lesión vascular. Con esta
doble finalidad, una vez que se ha producido la lesión vascular,
intervienen cu atro sistemas: la vasocon stricción local
refleja de la pared del vaso, la adhesión plaquetaria al colágeno
expuesto, la form ación de la red de fibrina y la disolución del
coágulo o fibrinolisis. D urante todo este proceso se establece
un equilibrio entre las acciones de las plaquetas y sus productos,
los factores tisulares de la pared vascular y los factores
plasmáticos para m antener la homeostasia circulatoria.
Facto res de co a g u la ció n
En la coagulación interviene una serie de factores plasmáticos,
la m ayoría de síntesis hepática, excepto el factor VIII,
que es de origen endotelial. Estos factores circulan norm almente
inactivos y se van activando por diversos estímulos en
un proceso de amplificación regulada. Los factores se corresponden
con una cifra rom ana y, cuando están activos, se les
añade un subíndice «a». Algunos tienen su propio nom bre,
com o el factor IL que se llam a protrom bina. Los factores de
coagulación se agrupan en:
1. Factores dependientes de la vitam ina K, que son los factores
con restos de ácido y-carboxiglutám ico en el segmento
am inoterm inal. La vitam ina K es necesaria para la acción
de la carboxilasa hepática que introduce un segundo grupo
carboxilo en ciertos residuos de ácido glutámico, necesario
para su función (fig. 17-1). Las proteínas y-carboxiladas se
pueden unir a la m em brana y form ar quelatos m ediante
interacciones electrostáticas con el calcio y con los fosfolípidos
con carga negativa.
2. F a cto res que son activ ad os p o r la acció n de la tro m -
bina.
3. Factores que se activan por contacto con la superficie.

200 Parte II—Analitos y metabolismo
CH2
— NH— C H - C — NH-
0
Glutamato
CH,.
— NH— C H - C — NH-
0
Y-Carboxiglutamato
Figura 17-1. La vitamina K participa en la formación de los grupo
Y-carboxilo en los residuos de glutamato de los factores de coagulación.
La mayoría de los factores de coagulación son serina-proteasas
o cofactores, salvo el XIII, que es una transglutaminasa,
y el fibrinógeno, que es un sustrato (tabla 17-1).
El cininógeno es una a^-globulina de la cual existen una
form a plasmática de alto peso m olecular {110 kDa) y otra hística,
de bajo peso m olecular (70 kDa). El cininógeno de alto
peso molecular circula unido a la precalicreína en una proporción
1:1. Cuando se activa, la calicreína libera del cininógeno
de alto peso molecular la bradicinina, un péptido vasoactivo
de 9 aminoácidos con capacidad vasodilatadora y que aumenta
la permeabilidad vascular. Cuando actúa sobre el cininógeno
de bajo peso m olecular produce la lisilbradicinina con las m ismas
funciones que la bradicinina.
La protrom bina es una proenzim a de 582 aminoácidos con
6 residuos de y-carboxiglutam ato que pueden quelar el Ca^""
y perm itir la unión de la proteína con su complejo de activación.
La protrom bina se hidroliza por el complejo protrom -
binasa y produce la enzim a activa trom bina, que es la enzima
central de la coagulación. Este complejo protrom binasa está
form ado por Ca^% fosfolípidos, la enzima factor X a y su cofactor
Va.
El fibrinógeno es una proteína form ada por tres pares de
cadenas (A a , y Gv) unidas por puentes de disulfuro. Estas
cadenas de fibrinógeno están codificadas por tres genes (FGA,
FGB Y FGG) localizados en el crom osom a 4. Los primeros 16
am inoácidos de la cadena A a y los 14 prim eros de la cadena
Bp se denominan fibrinopéptidos A y B. Cuando la trom bina
actúa sobre los enlaces Arg-Gly del fibrinógeno, estos dos péptidos
quedan libres y el fibrinógeno se transforma en un monómero
de fibrina. Esta molécula tiene una carga superficial distinta
que el fibrinógeno y puede polim erizar espontáneamente
(fig. 17-2A). La trom bina también activa el factor X III ante el
calcio, que cataliza la unión de tipo am ida entre el grupo aminoterm
inal de la glutamina de un m onóm ero, que se pierde, y
el y-am ino de la Usina de otro m onóm ero. Con esta transglutam
inación se estabiliza la unión entre los m onóm eros de
fibrina (fig. 17-2B).
Tabla 17-1. Factores de coagulación
Actividad Factores de coagulación Peso molecular (kDa) Vida media
Proenzimas dependientes de la vitam ina K il (Protrom bina) 70 2-5 días
Vli (Proconvertina) 48 3-7 h
iX (Factor antihem ofílico B) 56 18-24 h
X 58 24-48 h
Plasminógeno 92 1 - 2 días
Proteína C 56 6 h
Proenzimas independientes de la vitam ina K XI (Antihem ofílico C) 158 2-3 días
XII (Hagem an) 80 48-52 h
XIII (Estabilizante de fibrina) 320 9-12 días
Precalicreína (Factor de Fletcher) 85 40 h
Cofactores solubles V (Proacelerina) 330 12-36 h
VIII (Antihem ofílico A) 330 8 - 1 2 h
Factor de von W illebrand 280 1 2 h
Quininógeno alto p.m. 1 2 0 6,5 días
Proteína S 69 40 h
Sustrato 1(Fibrinógeno) 340 3-4 días
Inhibidor de proteasas Antitrom bina 65 72 h
aj-antíplasmina 70 2-3 días

Capítu lo 17—Análisis de las alteraciones de la coagulación y fibrinolisis 201
Cadena A a
Cadena
Fibrinopéptidos A —
Fibrinopéptidos B •— >.
^
Cadena y
Trombina
Fibrinógeno
XII
Cininógeno de alto peso
molecular
Calicreína
IX
Xlla
X I -------- ►Xla
Vía intrínseca
Fosfolípido
Ca^* Villa
Protrombina
Vía común
Xa.-'
Fosfolípido
VaCa^*
Fibrinógeno
Vía extrínseca
Trombina
Fibrina i
Figura 17-2A. Polimerización de la fibrina por la acción de la trombina.
O
-C — HC-NH-
I
CH2
I
CH2
I
CH2
I
CH,
NH,
•NH,
C '
CH,
CH2
— C - C H - N H -
II
O
XIII
▼
Xllla
Trombina
NH,
O
II
-C — HC-NH-
CH^
CH,
CH2
...... I..........
•■ CH2 •■•.
NH,
0= C
I
CH,
CH2
I
- C - C H - N H -
Figura 17-2B. Formación de los puentes estables entre monómeros de
fibrina por el factor Xllla.
N uevo m o d elo de h em o stasia
Según el m odelo de coagulación clásico, la hem ostasia se
divide en tres fases:
1. Hemostasia prim aria, que tiene por ñnalídad la formación
del tapón hem ostático plaquetario. Com prende la vaso-
^ constricción, el reclutamiento de plaquetas, su activación
I y agregación para form ar el trombo. Con ella se frena ini-
E cialm ente la hem orragia y se inicia la rep aración de la
I lesión. Tiene una duración aproxim ada de 3-5 m in desde
'8 el inicio del sangrado.
§ 2 . Hemosíflsffl 5 ecw«tiflna, que consiste en la formación de un
3 coágulo de fibrina a partir del fibrinógeno plasmático para
I estabilizar el tapón hemostático. Existe una cascada de la
g- coagulación extrínseca y otra intrínseca, independientes
I entre sí (fig. 17-3). La vía intríseca comienza con la unión
¿ del complejo cininógenoiprecalicreína a la superficie car-
^ gada negativamente expuesta tras la lesión vascular, junto
con el factor X I y el factor X II, que se autoactiva en factor
@ X lla y activa la precalicreína en calicreína. La calicreína, a
0
Figura 17-3. Vía clásica de la coagulación, que comprenden la vía intrínseca
y la extrínseca. Ambas convergen en la activación del factor X.
su vez, activa el factor X II de form a que se establece un
m ecanism o de amplificación. El factor X lla activa el X I y
así se inicia la cascada de la coagulación. La vía extrínseca
es más sencilla y comienza con la exposición del factor tisular
y la activación del factor V IL Ambas vías convergen en
la activación del factor X , que produce grandes cantidades
de trom bina que, a su vez, form a la red de fibrina a partir
del fibrinógeno. Tiene una duración de 5-10 min desde que
se inicia el sangrado.
3. Hemostasia terciaria, que tiene por finalidad la elim inación
del exceso de fibrina y com prende la conversión del
plasminógeno en plasmina y la lisis de la fibrina.
Este modelo no explica adecuadamente la hemostasia y, adem
ás, la vía extrínseca y la intrínseca están interconectadas.
Así, por ejemplo, la deficiencia de los factores V II o VIII producen
im portantes hem orragias. Sin em bargo, las personas
con deficiencia de factor X II, cininógeno o calicreína no tienen
tendencia al sangrado. No obstante, este m odelo es útil
para explicar las pruebas de laboratorio que se usan para monitorizar
la hemostasia, com o el tiempo de protrom bina para la
vía extrínseca y el tiempo de trom boplastina parcial activado
para la intrínseca, tal y com o se describirá más adelante.
El nuevo modelo tiene en cuenta el hecho de que las reacciones
se producen sobre las superficies celulares de m odo que,
por la lesión vascular, las proteínas plasmáticas y las plaquetas
se ponen en contacto con los tejidos extravasculares y la formación
de trombina es el punto crucial del proceso. Según este
nuevo modelo, la hemostasia comprende tres fases, que están
superpuestas:
1. Fase de iniciación (fig. 17-4A). El factor tisular o trom boplastina
hística es una proteína celular abundante en las
células que rodean el vaso sanguíneo, com o los fibroblastos
o los miocitos, y también lo pueden expresar los monocitos
y los macrófagos. Cuando se produce una lesión endotelial,
el factor tisular queda expuesto y se une al factor VII
que circula en la sangre y se activa (V lla). El complejo factor
tisular/V IIa activa, a su vez, los factores IX y X . El factor
X a en la superficie celular se une al factor V y este com ­
plejo, que inicialmente se encuentra en pequeña cantidad,
produce una pequeña cantidad de trombina.

202 Parte II—Analitos y metabolismo
Figura 17-4A. Nuevo modelo de hemostasia. Fase de iniciación. Formación
del complejo del factor tisular/Vlla en una superficie celular (su-
bendotelio).
2. Fase de amplificación (fig. 17-4B). La lesión vascular favorece
el contacto de las plaquetas con la m atriz extravascular
que, tras adherirse, se activan. Las pequeñas cantidades
de trom bina generadas anteriorm ente favorecen la adhesión
plaquetaria, su activación completa y la activación de
los factores V, VIII y X L que se unen en la superficie de las
plaquetas. El factor de von W illebrand participa en la interacción
de las plaquetas con el endotelio vascular y tran s­
porta el factor V III, y lo estabiliza en la circulación.
3. Fase de propagación (fig. 17-4C). Ya en la superficie plaquetaria,
los fosfolípidos de las m em branas de las plaquetas
activadas, junto con el Ca""^ y los factores V illa y IX a, activan
el factor X . El factor X a, junto con el factor Va, el Ca*^
y los fosfolípidos, form an el complejo enzimático protrom -
binasa que convierte la protrom bina en trombina. El com ­
plejo protrom binasa es unas 3 0 0 .000 veces m ás activo que
el factor X a en solitario, de m odo que se generan grandes
cantidades de trom bina que, a su vez, form ará la red de
fibrina. La trombina, además, activa el factor XIII, que produce
los entrecruzam ientos entre m onóm eros de fibrina y
form a el coágulo estable.
Activación de las plaquetas
Figura 17-4B. Nuevo modelo de hemostasia. Fase de amplificación. La
trombina formada activa las plaquetas y proporciona la superficie sobre
la cual se producen las diferentes reacciones hemostáticas.
Los receptores de la m em brana de las plaquetas, com o las
integrinas G PIb/IX y GPIIb/IIIa, interaccionan con el colágeno
y con el fector de von Willebrand de las células subendoteliales
que quedan expuestos tras la lesión vascular. Debido a la afinidad
de las integrinas con moléculas que contienen la secuencia
arginina-glicina-aspartato (RGD), la integrina GPIIb/IIIa tam ­
bién interacciona con otros componentes de la m atriz extracelular,
com o la fibronectina, o con otras proteínas que se inm o­
vilizan en la matriz extracelular, com o el fibrinógeno. De esta
manera se establecen enlaces firmes entre las plaquetas y el endotelio.
Adem ás, la unión de ambas integrinas al factor de von
W illebrand plasmático media la unión con otras plaquetas o
células y favorece la adhesión y la activación plaquetarias.
Las plaquetas activadas cambian su forma, aumentan su superficie
celular y secretan el contenido de los gránulos al medio:
1. Desde los gránulos densos plaquetarios se liberan adenosina
difosfato (ADP) y calcio, que favorecen el reclutamiento de
nuevas plaquetas para form ar el tapón, así com o serotonina
y epinefrina, que actúan com o vasoconstrictores locales.
2. Desde los gránulos a se liberan factores de crecim iento,
com o el factor activador de plaquetas (PAF, del inglés,/>ífltelet-activating
factor) y el factor de crecim iento derivado
de plaquetas (PDGF, del inglés, platelet-derived growth fa c­
tor), que inician la reparación vascular. Los gránulos a tam ­
bién contienen proteínas de adhesión, com o selectina P,
fibrinógeno, trom bospondina, fibronectina, vitronectina
y factor de von W illebrand, que se traslocan a la superficie
y am plifican el proceso de adhesión plaquetaria favoreciendo
su interacción con los leucocitos.
Figura 17-4C. Nuevo modelo de hemostasia. Fase de propagación en
la superficie de las plaquetas donde se forman grandes cantidades de
trombina que lleva a la formación del coágulo de fibrina.
La activación de las plaquetas estimula la enzima fosfolipasa
A j, que libera el ácido araquidónico de los fosfolípidos de la
mem brana. El ácido araquidónico es el sustrato de la ciclooxigenasa
1 que produce endoperóxidos cíclicos que, por acción
de la trom boxano-sintetasa, producirán, a suvez,trom boxano
Aj (T X A j). El T X A j se libera a la circulación para unirse a los
receptores de T X A en la superficie de las plaquetas adyacentes
y am plificar el proceso de activación plaquetaria, y provocar
la agregación de nuevas plaquetas para form ar el tapón hemostático.
La aspirina tiene una acción antiagregante plaquetaria
por su actividad inhibidora de la ciclooxigenasa. Las células
endoteliales y del m úsculo liso pueden captar los endoperóxidos
liberados por las plaquetas. En estas células, la prostaci-

Capítu lo 17—Análisis de las alteraciones de la coagulación y fibrinolisis 203
Plasminógeno
PAI-1
- tPA
Plasmina
a 2-Antiplasmina
a 2-Macroglobülina
.Plasmina
V
VIII -
Fibrina
, Productos de
degradación
Fragmento X {250 kDa)
< fragmento Y (150 I^Dft
Figura 17-5.
Inhibe la agregación
plaqueta ria
Formación de las prostaglandinas en la coagulación.
Figura 17-6.
Fibrina
Fragmento D Fragmento F
(100 kDa) (45 kDa)
Proceso de fibrinolisis y rotura de la fibrina por la plasmina.
PAI-1: inhibidor del activador del plasminógeno de tipo 1; tPA: activador
tisulardel plasminógeno.
I
clina-sintetasa produce la prostaciclina (PG Ij), con acción
opuesta al T X A j, ya que disminuye la adhesión y la agregación
plaquetarias a la pared (fig. 17-5).
C o n tro l de la h em o stasia
El control del proceso de coagulación es muy im portante
con el fin de autolimitarla al lugar de la lesión. Para ello, actúan,
por un lado, diversos inhibidores de los factores activos de la
coagulación y, por el otro, la acción enzimática de la plasmina
rompe la red de fibrina (fibrinolisis). Adem ás, la producción
de prostaciclina ayuda a m antener la fluidez de la sangre por
su efecto inhibitorio de la agregación plaquetaria.
Inhibidores de la coagulación
Los principales inhibidores de la coagulación son:
1. El inhibidor del factor tisular producido p o r las células
endoteliales bloquea el complejo del factor tisular/VIIa/Xa,
por lo que sobre tod o afecta la fase de iniciación y el
com ienzo de la amplificación.
2. La antitrombina es una serpina que bloquea la fese de propagación
ya que inhibe intensamente la trom bina y el factor
X a fuera de la superficie; también inhibe parcialmente
los factores IX , X I y XII.
3. El sistema de la proteína C com ienza cuando la trom bina
se une a la trom bom odulina de la superficie endotelial. El
complejo trom bina-trom bom odulina activa la proteína C
y esta activación aumenta notablemente si la proteína C se
I une al receptor endotelial de la proteína C. La proteína C
Z activada con su cofactor, la proteína S, inhibe el factor Va
.§ y el factor V illa, y, por tanto, disminuye la generación de
I
trom bina y bloquea el proceso de amplificación.
I 4. La oj-m acroglobulina y la a,-antitripsina son inhibidores
generales de proteasas y, por tanto, tienen actividad antis
trombina.
Fibrinolisis
La fibrinolisis consiste en la elim inación del coágulo de
ñbrina durante la cicatrización de la herida y en elim inar los
coágulos intravasculares para impedir la trombosis. El proceso
comienza con la activación del plasminógeno, una |3-globulina
de 92 kD a producida por el hígado y con una vida m edia de
2,2 días. En su región am inoterm inal tiene cinco dominios de
tipo kringle con forma de «rosquilla» estabilizada por puentes
de disulfuro, que contienen lugares de fijación a residuos de
Usina, a través de los cuales se une a la célula endotelial, y tam ­
bién a la fibrina y a la o^-antiplasmina.
El plasm inógeno se activa en plasm ina p o r el activador
tisular (tPA), el factor X lla , la trom bina o los activadores tisulares
o bacterianos (ñg. 17-6). La plasmina degrada la fibrina,
los factores V y V III y el com plem ento. El proceso de degradación
de la fibrina produce inicialm ente el fragm ento X , de
elevado peso m olecular. Posteriorm ente se liberan los fragm
entos D e Y (form ados p o r los fragm entos D y E) y, por
últim o, los fragm entos E . La acción de la plasm ina sobre la
fibrina entrecruzada por el factor X lIIa libera, adem ás, los
dím eros D. Por tanto, la form ación de estos dím eros D únicam
ente ocu rre cuando la plasm ina degrada la fibrina y no
cuando degrada el ñbrinógeno. En su conjunto, estos fragmentos
se conocen com o productos de degradación del ñbrinógeno/ñbrina
y, dado que se pueden u nir a los m onóm eros
de fibrina, impidiendo su polim erización, poseen propiedades
anticoagulantes.
En el plasma hay inhibidores específicos de la fibrinolisis,
com o la a^-antiplasmina que forma un complejo con la plasm
ina al inactivarla o el inhibidor del activador del plasm inógeno
de tipo 1, (PAI-1), una proteína producida por el endotelio
que inhibe el tPA. También, otros inhibidores generales de
las proteasas, com o la cx^-macroglobulina, pueden bloquear la
fibrinolisis.
E stu d io en el labora to rio
de la h e m o stasia
Condiciones preanalíticas
Un aspecto fundam ental en el estudio de la hemostasia es
la recogida de la sangre en condiciones adecuadas. Se emplean
tubos con citrato de sodio de 109 m m ol/L que actúa com o
anticoagulante al quelar el calcio. Se han de recoger nueve partes
de espécim en de sangre por una de anticoagulante para
evitar diluciones de los componentes (fig. 17-7).

204 Parte II—Analitos y metabolismo
Figura 17-7.
C ¡trato trisódico
Plasma pobre
en plaquetas
Tubo con citrato para la obtención de espécimen para las
pruebas de coagulación. Obsérvese la elevada proporción de la solución
anticoagulante, por lo que es necesario llenar al menos hasta el 8 0 %
del volumen con sangre.
Para analizar los factores de coagulación, es necesario obtener
un plasma pobre en plaquetas, para lo cual el espécimen
ha centrifugarse a unas 2 .0 0 0 g durante 15 m in a 4 ®C. El
plasma obtenido se transfiere a tubos de vidrio siliconado o de
plástico para evitar la activación de los factores de coagulación.
Éstos se pueden analizar en las siguientes 4 h o han de conservarse
el plasma a -2 0 ®C hasta su uso.
Estudio plaquetario
Se procede de la siguiente manera:
1. Recuento de plaquetas. Se realiza dentro del hem ogram a y
se expresa com o núm ero de plaquetas por unidad de volumen.
El recuento norm al es de 150.000-400.000 plaquetas/
mm*. Si las plaquetas funcionan adecuadamente, la hemostasia
no está afectada a m enos que la concentración se
reduzca por debajo de 50.000 plaquetas/mm^ Tal y como
sucede con el recuento eritrocitario, este parám etro tiene
un significado clínico relativo ya que se debe acom pañar
del volumen plaquetario medio (VPM ) para valorar la masa
plaquetaria existente.
2. Test de la funció n plaquetaria (PFA-100). Consiste en un
equipo en el cual se hace fluir la sangre total anticoagulada
con citrato a través de dos membranas porosas. En una hay
colágeno con epinefrina y en otra, colágeno con ADP. Las
plaquetas en contacto con estos activadores se agregan y el
sistem a mide el tiem po que necesita para producirse la
obturación de la m em brana. E s una prueba objetiva y
rápida, en que el tiempo de obturación con colágeno-epinefrina
es inferior a 160 s, e inferior a 125 s con colágeno-
ADP. Así, el test de función plaquetaria con colágeno-epinefrina
se alarga cuan do se consum e aspirina u otros
antiinflam atorios no esteroideos y con colágeno-ADP se
prolonga en la enfermedad de Von W illebrand.
3. Agregación plaquetaria. Mide el descenso de la turbidez
de un plasm a rico en plaquetas al agregarse éstas tras la
adición de ADP y diferentes agonistas, com o ácido araquidónico,
colágeno o epinefrina. El cam bio en la densidad
óptica se mide de form a autom ática. La agregación
plaquetaria disminuye en las trom bopatías congénitas o
adquiridas.
Estudio de la coagulación
Las principales pruebas analíticas son:
1. Test de generación de trombina. En esta prueba se monitoriza
de forma continua la generación de trombina y su inactivación
posterior mediante el empleo de un sustrato cromogénico.
La coagulación se inicia con fosfolípidos, factor
tisular y Ca^* Con esta prueba se mide el área bajo la curva,
el tiempo en que se alcanza el m áxim o y el m áxim o del pico
(fig. 17-8).
Figura 17-8.
Curva de generación de trombina en un individuo control y en un paciente con tratamiento con Sintrom. En este paciente se produce
un alargamiento de la fase inicial y un pico más pequeño que en el control.

Capítu lo 17—Análisis de las alteraciones de la coagulación y fibrinolisis 205
Tiempo de tromboplastina
parcial activado
Caolín
Cefalina
J C/,Ca -'2''
Xlla
XI -------► Xla
IX
Tiempo de protrombina
Tromboplastina
Cl2Ca
Vía intrínseca
IXa
Villa
25-35 s
Xa
11-14S
Protrombina
Vía común
Va
Fibrinógeno
Trombina
l
Fibrina
Figura 17-9. Determinación del tiempo de tromboplastina parcial y de protrombina.
Tiempo de protrom bina o tiempo de Quick (fig. 17-9), que
mide la vía extrínseca de la coagulación. El plasma pobre
en plaquetas se incuba un tiempo con trom boplastina hística
y posteriorm ente se activa la coagulación recalcificando
con una solución de CaClj. Se mide el tiempo que
necesita para form arse el coágulo desde la recalcificación
y un resultado norm al es de 11 a 14 s. Éste se puede expresar
también en porcentaje respecto a un plasma de función
hem ostática norm al, con un intervalo del 75-100% . Para
ello se realiza una gráfica de tiempo-dilución de este plasma
para interpolar el tiempo de la m uestra con el porcentaje a
que equivale. La variedad en la fuente comercial de la trom ­
boplastina ha hecho necesario estandarizar el m étodo respecto
a una m ism a referencia internacional de m odo que
el resultado en segundos se puede convertir en un valor
relativo al estándar, el cociente de norm alización internacional
o IN R (del inglés, International N orm alized Ratio).
Su valor se obtiene de la siguiente fórmula:
una concentración baja de trom bina para forzar el paso de
fibrinógeno a fibrina. Sobre un tiempo norm al de 14-15 s,
el alargamiento orienta hacia un trastorno del fibrinógeno,
existencia de inhibidores de la trombina, como la heparina,
o existencia de inhibidores de la polim erización de la
fibrina, com o los productos de degradación de la fibrina.
En muestras que contienen heparina se puede determ inar
el tiempo de reptilasa (un veneno de serpiente) en lugar del
tiempo de trom bina ya que actúa com o ésta, pero es insensible
a la heparina.
5. Fibrinógeno. La cuantificación del fibrinógeno se puede
realizar mediante m étodos de coagulación, m ientras se
añade trom bina a un plasma pobre en plaquetas diluido y
se mide el tiempo que necesita para producirse el coágulo
(método de Clauss). O tra form a de determ inar el fibrinógeno
es por métodos inmunológicos y los resultados pueden
ser diferentes al m étodo anterior.
IN R = -
(tiempo de protrom bina del paciente)''
(tiempo de protrom bina control)'^'
Estudio de la fibrinolisis
Las principales pruebas analíticas son:
El ISI es el índice de sensibilidad internacional de la
tromboplastina utilizada en la determ inación, y que oscila
norm alm ente entre 0,9 y 1.
El valor de referencia del IN R es de 1-1,2 y una coagulación
disminuida se refleja en un alargam iento del tiempo
de protrom bina y aumento del INR.
Tiempo de tromboplastina parcial activado (TTPa), que permite
la valoración de la vía intrínseca. El plasma pobre en
plaquetas se trata con caolín, sílice o ácido elágico, que aportan
una superficie cargada negativamente, y un fosfolípido
(p. ej., cefalina), de forma que se facilita la activación de la
vía intrínseca por el sistema de contacto. Posteriormente se
recalcifica con CaCl2, que inicia la coagulación, y se cuenta
el tiempo que necesita para producirse el coágulo. El tiempo
norm al de form ación del coágulo es de 25 a 35 s.
Tiempo de trombina (TT). Es el tiempo que necesita para
coagular un plasma pobre en plaquetas cuando se le añade
1. Análisis de los productos de degradación de la fibrina (PDF).
La cuantificación en plasma de PDF perm ite valorar tanto
el estado de trombosis com o la intensidad de la fibrinolisis.
El límite de referencia es de 10 [ig/m L y su concentración
se eleva en situaciones com o la coagulación intravascular
diseminada, la eclampsia o hepatopatías graves.
2. Dím ero D. Ofrece una inform ación directa de la fibrinolisis
que se está produciendo. Una elevación de los niveles
orienta hacía la formación de fibrina entrecruzada y su lisis
posterior, lo que se produce, fundamentalmente, en situaciones
de trombosis reciente, com o en la trombosis venosa
profunda y la embolia pulmonar. Este análisis no presenta
alta especificidad, pero tiene elevada sensibilidad de tal
m anera que niveles normales de dímero D en plasma rebajan
la probabilidad clínica de una tromboembolia. Se determ
ina m ediante inm unonefelom etría y su valor debe ser
inferior a 0,5 fig/m L. La determ inación plasm ática de
dím eros D tiene una m arcada variación interindividual.

206 Parte II—Analitos y metabolismo
Se produce un aum ento fisiológico con la edad, el embarazo
y el puerperio.
3. Complejosplasmina-antiplasmina (PAP). Los valores de los
complejos plasmina-antiplasmina (PAP) reflejan de forma
indirecta la activación de la fibrinolisis ya que su elevación
indica la producción de plasmina.
A lte ra cio n e s de la co a g u la ció n
El principal problema de un defecto en los m ecanism os de
la coagulación es la hem orragia, que puede localizarse exclusivamente
en la piel (púrpura) o en las m ucosas (epistaxis y
gingivorragias), músculos, articulaciones (hemartrosis) o, en
situaciones extrem as, puede aparecer en el interior de los órganos
(hígado, riñones, cerebro, etc.). En cambio, cuando se produce
excesiva activación del mecanism o de coagulación puede
originarse un trom bo que ocluye la luz del vaso y causa una
isquemia del tejido irrigado por ese vaso y posterior necrosis,
lo que constituye una situación de urgencia.
Las pruebas más interesantes para abordar las alteraciones
de la coagulación son el recuento plaquetario y los tiempos de
coagulación, como el tiempo de protrombina y el tiempo de tromboplastina
parcial. Un alargamiento de estos tiempos indicaría
un trastorno en el m ecanism o de coagulación que obligaría a
profundizar en el estudio de los factores individuales implicados.
Se pueden detectar tanto alteraciones congénitas com o
adquiridas de la coagulación. Entre las primeras destacarían
la hem ofilia y la enferm edad de von W illebrand y diversos
defectos congénitos de otros factores de la coagulación. Entre
los procesos adquiridos que cursan con alteraciones de la
hemostasia se encuentran el descenso de la cifra de plaquetas
(trombocitopenia), enfermedad hepática (hepatitis o cirrosis),
coagulación intravascular disem inada y alteración de la coagulación
en el contexto de diversos procesos inflam atorios
crónicos (uremia, enfermedades autoinmunes, etc.).
En algunas situaciones fisiológicas, com o el embarazo, tam ­
bién puede detectarse una alteración m oderada de las pruebas
de coagulación, pero es infrecuente la aparición de hem o­
rragias.
La interpretación de los resultados combinados obtenidos
en los tiempos de coagulación permite identificar la existencia
de alguna alteración (tabla 17-2).
Alteraciones plaquetarias. Trombocitopenia
La trombocitopenia o recuento plaquetario inferior a 150.000
plaquetas/mm^ es la causa más frecuente de hem orragia por
alteración de la hemostasia primaria.
La anorm alidad del recuento autom ático debe ser confirm
ada mediante el exam en visual del frotis ya que la causa más
frecuente del descenso de la cifra de plaquetas es su aglutinación
por efecto del anticoagulante utilizado, fenómeno que se
denomina seudotrombopenia provocada por EDTA.
La trombocitopenia puede producirse por distintas causas:
1. Descenso en la producción de plaquetas. Puede deberse a una
infiltración en la médula ósea de células malignas o células
plasmáticas (mieloma múltiple o leucemias), síndromes mielodisplásicos,
una médula ósea irradiada o expuesta a fárm
acos (citostáticos, tiazidas, estrógenos o interferón), una
deficiencia nutricional (vitamina B,j y ácido fólico) e infecciones
víricas.
2. Secuestro anorm al de plaquetas. El bazo secuestra norm almente
una tercera parte del núm ero total de plaquetas. En
el hiperesplenismo se produce un aumento desproporcionado
de la retirada de plaquetas, por lo cual disminuye su
número total en circulación. Es frecuente en casos de cirrosis
hepática con hipertensión portal.
3. Consumo de plaquetas. Se produce en situaciones de lesiones
hísticas extensas, com o grandes quemaduras y aplastamientos,
y en lesiones vasculares porque se produce una
gran agregación plaquetaria. Las plaquetas también se consumen
en pacientes con vasculitis extensas y en procesos
de coagulación intravascular disem inada, causados con
frecuencia por infecciones o neoplasias.
4. Dilución de plaquetas. Después de transfusiones masivas
se produce una dilución de las plaquetas en proporción con
el volumen recibido.
Tabla 17-2. Ejemplo de alteraciones de pruebas de la coagulación
TP TPPa TT Alteraciones
(+) N N Déficit de factor VII
N (+) N Hemofilia (déficit de factor IX o VIII)
Déficit de factor XI
Anticuerpos antifactor VIII
Déficit de factor XII o de precalicreína (sin hem orragia)
(+) (+) (+) Alteraciones del fibrinógeno
Coagulación intravascular diseminada (existencia de productos de degradación de fibrina)
Tratam iento con heparina
(+) (+) N Deficiencia de factor X o de protrombina
Anticuerpos antifactor V
Deficiencia de vitam ina K
Enferm edad hepática
Tratam iento con anticoagulantes
TP: tiempo de protrombina; TPPa: tiempo de tromboplastina parcial activado; TT: tiempo de trombina.

Capítu lo 17—Análisis de las alteraciones de la coagulación y fibrinolisis 207
5. Destrucción de plaquetas p o r fenóm enos inmunológicos o
no inmunológicos. Dentro de los primeros está la formación
de complejos antígeno-anticuerpo que lesionan las plaquetas
en enfermedades autoinmunes, com o el lupus eritematoso,
la anemia hemolítica autoinmune y la artritis reumatoidea.
También puede haber una producción transitoria
de anticuerpos antiplaquetarios en casos de transfusiones
múltiples de plaquetas. Entre los procesos no inmunológicos
se encuentra el síndrome urém ico-hem olitico por acumulación
en suero de compuestos, com o el ácido guanidino
succínico, un m etabolito tóxico para las plaquetas que
altera su adhesividad al interferir las glucoproteinas de
m em brana; el tratam iento con algunos antiinflam atorios,
fundamentalmente ácido acetilsalicílico, que alteran la síntesis
de trom boxano y su efecto en la agregación, y el tratam
iento con antidepresivos que pueden causar distintos
grados de disfunción plaquetaria. Los productos de degradación
de la fibrina también pueden causar disfunción plaquetaria.
Éstos están elevados en diversas enfermedades,
com o en la coagulación intravascular disem inada o en la
disfunción hepática grave.
Además, existen algunas enfermedades de herencia autosóm
ica recesiva causadas por una alteración de la agregación
plaquetaria (como el síndrome de Bernard-Solulier o la trom -
bastenia de Glanzmann).
Alteraciones de los factores
de coagulación
Enfermedad de von WHIebrand
Es un trastorno genético que conduce al déficit cuantitativo
o cualitativo del factor von Willebrand (FvW ), codificado por
un gen localizado en el crom osom a 12. También existen algunas
formas adquiridas de esta enfermedad, provocadas por linfomas
y otros tumores o por anticuerpos que inhiben la función
de este fector. El factor von Willebrand es un multímero que se
encuentra en plasma ligado al factor VIII, así com o al endotelio
y las plaquetas. Estas dos últimas localizaciones almacenan las
formas más multiméricas, que poseen mayor capacidad de adhesión.
El factor von Willebrand participa en la interacción de las
plaquetas con el endotelio vascular y transporta el factor VIII
para estabilizarlo después en circulación.
Es la coagulopatía congénita más frecuente, con una incidencia
que puede llegar al 1% de la población. Sin embargo, la
enferm edad con significación clínica es m ucho m ás in frecuente,
pues afecta a 125 pacientes por millón de habitantes.
La enfermedad presenta tres variantes:
L E nferm edad de von W illebrand de tipo I. Se debe a un descenso
cuantitativo moderado del factor de von Willebrand.
Es la m ás frecuente y su expresión clínica es moderada.
2. Enferm edad de von Willebrand de tipo II. Presenta cifras normales
de los factores VIII y de von Willebrand, pero este
último tiene una alteración estructural que afecta su funcionalidad.
3. E nferm edad de von W illebrand de tipo III. Se caracteriza
por niveles indetectables de factor de von W illebrand y
niveles bajos del factor V III. Su expresión clínica es la más
grave.
La enfermedad de von W illebrand se manifiesta con alteraciones
de la hemostasia debido al papel de este factor en la funcionalidad
plaquetaria. La analítica m uestra un recuento plaq
uetario n orm al, con alteración de su fu n cionalid ad y
alargam iento del tiem po de trom boplastina parcial. De esta
forma puede haber un riesgo de sangrado después de una cirugía
o de una extracción dental que puede ser más grave si el
paciente está tom ando aspirina. En el tipo III aparecen hem a­
tomas y hemartrosis.
Hemofilia
Es una enfermedad causada por el déficit congénito de los
factores VIII (hemofilia A) o IX (hemofilia B) que intervienen
en la generación de trom bina durante el proceso de la coagulación
sanguínea. Por tanto, los pacientes presentan un tiempo
de protrom bina norm al y un tiempo de tromboplastina p arcial
alargado.
La hemofilia A es la más frecuente, con una prevalencia de
un caso cada 10.000 habitantes, mientras que la hemofilia B tiene
una prevalencia de un caso cada 50.000 habitantes. Se transmite
com o un rasgo recesivo ligado al crom osom a X , por lo que las
mujeres transmiten la enfermedad, pero no la padecen. N o obstante,
dentro de la inactivación al azar del crom osom a X , si el
crom osom a expresado contiene la alteración, no producirán el
factor correspondiente y las pacientes presentarán una m anifestación
clínica hem orrágica. El tratam iento consiste en la
administración de concentrados del factor deficiente.
En función de los niveles plasmáticos del factor de coagulación
correspondiente, la hemofilia se clasifica en:
1. Grave, que produce menos del 1% de la cantidad norm al
del factor. C línicam ente se m anifiesta en hem orragias
espontáneas frecuentes, sobre todo m usculares y hem artrosis,
que requieren terapia sustitutiva.
2. M oderada, que producen el 1-5% de la cantidad norm al. Se
m anifiesta con hem orragias secundarias a traum atism os
y hem artrosis espontáneas esporádicas.
3. Leve, que producen entre el 6 y el 40% de la cantidad norm
al del factor. Las hem orragias se producen raram ente y
están asociadas con traum atism os graves o cirugías.
Déficit de vitamina K
Tal y com o se ha com entado anteriormente, la vitam ina K
es necesaria para la 7 -carboxilación de ciertos residuos de ácido
glutámico de los factores de coagulación V II, IX y X y de las
proteínas C y S (fig. 17-1). Dicha carboxilación es necesaria
para que pueda producirse la coagulación sanguínea. Esta vitam
ina se obtiene de la alim entación y del m etabolism o de la
flora intestinal y, dado que es una vitam ina liposoluble, para
su absorción es necesaria una buena función biliar. Su déficit
puede deberse a una ingesta inadecuada, un síndrom e de
malabsorción, la pérdida de depósitos por enfermedad hepática
o por el uso prolongado de antibióticos.
Los anticoagulantes cum arínicos, com o el Sintrom o la warfarina,
basan su m ecanism o de funcionamiento en la inhibición
de la vitam ina K. Su eficacia terapéutica se expresa analíticamente
en el alargamiento del INR, que ha de oscilar entre
2,0 y 4,5 para evitar apariciones de trombosis o com plicaciones
hem orrágicas graves.

208 Parte II—Analitos y metabolismo
R e ferencia s a d icio n ale s
Fuñe B, Furie BC. Mechanisms ofthrom biis formation. N Engl J Med 2008;
359: 938-949.
HoffinanM . Acell-based model ofcoagulation and the role o f factor Vlla.
BloodRev2003; 17:S1-S5.
Lewis S, Bain B. Bates I (eds). Dacie y Lewis. Hematología práctica, 10.* edición.
Madrid; Elsevier,2008.
Nichols W 1 et al. Von Willebrand disease (VW D); evidence-based d ií^ o sis
and management guidelines. the National Heart, Lung, and Blood Institute
(NHLBI) Expert Panel report (USA). Haemopliilia 2008; 14: 171-232.
Páramo [A et al. Coagulación 2009; una visión moderna de la hemostasia.
Rev Med Univ Navarra 2009; 53: 19-23.
Shahangian S, Labeau KM, Howerton DA. Prothrombin time testing practices:
adherence to guidelines and standards. Clin Chem 2006; 52:793-794.

Purinas y pirimidinas.
Hiperuricemia y gota
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Introducción 209
M etabolism o de los nucleótidos purínicos 209
Urato 211
Eliminación del urato 211
Determinación de la concentración de urato 211
H iperuricem ia 212
Gota 213
Hipouricem ia 213
A lteraciones congénitas del m etabolism o
de las purinas 214
síndrome de Lesch-Nyhan 214
Deficiencia deadenosina-desaminasa 215
Deficiencia de purina-nucleósido-fosforilasa 215
Deficiencia de mioadenilato-desaminasa 215
Xantinuria hereditaria 216
Deficiencia de adenina-fosforribosil-transferasa 217
A lteraciones del m etabolism o
de las p irim idin as 217
Resumen del metabolismo de las pirimidinas 217
Principales deficiencias del metabolismo
de las pirimidinas 218
Referencias adicionales 218
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Describir de forma resumida las vías de síntesis y catabolismo
de las purinas.
Explicar la eliminación de uratos y las consecuencias
metabólicas de su acumulación.
Explicar los métodos de determinación de urato
y de adenosina-desaminasa.
Explicar las principales alteraciones congénitas
del metabolismo de las purinas.
Describir de forma resumida la síntesis de las pirimidinas
y las principales consecuencias metabólicas de su alteración.
In tro d u cció n
Las bases nitrogenad as que form an los ácidos nucleicos
corresponden a dos tipos de estru ctu ras heterocíclicas
(fig. 18-lA ):
1. Purinas, que incluyen la adenina, la guanina y la hipoxantina.
2. Pirimidinas, que comprenden a la citosina, la tim ina y el
uracilo.
La unión de estas bases a una molécula de ribosa produce sus
correspondientes nucleósidos: adenosina, guanosina e inosina,
por un lado, y citidina, timidina y uridina, por el otro. En caso
de que el azúcar unido sea la desoxirribosa, se forman los correspondientes
desoxinucleósidos (fig. 18-lB). Debido a la fosforilación
de estos nucleótidos se forman sus correspondientes nucleótidos.
Los nucleótidos forman parte esencial de la vida ya que
son los eslabones del ADN y del ARN, participan en numerosas
reacciones del metabolismo intermedio, en la señalización celular
y com o sistema de intercambio de energía. Los nucleótidos
de ribosa son los monómeros que constituyen el ARN mientras
que los desoxinucleótidos son los monómeros que constituyen
la estructura del ADN. El ARN contiene la base de uracilo y no
la tim ina mientras que en el ADN ocurre lo contrario.
Los derivados nucleotídicos difosfeto y trifosfato son de gran
im portancia com o alm acén energético (adenosina trifosfato
o ATP) y de transm isión de señales (guanosina trifosfato o
GTP).
M etab o lism o de los
n u cle ó tid o s p u rín ico s
El metabolismo de las purinas es especialmente complejo
ya que, además de las vías de síntesis y degradación, también
existen ciclos de interconversión y de recuperación.

210
Parte II—Analitos y metabolismo
NH,
Purinas ^ 1 1 < 1
N H ^ N ' : ^ N H 2
Adenina Guanina Hipoxantina
0 N 0
j ^
N
Pirimidinas
^ N H - ^ 0 ^ N H - ^ O ^ N H - ^ 0
Timina Citosina Uracilo
Figura 18-1A. Estructura de nucleótido, desoxinucleótido, nucleósido y desoxinucleósido. Se muestran los de adenina.
Nucleósido OH
"ir"
OH OH
NH,
P - 0
HO OH
= N
NH,
Nucleótido
Adenosina
Guanosina
Inosina
Uridina
Citidina
Timidina
A M PAD PA TP
G M PG D P GTP
IMP
UMP UDP UTP
C M PC D PC TP
TMPTDPTTP
Desoxinucleósido —^ -,^11. ^
N ^ N
P - 0 =N
Desoxinucleótido
Figura 18-1B.
Desoxiadenosina
Desoxiguanosina
Desoxiinosina
Desoxiuridina
Desoxicitidina
Desoxitimidina
Estructura de las purinas y pirimidinas.
dAMPdADPdATP
dGM PdGDPdGTP
dIMP
dUM PdUDPdUTP
dCM PdCD PdCTP
dTMP dTDP dTTP
Síntesis
Degradación
PRPP-sintetasa |
Ribosa-5P
PRPP
PRPP-amidotransferasa |
AM P *
5'N I
Adenosina
5-Fosforribosilamina
ADA
- I M P ----
js'N
Inosina
I PNP
Hipoxantina
1 X0
w Xantina
▼
1X0
Ácido úrico
---► GMP
I 5'N
Guanosina
Guanina
Figura 18-2. Resumen del metabolismo de los nucleótidos purínicos. ADA:
adenosina-desaminasa; AMP: adenosina monofosfato; GMP: guanosina mo-
PNP
nofosfato; IMP: inosina monofosfato; 5'N: 5‘-nucleotidasa; PNP: purina-nu-
cleósido-fosforilasa; PRPP: 5-fosforribosil-pirofosfato; XO: xantina-oxidasa.
Todos los nucleótidos purínicos com parten los prim eros
pasos de su síntesis hasta la formación de inosina monofosfato
(IMP) por un proceso complejo que requiere energía. De forma
muy resumida, la ribosa-5P se activa por el ATP y se convierte
en 5-fosforribosil-pirofosfato (PRPP). La enzima PRPP-am i-
dotransferasa cataliza la segunda reacción de esta vía metabólica,
que es la prim era irreversible (fig. 18-2). E n ella, se tran s­
fiere el grupo am ino de la glutam ina al PRPP para form ar
5-fosforribosilam ina. La actividad de esta enzim a está regulada
por retroalim entación negativa por los nucleótidos purínicos
(AMP, IMP y guanosina monofosfato [GMP]). La enzima
PRPP-amidotransferasa puede encontrarse en dos formas: una,
agregada e inactiva, y otra, desagregada y activa. El PRPP favorece
la forma activa m ientras que los nucleótidos de adenina y
guanina favorecen la inactiva. Posteriormente, a la fosforribosilamina
form ada se le irán añadiendo sucesivos grupos hasta
generar el IMP, el prim er nucleótido purínico. El IM P no se
acum ula en la célula, sino que a p artir de él se form an el AM P
y el GMP, y a p artir de ellos, a su vez, los respectivos nucleótidos
di- y trifosfatos.
El catabolismo de los nucleótidos purínicos lo inician unas
enzimas 5’-nucleotidasas que eliminan un grupo fosfato y liberan
los correspondientes nucleósidos (fig. 18-2). Posterior-

Capítu lo 18— Purinas y pirimidinas. Hiperuricemia y gota 211
mente, la adenosina produce inosina por acción de la adenosina-desaminasa
(ADA). Tanto esta inosina como la guanosina
son sustratos de la enzima purina-nucleósido-fosforilasa que
elimina la ribosa y produce las bases libres hipoxantina y guanina.
Éstas, a su vez, se convierten en xantina por acción de
las enzim as xan tin a-o xid asa y guanasa, respectivam ente.
Finalmente, la xantina se transforma en ácido úrico por acción
de la xantina-oxidasa. El ácido úrico es el producto final de
eliminación del catabolismo de las purinas.
Además de la síntesis, las bases púricas procedentes tanto
de la dieta com o de este catabolismo pueden recuperarse para
la síntesis de nucleótidos a través de una vía de rescate. Esta
vía de recuperación es m ucho más sencilla y energéticamente,
m enos costosa que la vía de síntesis de novo de las purinas.
Consiste en la incorporación de ribosa-P a las distintas bases
púricas para producir sus correspondientes nucleótidos de
monofosfato. En estas reacciones, el PRPP es el donador de la
ribosa-P, y se libera com o pirofosfato. En el caso de la adenina,
su paso a A M P está catalizado por la adenina-fosforribosil-
transferasa (APRT):
4 0 %
Dieta
4,5 mmol Urato circulante
3 mmol
glomerular
Reabsorción
y secreción tubular
6 0 %
Endógeno
Adenina + PRPP • ■A M P +PPi
En el caso de la hipoxantina y la guanina, la enzima encargada
es la h ip o xantin a-gu anin a-fosforribosil-transferasa
(HGPRT):
H ipoxantina + PRPP •
Guanina + PRPP —
IM P +PPi
GM P +PPi
0,3 mmol Orina
Figura 18-3. Esquema del metabolismo del urato.
pK=5,57
I £
i
HO"^ ^N-
ir s\
I
Cuantitativamente, es m ás im portante la vía de rescate de
la HGPRT que la de la APRT. La adenosina también se puede
recuperar mediante una adenosina-cinasa:
Urato
Adenosina + ATP • A M P + ADP
Tal y com o se ha descrito anteriormente, la producción de
u rato es el m ecanism o por el cu al el organism o elim ina el
nitrógeno procedente de las bases nitrogenadas. La producción
diaria de urato es de unos 4,5 mmol; el 60%, aproximadamente,
es de origen endógeno, com o el m etabolism o del ADN, y el
40% restante, de origen exógeno, sobre todo procedente de los
alim entos (fig. 18-3). Debido a esta rápida renovación, las
modificaciones en su producción o eliminación se reflejan de
form a rápida en su concentración sérica.
La constante de disociación (p K J del ácido úrico es de 5,57
de form a que a pH fisiológico este com puesto se encuentra,
fundam entalm ente, com o u rato (fig. 18-4), que es unas 10
veces m ás soluble. A pesar de ello, la concentración de urato
circulante está próxim a a su límite de solubilidad. Asim ismo,
la solubilidad del urato tam bién aum enta con la tem p eratura.
La elevada concentración de urato tiene ventajas evolutivas
por el gran poder antioxidante de este compuesto, comparable
al del ascorbato. Elim ina especies reactivas del oxígeno, como
el anión superóxido, el radical hidroxilo, el oxígeno atóm ico e
intermediarios oxigenados del hemo con estados de oxidación
del Fe elevados (+4 y +5).
Urato
Figura 18-4.
Equilibrio entre el ácido úrico y el urato.
Eliminación del urato
Ácido úrico
El 75% del urato producido, unos 3 m m ol, se elimina por la
orina y el resto pasa al aparato gastrointestinal, donde las bacterias
de la flora intestinal lo convierten en CO 2 y N H j. La elim
inación renal del urato es un proceso complejo que com ­
prende cuatro pasos:
Filtración glom erular del urato.
Reabsorción en el túbulo contorneado proxim al del 100%
de urato filtrado mediante transporte activo por el tran s­
portador específico U R A T l y transportadores de ácidos
orgánicos, com o OATl y 0A T 3.
Secreción en la porción fin a l del túbulo proximal.
Reabsorción en el túbulo distal.
El balance de todo este proceso es la eliminación de un 10%
del urato filtrado, aproxim adam ente.
Determinación de la concentración de urato
La cuantificación de urato se puede realizar por procedimientos
químicos o enzimáticos. Los procedimientos químicos
se basan en la oxidación del u rato en m edio alcalino
m ediante el empleo de ácido fosfotúngstico o iones férricos.
Estos métodos tienen poca especificidad. Los métodos enzimáticos,
por su parte, se basan en la utilización de la enzima
uricasa, que cataliza la oxidación de urato a alantoína con libe­

212 Parte II—Analitos y metabolismo
ración de H 2O 2 . La reacción se puede seguir por el cambio de
absorbancia a 293 nm o acoplando una reacción con peroxidasa
y un aceptor de oxígeno que reaccione con el H^Oj producido
para form ar un complejo coloreado de fácil detección
espectrofotom étrica. Este últim o m étodo es el más empleado
y se encuentra disponible en autoanalizadores:
U rato + O-,
Uricasa
alantoína + CO , + H-,0-,
La concentración plasmática de urato depende de la edad y
el sexo. Así, es m ayor en las personas m aduras, especialmente
en los hombres. También influyen la dieta y diversas variables
genéticas y ambientales. La distribución de la concentración
de urato en la población no tiene una distribución norm al (fig.
18-5). El intervalo de referencia está entre 0,20 y 0,41 m m ol/L
(3,5-7 mg/dL) en hombres y entre 0,15 y 0,35 m m ol/L (2-6 m g/
dL) en mujeres.
H ip eru ricem ia
La hiperuricem ia se define com o la existencia de concentraciones
elevadas de urato en sangre. Esta situación es bastante
frecuente aunque la mayoría de los individuos con hiperuricem
ia perm anece asintom ática. Sin embargo, algunos de
ellos pueden desarrollar gota y alteraciones renales.
La hiperuricem ia puede desarrollarse por distintas causas
que se agrupan en dos grandes tipos: aquellas que se deben a
un aumento de la producción de urato (ya sea por aumento en
la síntesis de novo de purinas o por un m ayor catabolismo de
las purinas) y las que se deben a una reducción de su eliminación
renal. E stas últim as constituyen m ás del 75% de los
casos.
La m ayoría de los casos de hiperuricem ia son prim arios,
aunque generalmente hay una combinación de factores genéticos
y ambientales (tabla 18-1). Diversas alteraciones enzimáticas
provocan una m ayor disponibilidad de PRPP y un increm
ento del recam bio de las purinas, tal y com o ocurre en el
déficit de la enzima HGPRT o de la glucosa-6 -fosfatasa (enfermedad
de von Gierke). A parte de ello, el aum ento en la producción
de urato puede ser una consecuencia secundaria de
otros trastornos:
1.
2 .
3.
Elevado recambio del ADN, tal y com o ocurre en situaciones
de gran proliferación celular, com o algunos tum ores y
síndromes mieloproliferativos. También cuando hay una
gran destrucción celular, com o en los tratam ientos de quimioterapia,
se produce un excesivo catabolismo de las purinas
y aumenta la producción de urato (fig. 18-6A).
La ingesta de alcohol aum enta la degradación del ATP a
urato y, además, se acum ulan ácidos orgánicos que interfieren
en la excreción de urato ya que compiten con éste
por el transportador renal.
Un exceso de purinas en la dieta o de vitam ina
también un aumento de la producción de urato.
provoca
En los casos descritos anteriormente, la hiperuricem ia está
acompañada por una elevada eliminación de urato por la orina.
Sin embargo, el principal m ecanism o causante de hiperuricem
ia es la reducción de la eliminación de urato por un descenso
en su excreción tubular. Se considera hipouricosuria una elim
inación diaria de urato inferior a 1,5 mm ol. En la mayoría
de los casos, este descenso de la eliminación de urato es secundario
a otros trastornos, como:
0,10 0,20 0,30 0,40 0,50
mmol/L
Figura 18-5. Distribución de la concentración de urato en una población
adulta entre 20 y 65 años.
3.
Insuficiencia renal (fig. 18-6B).
Ingestión de algunos fárm acos que provocan la retención
de urato: salicilatos, diuréticos tiazídicos, furosem ida o
laxantes.
Deshidratación o diabetes insípida ya que la horm ona antidiurética
(ADH, del inglés, antidiuretic horm oné) aumenta
la eliminación de urato en orina.
Ijabla 18-1. Causas de la hiperuricemia
Alteraciones enzimáticas que producen m ayor síntesis
d e n o v o de purinas
Elevado catabolismo de purinas
M enor elim inación de ácido úrico
HGPRT: hipoxantina-guanina-fosforribosil-transferasa.
Déficit de HGPRT
Déficit de glucosa-6 -fosfatasa
Déficit de aldolasa
A lta actividad de PRPP-sintetasa
A lta actividad de glutatión-reductasa
Gran proliferación celular (p. ej., tumores)
Gran destrucción celular (p. ej., quim ioterapia 0 radioterapia)
Insuficiencia renal
Ácidos orgánicos (lactato y otros)
M edicam entos (diuréticos, tiazídicos, salicilatos y otros)

Capítu lo 18— Purinas y pirimidinas. Hiperuricemia y gota 213
Días
Figura 18-6A. Ejemplo del incremento de la concentración de urato en
un paciente con neoplasia durante el tratamiento con quimioterapia.
0,60-
0, 10-
115
Creatinina (|Amol/L)
Figura 18-6B. Alteración de la concentración de urato sérico en pacientes
con alteración renal. Se han separado los pacientes en función
de la concentración de creatinina plasmática.
4. Cetoacidosis diabética, acidosis láctica u otras acidem ias
orgánicas que dificultan la elim inación de urato ya que
interfieren en su excreción tubular.
Gota
Esta enfermedad metabólica es muy frecuente en adultos.
Es m uy infrecuente en niños y, en ese caso, puede deberse a
una alteración enzimática. La gota tiene un componente genético
y es m ucho m ás frecuente en hom bres que en mujeres.
Asim ismo, está favorecida por determinados hábitos de vida,
com o escaso ejercicio físico y com idas ricas en grasas y alcohol.
La gota se caracteriza por la precipitación de cristales de
urato monosódico en los tejidos del organism o. Este proceso
es resultado de la sobresaturación de urato en los fluidos corporales
y, por tanto, está asociado con la hiperuricem ia. Así,
más del 98% de los pacientes gotosos tiene hiperuricemia y las
personas con u na con cen tración de u rato superior a 0 ,5 4
m m ol/L tienen una probabilidad 100 veces m ayor de sufrir
gota que los que tienen una concentración de 0,3 6 m m ol/L.
N orm alm ente, los depósitos de cristales de urato m onosódico,
llamados tofos, se producen en el líquido sinovial de las
articulaciones y sobre los tejidos que las rodean y causan la
aparición de artritis dolorosas. Es m uy frecuente que estos
depósitos aparezcan en las articulaciones y los cartílagos distales,
com o los de los dedos o en las orejas, ya que, al tener una
m enor tem peratura, favorecen la precipitación del urato por
su m enor solubilidad.
El depósito de cristales produce una intensa reacción inflam
atoria en la cual se estim ula la liberación de factores quem
otácticos y activadores de los neutrófilos, com o algunos
com ponentes del sistem a del com plem ento, interleucinas y
otras citocinas. Las células endoteliales participan en la respuesta
inflam atoria al liberar factores com o la interleucina
1 (IL-1) y el factor de necrosis tum oral a (T N F -a ). Los neutrófilos
y m acrófagos que m igran al lugar de la inflam ación
fagocitan los cristales de urato. Éstos rom pen la m em brana
del fagolisosom a, liberan las enzimas líticas del lisosom a al
citoplasm a y provocan la autólisis de los leucocitos. De esta
m an era, vuelven a liberarse al m edio los cristales de urato
acom pañado, pero esta vez del contenido intracelular de los
leucocitos.
Los pacientes pasan por varios estadios: hiperuricemia asintom
ática (de duración prolongada), gota aguda y gota crónica.
Los ataques de gota aguda duran varias horas y se caracterizan
por una artritis m uy dolorosa, que puede estar acom pañada
por ñebre y escalofríos. Los ataques pueden desencadenarse
por diferentes causas, como traumatismos, fármacos o la ingestión
de alcohol o de determ inados alim entos. Estos ataques
agudos se tratan con antiinflamatorios y colchicina, que inhibe
la proliferación y la m igración leucocitarias. El paso de la gota
aguda a la gota crónica es un proceso lento, que dura años y
durante el cual los ataques van teniendo m ayor duración, afectan
a más articulaciones y a otros tejidos, y se van reduciendo
los períodos entre los ataques.
Para el diagnóstico de la artritis gotosa, además de realizar
la cuantificación de urato en suero y orina, es muy im portante
el estudio del líquido sinovial. Este líquido tendrá un
aspecto inflam atorio y será patognom ónica la existencia de
cristales de urato m onosódico (fig. 18-7). Estos cristales pueden
ser fácilmente identificables al m icroscopio con luz polarizada
y aparecen con form a acicular dentro y fuera de los
leucocitos.
El depósito de cristales de urato m onosódico en el riñón
puede alterar la función renal y producir un descenso de la filtración
glom erular y proteinuria. Adem ás, el depósito en los
túbulos o en los uréteres también puede provocar la formación
de cálculos renales, que pueden producir, incluso, una obstrucción
renal. La form ación de estos cristales está favorecida
por la reducción del flujo de orina y por un bajo pH urinario.
Esto se debe al hecho de que por su pK^, en una orina ácida
predomina la form a de ácido úrico, m ucho más insoluble, lo
que facilita su precipitación en form a de cálculos.
H ip o u ricem ia
Se define la hipouricem ia com o la existencia de urato en
sangre en concentración inferior a 0,118 m m ol/L (2 mg/dL).
Se trata de una situación menos frecuente que la hiperurice-

214 Parte II—Analitos y metabolismo
Luz polarizada
Figura 18-7.
Cristales de urato en líquido sinovial. Con flechas se indican los cristales aciculares intraleucocitarios.
m ia. Sus causas son variadas y, en general, se produce por
reducción de la producción de purinas o por bloqueo de su
reabsorción tubular, lo que conlleva un aumento de su eliminación.
Cada uno de los dos supuestos puede ser, a su vez, prim
ario o secundario:
1. La baja producción de urato puede ser consecuencia del déficit
enzimático, extremadamente infrecuente, de la enzima
xantina-oxidasa o de su cofactor. La hipouricemia también
puede ser una consecuencia de una hepatopatia grave en la
que esté reducida la producción de purinas de novo.
2. En el caso del aum ento de la eliminación renal del urato, el
descenso de su reabsorción tubular puede ser congénito,
com o en el síndrome de Fanconi, o secundario a una exposición
a tóxicos. También puede ser una consecuencia del
sobretratam iento farm acológico de la hiperuricemia.
A lte ra cio n e s co n g é n ita s
del m e ta b o lism o de las p u rin as
Síndrome de Lesch-Nyhan
El síndrome de Lesch-Nyham se debe a mutaciones del gen,
situado en el crom osom a X , que codifica la enzima HGPRT y
que provocan un déficit de esta enzima. Esta enfermedad tiene
una incidencia de 1 /2 3 5 .0 0 0 nacim ientos en España. Esta
enzima es abundante en los ganglios basales del cerebro, donde
es im portante la vía de rescate de los nucleótidos purínicos ya
que la síntesis de novo de purinas es baja.
El déficit de HGPRT provoca una m ayor síntesis de purinas
de novo, favorecido, además, por la elevada concentración de
PRPP. Por ello se produce hiperuricem ia, norm alm ente superior
a 0,472 m m ol/L ( 8 m g/dL), e hiperuricosuria con una relación
entre urato y creatinina en orina superior a 2. D urante la
síntesis de novo de purinas, se consum e folato, lo que puede
originar anemia megaloblástica.
Los síntomas más característicos son los neurológicos, como
la tendencia compulsiva de estos pacientes a la agresividad y
la automutilación. Estos síntomas aparecen a los 2 o 3 años de
vida. Otros síntomas son espasmos y un retraso mental y del
crecimiento.
En la patogenia de los síntomas neurológicos está implicada
la acum ulación de hipoxantina, que interfiere en el transporte
de adenosina y en la actividad ATPasa de Na'^-K'^.
El d iagn óstico de la d eficien cia se realiza m ed ian te la
determ inación de la actividad HGPRT en un lisado de hem a­
tíes o de fibroblastos. Hay cierta correlación entre la activ i­
dad residual de la enzim a y el fenotipo: la actividad en los
pacientes con el fenotipo de Lesch-N yhan es inferior al 1,5%
de aquella que existe en los controles, m ientras que la a ctividad
residual es m ayor en los fenotipos m enos graves.
Existen más de 300 alteraciones del ADN que producen déficit
de esta enzima y que pueden deberse a mutaciones puntuales,
deleciones, inserciones o duplicaciones. Las mutaciones
que causan alteraciones del tam año de la proteína suelen causar
la desaparición completa de la actividad enzim ática m ientras
que las mutaciones de cam bio de am inoácido suelen causar
deficiencias parciales y un fenotipo m enos grave. N o
obstante, el análisis genético no perm ite predecir la actividad
residual y el diagnóstico tiene que basarse en la medida de la
actividad enzimática.

Capítu lo 18— Purinas y pirimidinas. Hiperuricemia y gota 215
La hiperuricemia se trata con alopurinol, que inhibe la xantinaoxidasa,
y los síntomas motores y de comportamiento con la administración
de benzodiazepinas y con medidas de contención física.
NH3
7 ' r y ___________________ - " r ^ <
Adenosina-desaminasa „
Deficiencia de adenosina-desaminasa
OH
Desoxiadenosína
OH
Desoxiinosina
La adenosina-desaminasa está codificada por un gen que se
encuentra en el crom osom a 2 0 y su deficiencia tiene una herencia
au tosóm ica recesiva, con u na in cid encia in ferior a
1/LOOO.OOO nacim ientos. Al estar bloqueda la transform ación
de desoxiadenosína en desoxiinosína (fig. 18-8), se produce
una acum ulación de desoxiadenosína tanto en sangre com o
en orina. E sta desoxiadenosína participa en la patogénesis
medíante varios mecanismos:
1. Inhibe la enzim a S-adenosilhom ocísteína-hídrolasa que
cataliza el paso de S-adenosilhom ocísteína a h om ocísteín
a y ad en o sín a. La a cu m u lació n subsiguiente de
S-adenosilhom ocísteína inhibe las reacciones de m etilación
que emplean la S-adenosilm etionina, com o donador
del grupo m etilo.
2. Puede ser fosforilada y producir una acumulación de desoxiadenosina
trifosfato (dATP), que tiene un efecto linfotóxico.
Este compuesto inhibe la ribonucleótido-reductasa,
que afecta a la síntesis y a la replícacíón del A D N en los
línfocitos T inm aduros y activa la AM P-desam inasa y la
5’-nucleotidasa, lo que provoca una depleción de ATP. Adem
ás, causa una disminución de NAD"" y favorece la apoptosis.
C om o consecuencia de estas alteraciones se produce una
inmunodeficiencia combinada grave con linfopenia, en la cual
está reducido el núm ero de linfocitos T, B y células asesinas
naturales (NK, del inglés, natural killers). De hecho, ésta es la
única inmunodeficiencia en que están afectados los tres tipos
de linfocitos. Debido a ello, aparecen infecciones recurrentes
desde los primeros meses de vida que suelen llevar a la muerte
antes de los 2 años de vida.
En los pacientes con un déficit de adenosina-desaminasa se
observa una acum ulación de sus sustratos, adenosina y desoxiadenosina
en plasma y en orina, y de dATP en los eritrocitos
donde su concentración llega a superar la de ATP. La
determ inación enzim ática en un lisado de hematíes muestra
una ausencia de actividad ADA y un descenso de la actividad
S-adenosilhomocisteína-hidrolasa.
El tratam iento de elección en estos pacientes es el trasplante
de médula ósea. En los casos en que éste no sea posible, otra
opción es la terapia enzimática sustitutiva mediante el empleo
de ADA bovina. Se adm inistra m ediante inyecciones intram
usculares conjuntamente con polietilenglicol, que aumenta
su vida media. La terapia génica se ha aplicado con éxito en el
tratam iento de esta enfermedad y se ha conseguido insertar
el gen ADA en linfocitos de los pacientes.
Determinación de la actividad
adenosina-desaminasa
La determinación habitual de la actividad enzimática en los
laboratorios se basa en una técnica colorim étrica, en la cual la
reacción catalizada por la adenosina-desam inasa se acopla a
otras que detectan bien la inosina o el N Hj producido:
dAMP - -- - dATP
Figura 18-8.
AMP-desaminasa
5'-Nucleotidasa
Inmunodeficiencia
celular y humoral
Ribonucleótidoreductasa
S-adenosilhomocisteínahidrolasa
Reacción catalizada por la adenosina-desaminasa y consecuencias
de la acumulación de desoxiadenosina.
Adenosina-desaminasa
Adenosina -1- H^O------------------------------------ »■Inosina -1- N H ,
El N H j producido por la desam inación de la adenosina es
utilizado junto con el NADH por la glutamato-deshidrogenasa
para producir glutamato a partir de a-cetoglutarato. El consum
o de NADH se cuantifica con el descenso de absorbancia
a 340 nm y es proporcional a la actividad adenosina-desaminasa,
que es la reacción lim itante del proceso.
Además, la determinación de la actividad enzimática en los
líquidos ascíticos o pleurales tiene especial interés en el diagnóstico
de la tuberculosis, en los cuales se observa una actividad
de ADA elevada, superior a 33 U /L.
Deficiencia de purina-nucleósido-fosforilasa
El déficit de esta enzim a también se hereda de form a autosóm
ica recesiva, pero en este caso sólo está afectada la inm u­
nidad celular con un descenso del núm ero de linfocitos T. Los
pacientes son sensibles a infecciones recurrentes, especialmente
a las de origen vírico, com o la varicela.
Debido a la falta de actividad enzimática se produce una acumulación
de sus sustratos (guanosina, desoxiguanosina, inosina
y desoxiinosina) y desciende la formación de urato, lo que provoca
hipouricem ia e hipouricosuria. El dG TP es el principal
nucleótido que se acum ula en los eritrocitos, con caída de los
niveles de GTP. Al igual que ocu rría con la acum ulación de
dATP en el déficit de adenosina-desaminasa, la acumulación
de dGTP inhibe la ribonucleótido-reductasa y la replícacíón del
ADN, lo que provoca hnfopenía. Además, al no producirse guanina
e hípoxantina, se bloquea la vía de recuperación de las purínas
y se estimula su síntesis de novo, lo que lleva a una mayor
producción de los nucleósídos guanosina e inosina.
El déficit de esta enzima se diagnostica por el descenso de
su actividad en un lisado de hematíes.
Deficiencia de mioadenilato-desaminasa
La AM P-desamínasa degrada el AM P y produce IMP y NHj.
Existen varías ísoformas de la enzima AM P-desaminasa (hepá-

216 Parte II—Analitos y metabolismo
Hipoxantina
I
Inosina
ATP
'•Adenosina ♦ - AMP
Fumarato
. Adenilosuccinato-
Jiasa
Adenilosuccinato
IMP
Asp + GTP
Adenilosuccinato
sintetasa
GDP + Pi
Figura 18-9.
Ciclo de los nucleótidos purínicos en el músculo. La mio-
adenilato-desaminasa se activa por un descenso de adenosina trifosfato
(ATP) y de pH. En rojo se indican los metabolitos que se producen en la
deficiencia de mioadenilato-desaminasa. AMP, adenosina monofosfa-
to; GDP: guanosina difosfato; GTP: guanosina trifosfato; IMP: inosina
monofosfato.
tica, m uscular y dos isoformas eritrocitarias) codificadas por
distintos genes y que difieren tanto en sus propiedades bioquímicas
com o en su distribución tisular. La isoenzima muscular
o m ioadenilato-desam inasa es codificada por el gen A M PD l
situado en el brazo corto del crom osom a 3 y se expresa únicamente
en el músculo esquelético.
La m ioadenilato-desam inasa participa en el ciclo de los
nucleótidos purínicos, necesario para el m antenim iento del
ciclo de Krebs y la recuperación de los nucleótidos durante el
ejercicio (fig. 18-9).
La deficiencia de mioadenilato-desaminasa afecta solamente
a la enzim a m uscular y la actividad es norm al en el resto de
tejidos. La herencia de este trastorno es autosómica recesiva y
la mayoría de los pacientes son homocigóticos para una mutación
sin sentido (C34T), que tiene com o resultado formas truncadas
de esta enzima. Aproximadamente, el 2% de la población
caucásica presenta la deficiencia enzim ática m uscular, pero
sólo unos pocos presentan síntomas.
Los síntomas incluyen fatiga muscular, calam bres y mialgias,
y suelen aparecer en la adolescencia o en adultos jóvenes
tras ejercicio intenso. Sin embargo, muchas personas presentan
esta deficiencia y son asintomáticos. El déficit enzimático
también puede ser secundario a diversos trastornos inflam a­
torios o degenerativos.
U na prim era aproxim ación ante la sospecha de este déficit
puede ser la realización del test de isquemia, similar al que se
realiza en el estudio de la deficiencia de la fosforilasa m uscular.
En esta prueba se establece una isquemia en el antebrazo
mediante torniquete y el paciente realiza un ejercicio anaeróbico.
En un individuo sano, la estim ulación del ciclo de los
nucleótidos purínicos por el ejercicio producirá un aumento
en los niveles plasmáticos de N H j. En el déficit de esta enzima
no se observará este aum ento del N Hj (fig. 18-10). La prueba
diagnóstica definitiva se basa en el estudio inmunohistoquím
ico y la cuantificación de la actividad de esta enzim a en una
biopsia m uscular. Puesto que la gran mayoría de los pacientes
presenta la mutación C34T, también se puede realizar un diagnóstico
molecular.
Xantinuria hereditaria
Las últim as reacciones del catabolismo de las purinas son
el paso de hipoxantina a xantina y de ésta a ácido úrico. Ambas
reacciones están catalizadas por la enzim a xantina-oxidasa,
un homodím ero que usa un cofactor con molibdeno empleado
Minutos
Figura 18-10. Test de isquemia en la deficiencia de mioadenilatodesaminasa.
Obsérvese la falta de incremento de amonio durante el
ejercicio.
también por las enzimas aldehído-oxidasa y sulfito-oxidasa.
La enzima in vivo emplea NAD"" com o aceptor de electrones
(por ello se llam a xantina-deshidrogenasa), pero in vitro se
transform a en una enzima oxidasa que emplea Oj.
Existen dos tipos de déficit, ambos con herencia autosómica
recesiva:
1. Tipo I, en que existe un déficit de la enzima xantina-oxidasa.
Se produce una acumulación de xantina, que es poco
soluble y precipita causando nefrolitiasis desde los pocos
meses de vida. Hay pacientes que perm anecen totalmente
asintomáticos. Todos los pacientes son capaces de metabolizar
el alopurinol.
2. Tipo II, en que existe un déficit com binado de xantinaoxidasa
y aldehído-oxidasa. En este caso, los pacientes son
incapaces de m etabolizar el alopurinol.
3. Además, puede existir un déficit del cofactor, lo que afecta
las tres enzimas (xantina-oxidasa, aldehído-oxidasa y sulfito-oxidasa).
Al estar afectadas varias enzim as, es una
enferm edad mucho m ás grave y la esperanza de vida no
supera el año.
La x a n tin a y la h ipoxantin a se elim inan p o r la orina
en elevadas co n cen tracion es, con u na elevada relación
xantinaihipoxantina, sobre todo en la deficiencia de tipo II. La
determ inación de estos com puestos se puede realizar fácilmente
mediante técnicas de crom atografía líquida de alta eficacia
(H PLC, del inglés, high perform ance liquid chromatography)
acopladas a un detector espectrofotom étrico. Aparecen
concentraciones m uy bajas de urato sérico (inferior a 0 , 1 2
m m ol/L) y urinario. Para su diagnóstico, se cuantifica la actividad
xantina-oxidasa en los tejidos donde más se expresa, que
son la mucosa intestinal y el hígado.
La xantinuria también puede ser secundaria al tratam iento
con alopurinol, empleado en pacientes con un elevado catabolismo
de purinas o con déficit de la enzima HGPRT.

Capítu lo 18— Purinas y pirimidinas. Hiperuricemia y gota 217
CAD
HC0 3 '+ glutamina
Carbamoil-P
ACT
-Carbamoil-aspartato
Dihidroorotato---- CTP ■* UDP T M P --- TTP
Figura 18-11A. Síntesis de pirimidinas. Se indican las proteínas multienzimáticas. ACT: aspartato-transcarbamoilasa; CAD: Proteína trifuncional;
CPS-II: carbamoil-fosfato-sintetasa II; CTP: citidina trifosfato; DODH: dihidroorotato-deshidrogenasa; OMP: orotidina monofosfato; TMP: timidina
monofosfato; TTP: timidina trifosfato; UDP: uridina difosfato; UMP: uridina monofosfato.
I
Deficiencia de adeninafosforribosil-transferasa
Es una enzima que, a pesar de ser ubicua, se expresa principalmente
en el hígado. La deñciencia de esta enzima es una
enfermedad autosómica recesiva en la que la adenina no recuperada
se m etaboliza por la xantina-oxidasa a 2 , 8 -dihidroxiadenina,
que es m uy insoluble. Am bos compuestos son eliminados
por vía renal y favorecen la form ación de cálculos
renales debido a su baja solubilidad. Estos cálculos pueden
provocar infecciones, cólicos e, incluso, insuficiencia renal.
Los pacientes con este déficit no presentan alteraciones en la
producción ni eliminación de purinas. Los pacientes presentan
norm ouricem ia y norm ouricosuria y no padecen alteraciones
inmunológicas, lo que indica que ésta no es una enzima
clave en el metabolismo de las purinas.
Según la actividad residual en el lisado de hematíes, existen
dos tipos de pacientes homocigóticos:
L Tipo I, en que la actividad enzim ática es prácticam ente
nula, m ás frecuente en los pacientes caucásicos.
2. Tipo II, que se produce en pacientes japoneses, en que existe
una actividad del 10-25% de los individuos norm ales. La
mayoría de los pacientes es homocigótica para la mutación
que causa un cam bio M etl36T hr, lo que disminuye la afinidad
de la enzima por el PRPP.
A lte ra cio n e s del m etab o lism o
de las p irim id in a s
Resumen del metabolismo
de las pirimidinas
orotid ina-5’-m onofosfato-descarbox¡lasa. Por la acción
secuencíal de am bas se form a el U M P, que es el prim er
nucleótido pirimidínico.
A partir del UM P se forman los distintos nucleótidos mono-,
di- y trifosfato de pirim idina. Asim ismo, al igual que ocurría
con las purinas, existe una vía de rescate para obtener nucleótidos
pirim idínicos con m enor gasto de energía que la síntesis
de novo.
En la degradación de los nucleótidos de pirim idina, la pirim
id¡na-5’-nucleotidasa (UM P-hidrolasa) cataliza la desfosforilación
a sus correspondientes nucleósidos. Éstos, a su vez, se
convierten posteriormente en las correspondientes bases nitrogenadas.
A p artir del uracilo y la tim ina, las enzimas dihidropirim
idina-deshidrogenasa, dihidropirim idasa y ureidopropionasa
form an la P-alanina a p artir del uracilo y el ácido
P-am inoisobutírico a partir de la tim ina.
Dihidropirimidina-deshidrogenasa
UMP
A
I
T
Uracilo
Dihidrouracilo
i
I
I
La síntesis de novo de pirimidinas requiere la acción de seis
actividades enzimáticas (fíg. 18-llA y B ),p erten ecien tesatres
proteínas codificadas por tres genes diferentes:
0
3 L Una proteína denominada CAD tiene las tres primeras acti-
1 vidades, que son la carbamoil-fosfato-sintetasa II (CPS-II),
g- la aspartato-transcarbam oilasa y la dihidroorotasa. E lpro-
I
ducto de esta enzim a es el dihidroorotato.
¿ 2. La dihidroorotato-deshidrogenasa mitocondrial que oxida
^
el dihidroorotato en orotato.
3. La enzima uridina monofosfato-sintasa que posee dos acti-
@ vidades enzim áticas, orotato-fosforribosíl-transferasa y
Dihidropirimidinasa
P-Ureidopropionasa
P-Ureidopropionasa
p-Alanina
Figura 18-11B. Catabolismo de las pirimidinas. UMP: uridina monofosfato.

218 Parte II—Analitos y metabolismo
Principales deficiencias
del metabolismo de las pirimidinas
Las alteraciones relacionadas con el metabolismo de las pirimidinas
son las siguientes:
1. A ciduria orática hereditaria. Es el principal trastorno del
metabolismo de las pirimidinas. La deficiencia de la enzima
UM P-sintasa causa la acumulación de ácido orótico que se
excreta por vía u rin aria y puede precipitar en form a de
cristales y producir alteraciones urinarias. Además, el déficit
en la síntesis de nucleótidos reduce la síntesis de ADN
y la proliferación celular, lo que produce anem ia megaloblástica.
También se han descrito casos de retraso físico y
mental. El tratam iento consiste en la adm inistración sustitutiva
de uridina.
2. La deficiencia de pirim idina-S’-nucleotidasa se hereda de
form a autosóm ica recesiva y causa la acum ulación de los
nucleótidos en los eritrocitos. También se inhibe la ruta de
las pentosas-fosfato. Todo ello causa una anemia hemolítica
con esplenomegalia. Este déficit puede ser secundario
a otros trastornos, com o la talasem ia, en la cual se oxidan
los grupos sulfidrilo de la enzima.
3. La dihidropirimidina-deshidrogenasa cataliza la reacción
limitante en la vía de degradación de las pirimidinas y su
deficiencia lleva a la acum ulación de uracilo y tim ina en
orina, plasm a y líquido cefalorraquídeo. Su herencia es
autosómica recesiva. Las manifestaciones clínicas más frecuentes
son epilepsia y retraso m ental y m otor. Pueden
aparecer síntomas neurológicos. También puede ocasionar
una excesiva toxicidad de las pirimidinas fluoradas empleadas
en los tratam ientos quimioterápicos.
4. El déficit de dihidropirimidinasa ocasiona una acumulación
y, com o consecuencia, una excreción elevada de dihidropirimidinas.
También puede ocasionar un aum ento de la
toxicidad de las pirimidinas fluoradas. Los síntomas clínicos
son variados; así, existen también individuos asintomáticos
relacionados con la actividad residual de la enzima.
La herencia de su déficit es autosómica recesiva.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Baynes fW, Dominiczak MH (eds.). Bioquímica médica, 2.* edición. Madrid:
Elseviet, 2006.
Blackburn M R, Kellems RE. Adenosine deaminase deficiency: metaboEc basis
of immune deñciency and pulmonary inflammation. Adv Immunol 2005;
86; 1-41.
García J, Torres R. Trastornos del metabolismo de las purinas. En: Sanjurjo
P, Bandellou A (eds.). Diagnóstico y tratamiento de las enfermedades
metabóEcas hereditarias, 2.* edición. Madrid: Ergón, 2006.
Keith MP, Gilliland W R. Updates ín the management o f gout. Am J Med 2007;
120: 221-224.
Nyhan WL. Disorders o f purine and pyrimidine metabolism. Mol Genet Metab
2005; 86:25-33.

Alteraciones de órganos y sistemas
INDICE DE CAPITULOS
19 Estudio bioquímico de la función e integridad hepáticas.
20 Enfermedad gástrica, intestinal y pancreática exocrina.
21 Enfermedad renal.
22 Enfermedad cardíaca.
23 Arteriosclerosis.
24 Hormonas hipofisarias.
25 Hormonas tiroideas.
26 Hormonas esteroideas suprarrenales.
27 Hormonas sexuales.
28 Catecolaminas y serotonina.
29 Neoplasia. Marcadores tumorales.
30 Alteraciones nutricionales. Síndrome metabólico. Alcoholismo.

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Capítulo
Estudio bioquímico
de la función e integridad
hepáticas
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Estructura hepática 221
Distribución zonal hepática 222
Función d estoxificadora y excretora 222
Enzimas microsómicas 222
Bilirrubina 224
Sales biliares 224
Amoníaco 225
Función m etabólica 225
Metabolismo hidrocarbonado 225
Metabolismo lipídico 225
Metabolismo proteico 225
Depósito de reservas del organismo 225
Liberación de enzim as por el h ígado
lesionado 226
Fosfatasa alcalina 226
Y-glutam iltransferasa 225
5'-Nucleotidasa 225
Lactato-deshidrogenasa 225
Aspartato-aminotransferasa y alanina-aminotransferasa
Enferm edad hepática aguda 227
Enferm edad hepática crónica 228
Fibrosis hepática 228
Cirrosis 228
H epatitis víricas 229
Virus de la hepatitis A 230
Virus de la hepatitis B 230
Virus de la hepatitis D 231
Virus de la hepatitis C 231
Virus de la hepatitis E 232
C o lestasis 232
Carcinom a hepatocelular 232
Referencias adicionales 233
225
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Conocer las principales características estructurales
del hígado.
• Describir las funciones excretoras del hígado.
• Describir las funciones metabólicas del hígado.
• Conocer las principales magnitudes bioquímicas
en el estudio de las alteraciones hepáticas.
• Explicar cómo se liberan las enzimas en la enfermedad
hepática.
• Interpretar las alteraciones de las magnitudes bioquímicas
en la enfermedad hepática aguda y crónica.
• Describir los cambios de las magnitudes bioquímicas
en el carcinoma hepatocelular.
Estru ctu ra hepática
El hígado es un órgano de 1,2 a 1,5 kg de peso, situado en la
cavidad abdom inal, debajo del diafragm a. Este órgano está
dividido anatómicamente en dos lóbulos y está recubierto por
una ñna capa de tejido conjuntivo denominada cápsula de Glisson.
El hígado recibe una doble irrigación: una llega por la vena
porta, que le lleva nutrientes del intestino, y otra, por la arteria
hepática, que lleva sangre oxigenada de la circulación central.
El drenaje venoso se produce por la vena hepática m ientras
que el biliar drena por el conducto hepático.
M icroscópicam ente, el hígado está constituido por lobulillos
con forma de prismas poliédricos limitados por tejido conjuntivo,
vasos y conductos biliares (fig. 19-lA ). Cada prisma
tiene com o eje central una vénula hepática term inal y periféricam
ente, en los vértices, se disponen los conductos biliares
y las ram as de la artería hepática y de la vena porta, que constituyen
la tríada portal.
Los principales tipos celulares del hígado son los hepatocítos,
responsables de sus funciones metabólicas, y las células de
Kupffer, que form an el m ayor sistema fagocítico fijo del organism
o. Entre los vasos de la tríada p orta y la vénula central
corren los capilares en estrecho contacto con los hepatocitos
y reciben el nombre de sinusoides {flg. 19-lB). Sobre las células
endotelíales de los sinusoides se sitúan las células de Kupffer.

222 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Conducto biliar
Arteriola hepática.
Vénula p o rtals\
^
Flujo de sangre centrípeto
por los sinusoides
Flujo de bilis centrífugo
entre los hepatocitos
Figura 19-1A. Esquema de la localización y estructura hepática.
los nutrientes absorbidos por la vena p orta circulan hacia la
vénula situada en el centro del lobulillo (fig. 19-2). Gracias a
esto existe un gradiente de oxigenación y de concentración de
horm onas y de m etabolitos tóxicos, com o el am onio. Así, la
zona periportal está m ás oxigenada que la zona perivenosa.
Los hepatocitos que rodean la arteria hepática tienen un m etabolismo
más oxidativo, con muchas m itocondrias, y más enzim
as relacionadas con la gluconeogénesis, la elim inación de
radicales libres y la ureagénesis. Esta zona, por tanto, es rica
en am inotransferasas, enzim as del ciclo de la urea, lactatodeshidrogenasa
(LDH) y y-glutamiltransferasa {7 -GT). La zona
perivenosa está, en cambio, menos oxigenada y sus hepatocitos
tienen m ucho retículo endoplásm ico liso y abundantes
enzimas relacionadas con la glucólisis, la lipogénesis o la biotransform
ación de xenobióticos, pues se trata de una zona rica
en enzimas, com o la glutamina-sintetasa o la glutam ato-deshidrogenasa.
Célula
de Ito
Canalículo biliar
o O áji 2
Figura 19-1B. Principales células hepáticas.
Hepatocito
Célula
endotelial
Fu n ció n d e sto xifica d o ra y excretora
El hígado tiene una función fundam ental de destoxificación
ta n to de p rod u cto s endógenos co m o exógenos que
pasan de la sangre a los hepatocitos en los sinusoides. Para
ello, estos com puestos se m odifican en los hepatocitos y se
increm enta su solubilidad p ara facilitar su p osterior elim i­
n ación. E sta acción se lleva a cabo m ediante dos tipos de
reacciones m etabólicas que se producen en los m icrosom as
hepáticos:
1. Reacciones de fase I, que son reacciones de oxidación, reducción
e hidrólisis, en las cuales participan distintas enzimas,
com o el citocrom o P -450 (CYP450), la alcohol-deshidrogenasa,
monooxigenasas, etc.
2. Reacciones de fase II, que son reacciones de conjugación
con sulfato, ácido glucurónico o hidratos de carbono que
convierten los compuestos que se destoxiflcan en sustancias
más polares que se pueden elim inar fácilmente por la
bilis o la orina.
hepática
Figura 19-2. Distribución zonal del hígado. Las flechas indican el flujo
sanguíneo.
Existen pruebas dinám icas para valorar la capacidad m etabólica
y excretora hepática, en las cuales se usan moléculas
lipófilas exógenas fácilm ente cuantificables que se secretan
exclusivamente en la bilis, com o el verde de indocianina o la
brom osulfoftaleína. Estas pruebas se basan en que tras su
administración, la concentración sérica depende del flujo sanguíneo
del hígado y del funcionam iento hepático. Estas sustancias
ya no se emplean de m anera habitual, en parte porque
pueden desencadenar reacciones an afilácticas en algunos
pacientes.
Entre las células endoteliales y los hepatocitos se localiza el
espacio intersticial de Disse, donde se encuentran las células
de Ito, que alm acenan la vitam ina A. Los hepatocitos form an
lateralm ente los canalículos biliares, que perm anecen independientes
del espacio sinusoidal por las uniones estrechas
intercelulares de los hepatocitos.
Distribución zonal hepática
El flujo de sangre en los lobulillos hepáticos es centrípeto
de form a que la sangre más oxigenada de la arteria hepática y
Enzimas microsómicas
Las enzimas del tipo C Y P 450 son enzim as m icrosóm icas
hepáticas, que oxidan el sustrato y reducen el oxígeno. C ontienen
una subunidad reductasa con flavina, que usa nicotinam
ida adenína dinucleótido reducido (N A D PH ). En esta
reacción se genera un radical libre com o intermediario:
C Y P450
R -I- NADPH -I- O, R-OH -I- NADP" -I- H" -I- H ,0

Capítu lo 19— Estudio bioquímico de la función e integridad hepáticas 223
5 5 6 0 6 5 7 0 75
[Temperatura (*C)]
[Temperatura (®C)]
Figura 19-3. Estudio del polimorfismo del CYP2C9*3 (A/C-1075 que produce el cambio lle359Leu) por análisis de la temperatura de fusión de
ADN amplificado por PCR. Derecha: gráfica de fluorescencia a 640 nm; izquierda: gráfica de la derivada negativa de la fluorescencia en función de
la temperatura ([-d/dT] Fluorescencia) en la que cada pico corresponde a un alelo. Se observa un individuo heterocigótico, con dos temperaturas de
fusión (verde).
Estas enzimas se encuentran en el retículo endoplásmico
liso, unidas a la porción lipídica. Se expresan en casi todos los
tejidos pero, sobre todo, en el hígado, donde producen la degradación
oxidativa y un increm ento de la solubilidad de m oléculas
endógenas de naturaleza lipídica, com o el colesterol, los
ácidos biliares o las hormonas esteroideas; o de moléculas exógenas,
com o m edicam entos (antiepilépticos, etc.), drogas y
tóxicos (pesticidas, disolventes orgánicos, etc.). Algunos fárm
acos provocan la expresión de estas enzimas y facilitan el
metabolismo de otros fármacos y compuestos que se degradan
por esta vía. O tros fórm acos, al contrario, form an complejos
estables con el CYP450 e inhiben el metabolismo de otras moléculas
capaces de sufrir reacciones de fase I.
Existen unas 150 ísoenzim as con elevada hom ología, que
participan en el m etabolism o oxidativo de por ejemplo, la
mayoría de los fárm acos. Estas isoenzimas presentan diversos
polimorfismos, lo que conduce a una diversidad fenotípíca con
diferente actividad enzim ática. Esto afecta de form a im portante
a la vida media de los medicamentos que se metabolízan
por este sistema. Así, una m ism a dosis estándar para la población
general puede desencadenar reacciones de toxicidad en
aquellos pacientes cuyas enzimas presenten un fenotipo «metabolizador
lento» m ientras que puede ser ínsuñciente en los
pacientes con enzimas con un fenotipo «metabolizador rápido».
Por ejemplo, la adm inistración del antiepiléptico fenitoina o
el anticoagulante w arfarína en estos «metabolizadores lentos»
puede causar niveles plasmáticos mayores de los esperados con
el consiguiente riesgo de toxicidad o de hemorragias, respectivamente.
Por tanto, puede ser necesario analizar la existencia
de variantes alélicas en los pacientes antes de la adm inistración
de algunos fármacos:
Así, el C Y P 2D 6 m etaboliza num erosos fárm acos de uso
frecuente, com o bloqueantes |3, antidepresivos, opiáceos,
etc. Sus alelos CYP2D 6*3 (A2637del), CYP2D 6*4 (G1934A),
C YP2D 6*5 (C YP2D 6del) y C Y P 2D 6*6 (T1795del) producen
el fenotipo «metabolizador lento» que está presente en
el 26% de la población europea. En cam bio, el fenotipo
«m etab o lizad o r ráp id o», que co rresp o n d e al alelo
CYP2D 6*35 (G31A), está presente en el 5% de la población
europea.
2. El CYP2C9 también metaboliza numerosos fármacos, como
los inhibidores de la bomba de protones, antidiabéticos orales,
bloqueantes p, antidepresivos, barbitúricos, antiinflamatorios
no esteroideos, anticoagulantes de tipo warfarína
y otros. Los polimorfismos CYP2C9*2 (C430T) y CYP2C9*3
(A1075C) producen enzimas con una actividad muy baja y
producirán m ayor efecto fisiológico del fárm aco a igual
dosis. El 19% de la población caucásica es heterocigótica y
el 3%, hom ocigótica, para el C YP2C 9*2 m ientras que para
el C YP2C 9*3 el 15% es heterocigótica y el 1%, hom ocigótica.
Análisis de los polimorfismos dei CYP450
Estos polimorfismos son el resultado de un cambio de base
en la secuencia de ADN, que originan num erosos alelos asociados
con actividades enzim áticas elevadas o bajas respecto
a lo norm al. Existen métodos farmacogenómicos de detección
de num erosos polim orfism os basados en técnicas de m icrochips.
Éstas consisten en la extracción del ADN de leucocitos
y su posterior amplificación mediante reacción en cadena de
la polím erasa (PCR, del inglés, polym erase chain reaction) y
mareaje de los fragm entos amplificados, tras lo cual se realiza
una hibridación con num erosas sondas en una plataforma de
microchips AmpliChíp (v. fíg. 3-6). Las hibridaciones se detectan
ópticamente y los resultados se tratan informáticamente,
con lo que se puede identificar el genotipo del individuo y asociarlo
a un tipo de m etabolización (ultrarrápido, eficiente,
intermedio o lento). O tro procedim iento, rápido y más sencillo,
para estudiar estos polimorfismos se basa en el análisis de
la diferente tem peratura de fusión de los fragmentos amplificados
de ADN que diferencia entre homocigóticos y heterocigóticos
(fig. 19-3). El procedimiento consiste en am plificar el
ADN m ediante PCR con sondas m arcadas con fluorescencia.
Los alelos se pueden visualizar por la diferente tem peratura
de fusión del ADN amplificado.

224 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Macrófagos
Hemo ----- ►Bilirrubina
Sangre
Hígado
Complejo bilirrubina-albúmina
Bilirrubina
Glucurónido
de bilirrubina
Intestino
p-glucuronidasa
UDPglücuronil-transferasa
Urobilinógenos-
T
Heces
Riñón
Orina
Figura 19-4. Resumen del metabolismo de la bilirrubina. UDP: uridina
difosfato.
Vena porta
3. Circulación
portal
4. Extracción
hepática
Hígado
Intestino
Conducto biliar
1. Excreción biliar
Figura 19-6. Circulación enterohepática de las sales biliares.
Bilirrubina
Tal y com o se ha comentado en el capítulo 11, la bilirrubina
procedente de la degradación del grupo hem o se transporta
unida a albúmina desde los tejidos periféricos hasta el hígado,
donde la enzim a uridina difosfato-glucuronil-transferasa le
incorpora uno o dos restos glucurónidos (fig. 19-4) para hacerla
más hidrosoluble. A continuación se elimina por la bilis y, en
la luz intestinal, la P-glucuronidasa hidroliza la bilirrubina
conjugada y se producen los urobilinógenos, parte de los cuales
se reabsorberán y pueden ser eliminados por la orina. En
la porción distal del intestino, los urobilinógenos se reoxidan
y producen los pigmentos fecales.
La ictericia hepática se puede caracterizar por un aumento
de la bilirrubina indirecta o de la directa. Puede deberse a
defectos genéticos, pero es m ucho m ás frecuente la ictericia
por lesión o destrucción hepatocelular. Las alteraciones de la
excreción (colestasis, cirrosis, cálculo biliar, etc.) producen ictericia
por elevación de la bilirrubina directa, que puede aparecer
en orina, debido a la incapacidad del hígado para excretarla.
Sales biliares
Los hepatocitos sintetizan ácidos biliares a p artir del colesterol
y así ayudan a regular su homeostasia. Los ácidos biliares
Bilis
Intestino
Figu ra 19-5.
'OH
Ácido cólico
j
OH
Ácido desoxicólico
COOH
7-a-deshidroxilasa
COOH
Estructura de los ácidos biliares.
Ácido quenodesoxicólico
Ácido litocólico
COOH
COOH
poseen un núcleo esteroideo que está saturado y difieren entre
sí sólo en el núm ero de grupos hidroxilo. Por sus características
anfipáticas, las sales biliares facilitan la excreción hepática
del colesterol. La colesterol-7-a-h idroxilasa (CYP7A1) es la
enzima que cataliza la hidroxilación del colesterol en posición
7, se constituye el prim er paso de la síntesis y representa su
principal punto de regulación. Posteriorm ente se sintetizan,
por dos rutas diferentes, el ácido cólico y el ácido quenodesoxicólico,
que difiere del prim ero únicam ente en la ausencia
de un grupo hidroxilo en la posición 12 (fig. 19-5). En condiciones
fisiológicas, el 70% de las sales biliares está formado por
ácido cólico y sus metabolitos y, el 30%, por ácido quenodesoxicólico.
Tras la síntesis, los ácidos biliares se conjugan con
los aminoácidos glicina y taurina, y mejoran su solubilidad en
la bilis. Los ácidos conjugados derivados de la glicina y la taurina
están en relación de 3:1 y se presentan com o sales aniónicas
a pH fisiológico aunque suelen denom inarse indistintamente
com o ácidos o sales biliares.
Las sales biliares conjugadas se secretan al canalículo biliar
a través de unos sistemas de transporte especializados expresados
en el lado canalicular de la membrana de los hepatocitos.
Las sales biliares son un constituyente fundam ental de la bilis,
junto con el agua, el bicarbonato, los fosfolípidos, el colesterol
y la bilirrubina. Se producen unos 6 00 m L de secreción biliar
diariamente. Esta secreción al intestino está regulada por las
horm onas duodenales secretina y colecistocinina, cuya liberación
es estim ulada por la llegada del alimento al duodeno.
U na vez que están en el intestino, la acción de una 7-a-deshidroxilasa
bacteriana transform a los ácidos cólico y quenodesoxicólico
en los ácidos biliares secundarios desoxicólico y lito-
cólico, respectivamente.
Las sales biliares, al tener grupos carboxilo e hidroxilo,
poseen características anfipáticas que les perm iten actuar
com o detergentes y solubilizar los compuestos liposolubles, y
así facilitan su digestión intestinal. Posteriorm ente, las sales
biliares son absorbidas de form a tanto activa com o pasiva en
el tram o distal del intestino delgado. Este proceso es muy eficiente
de forma que de los 2 0 -4 0 g de sales biliares secretadas
se pierden únicamente 0,5 g por excreción fecal. Las sales biliares
reabsorbidas circulan unidas a la albúm ina por la vena
porta hacia el hígado. Así pues, el organismo conserva el depósito
de ácidos biliares m ediante un sistema de recirculación
conocido com o circulación enterohepática (fig. 19-6).
Existen dos errores innatos en la síntesis de los ácidos biliares:
el déficit de 4,3-oxosteroide S-^-reductasa y el déficit de

Capítu lo 19— Estudio bioquímico de la función e integridad hepáticas 225
3-P-hidroxiesteroide-deshidrogenasa-isom erasa, que causan
colestasis neonatal grave. Sin embargo, las alteraciones más
frecuentes en la síntesis de sales biliares son las enfermedades
hepáticas, com o la hepatitis. Éstas pueden causar un in crem
ento notable de la concentración de sales biliares séricas,
sobre todo, debido al descenso del flujo biliar por colestasis
intra o extrahepática. Un aum ento de los niveles plasmáticos
de sales biliares en ayunas sugiere una alteración en la captación
o secreción hepática o de la circulación portosistém ica.
Sin embargo, su utilidad es muy limitada y ha de confirm arse
con pruebas de función hepática. La cuantificación de las sales
biliares tam bién tiene interés en líquidos de drenaje tras el
trasplante hepático ya que una concentración elevada indica
un adecuado funcionam iento del hígado.
Amoníaco
U na im portante fuente de am oníaco son las bacterias del
tubo digestivo durante el metabolismo de los aminoácidos. La
vena porta transporta el am oniaco al hígado, que es el único
órgano que contiene todo el sistema enzimático completo para
su conversión en urea (cap. 32). En la enferm edad hepática
avanzada se puede alterar la arquitectura hepática, producirse
hipertensión portal y aparecer circulación colateral. También
puede alterarse la síntesis de urea a p artir del am oníaco procedente
del metabolismo bacteriano, que aum enta la concentración
sanguínea de este últim o, lo que puede originar una
encefalopatía tóxica. En las hepatitis crón icas tam bién se
observan elevaciones m oderadas de am oníaco en el plasma,
aunque bastante inferiores a las observadas en las alteraciones
del ciclo de la urea. También se produce una im portante hiperam
oniem ia en el síndrome de Reye, un síndrome de etiología
desconocida aunque asociado con enferm edades víricas en
niños.
Fu n ció n m etabólica
El hígado es un órgano central del metabolismo que realiza
num erosas funciones esenciales para la vida. A él llegan los
am inoácidos, hidratos de carbono, lípidos, vitam inas y m inerales
absorbidos en el intestino, que metaboliza, alm acena y
distribuye al resto del organism o. También sintetiza muchas
de las proteínas circulantes, incluyendo la albúmina. Por ello,
el estudio de la capacidad metabólica del hígado abarca aspectos
muy diversos y con frecuencia es necesario valorar su capacidad
metabólica con independencia de su actividad excretora
o de su integridad.
Metabolismo hidrocarbonado
El hígado es un lugar clave en el m antenim iento de la
homeostasia de la glucosa plasmática. Por un lado, es el principal
alm acén del glucógeno que sirve de reserva de glucosa
durante el período posprandial y, por el otro, realiza la gluconeogénesis
a p artir del lactato y los am inoácidos para sum i­
nistrar glucosa en los períodos de ayuno. El ácido láctico que
proviene del metabolismo m uscular es captado para esta vía y
así se elimina de la circulación para evitar su efecto tóxico. El
hígado también degrada la insulina procedente del páncreas.
Por todo ello, las enfermedades hepáticas alteran el m etabolismo
de la glucosa y pueden provocar situaciones de acidosis
láctica o hipoglucemia m ás o menos graves.
Metabolismo lipídico
En la enfermedad hepatocelular aguda, disminuye la actividad
de las enzim as sintetizadas en el hígado, com o la
lecitina:colesterol-aciltransferasa y la lipasa hepática, lo que
provoca la disminución de los ésteres de colesterol y el incremento
del colesterol libre en plasma. Asimismo, se suele observar
un aumento de triglicéridos y ácidos grasos.
También se altera la com posición de las lipoproteínas del
suero: la concentración de HDL-colesterol desciende y se eleva
la de LDL-colesterol. Además, las lipoproteínas de baja densidad
(LDL, del inglés, low-density lipoprotein) tienen una composición
anómala, con muchos triglicéridos y pocos ésteres de colesterol.
El descenso de actividad lipasa hepática provoca la elevación
de la relación entre la HDL3 y la HDL2 (menos aterogénica).
Estas alteraciones no son específicas de las lesiones hepáticas,
por lo que su utilidad en la práctica clínica es limitada.
D urante la colestasis puede aparecer la lipoproteina anorm
al LpX, específica de este proceso, que se caracteriza por
tener colesterol libre y fosfolípidos, y albúmina y apo C com o
componentes proteicos.
Metabolismo proteico
Proteínas plasmáticas
El principal órgano sintetizador de las proteínas plasmáticas
es el hígado, por lo que una alteración en su función puede
producir un descenso paulatino de la concentración sérica de
dichas proteínas. Además, algunas proteínas plasmáticas tienen
una vida media bastante larga, por lo que no son la prueba
más adecuada para el diagnóstico de la enfermedad hepática.
Así, p o r ejemplo, la albúm ina tiene una vida m edia de 19-
21 días. Además, hay que tener en cuenta que el hígado posee
una elevada capacidad de reserva, por lo que la concentración
de proteínas plasmáticas puede mantenerse norm al hasta que
la lesión hepática es grave.
Proteínas de la coagulación
El hígado sintetiza gran parte de los factores de la coagulación,
com o la protrom bina, o los factores V, V II y X . En casos
de lesión hepatocelular, el tiempo de protrombina, que depende
de la actividad de estos factores, se alargará; y dada la corta
vida m edia de éstos, el tiempo de protrom bina actúa com o un
m arcador tem prano de lesión hepática. O tras magnitudes que
se pueden determ inar son el tiempo de trom boplastina y los
factores V (vida m edia de 4 h) y V II (vida m edia de 5 h).
El sistema de la coagulación requiere un sum inistro adecuado
de vitam ina K, una vitam ina liposoluble cuya absorción
depende de las sales biliares. Una inadecuada excreción biliar
puede alterar la absorción de esta vitam ina y afectar también
a los tiempos de coagulación.
Depósito de reservas del organismo
M uchos nutrientes se alm acenan en el hígado y se liberan
paulatinam ente cuando son necesarios. Ya se ha descrito el

226 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
alm acén de glucosa y de lípidos, pero también se almacenan
otros compuestos com o metales (Fe^"" o Cu^"") o vitaminas (vitam
ina A, B, etc.), por lo que se trata de un depósito muy im portante
de estos m icronutrientes. Por ello, las alteraciones hepáticas
crón icas pueden p rovocar secu n d ariam en te una
deficiencia de estos com puestos y causar, por ejemplo, deñciencias
vitam ínicas. Por otro lado, la acum ulación excesiva
de algunos de estos compuestos, com o el hierro, puede causar
una lesión hepática.
Lib eració n de e n zim a s
p o r el h íg a d o lesio n ad o
La lesión celular p rovoca la salida de m oléculas desde el
interior del hígado. Si la lesión afecta solamente a la permeabilidad
de la mem brana plasmática, se solubilizarán moléculas
de m em brana o saldrán al exterior componentes citosólicos.
Si la lesión es m ás intensa y hay necrosis, se liberarán tam ­
bién moléculas m itocondriales y de otros orgánulos celulares.
Estas m oléculas pueden detectarse en plasm a y sus niveles
serán proporcionales a la intensidad de la lesión producida. En
general, la liberación es m ayor en la enfermedad aguda que en
la crónica. Para evaluar la integridad hepática, se pueden cuantificar
numerosas enzimas siendo las más empleadas: fosfatasa
alcalina (ALP), y-glutam iltransferasa (y-GT), 5'nucleotidasa,
lactato-deshidrogenasa (LDH) y las am inotransferasas (AST
y ALT; v. cap. 16).
Fosfatasa alcalina
La actividad fosfatasa alcalina aumenta considerablemente,
unas 1 0 veces, tras una obstrucción extrahepática, com o en la
colelitiasis o por la existencia de cálculos biliares. También se
produce un aum ento de unas tres veces su actividad enzimática
en la obstrucción biliar intrahepática. En cambio, la necrosis
de células parenquimatosas no eleva la actividad fosfatasa
alcalina sérica, salvo que la lesión hepática se asocie con una
lesión en el canalículo o estasis biliar.
Sin embargo, dado que esta enzim a también se encuentra
de form a abundante en hueso, intestino, riñón o placenta, su
actividad sérica puede incrementarse sin enfermedad hepática,
lo cual complica la interpretación de los resultados. Esto ocurre
especialmente en casos de enfermedades óseas. También
en la interpretación de resultados hay que tener en cuenta que
durante la infancia, en momentos de crecim iento óseo rápido,
los valores de referencia son unas 2-5 veces superiores a los
de los adultos.
7 -glutamiltransferasa
Es una enzima de m em brana implicada en el metabolismo
del glutatión y en la reabsorción de los aminoácidos del filtrado
glom erular y de la luz intestinal. Aunque la m ayor actividad
se produce en el tejido renal, la y-glutam iltransferasa (y-GT)
se eleva, generalmente, en el suero durante la enfermedad hepática.
Se eleva de form a m ás tem prana que otras enzimas en
enfermedades com o la colecistitis aguda, la pancreatitis aguda,
la necrosis hepática, la m etástasis hepática y otras. Perm ite
diferenciar la enferm edad hepática de otras situaciones sin
afección hepática, en las cuales se produce una elevación de la
fosfatasa alcalina, pero los niveles de y-GT se m antienen normales.
La cuantiñcación de y-GT en suero es útil en el diagnóstico
de colestasis causada por alcoholismo crónico o ingestión
de fárm acos, colestasis vírica o m ecánica y m etástasis
hepáticas. H ay que tener en cuenta que la y-GT es una enzima
m icrosóm ica, por lo que su síntesis puede estar provocada por
la ingestión crónica de alcohol o fármacos.
5'-Nucleotidasa
Es una enzima m icrosóm ica asociada con la membrana, que
cataliza la hidrólisis de los ésteres nucleósido-5'-fosfato. Al
igual que la y-GT, la 5'-nucleotidasa aumenta en enfermedades
hepatobiliares, com o la obstrucción del conducto biliar, colestasis,
cirrosis biliar y enfermedad obstructiva causada por crecimiento
neoplásico. Sin embargo, no aumenta por lesión hepática
farmacológica. Aunque su determinación está cayendo en
desuso, puede ser útil junto con la determinación de y-GT para
el seguimiento de la quimioterapia en pacientes con carcinoma
hepático. Puesto que no se eleva en la enfermedad ósea, tam ­
bién es útil para diferenciar elevaciones hepáticas de la fosfatasa
alcalina de las debidas a causas no hepáticas.
Lactato-deshidrogenasa
Es una enzim a citoplasm ática que cataliza la interconversión
del piruvato a lactato. Se libera al suero cuando existe
lesión o necrosis hística, pero al estar presente en numerosos
tejidos, sin una especial preponderancia en el hígado, es una
prueba con poca especificidad. Su actividad sérica aumenta en
las hepatitis víricas o tóxicas, la obstrucción biliar extrahepática,
la necrosis hepática aguda, la cirrosis y en la destrucción
celular de otras localizaciones.
Aspartato-aminotransferasa
y alanina-aminotransferasa
Las aminotransferasas catalizan la transferencia del grupo
am ino de un am inoácido al a-cetoglutarato. La alanina-am i-
notransferasa (ALT) es una enzima citosólica m ientras que la
aspartato-am inotransferasa (AST) tiene una isoenzima citosólica
y otra m itocondrial. La actividad hepática de la AST es
unas 7.000 veces la sérica y la de la ALT, casi 3.000 veces. Al
existir este gradiente de concentración entre el hepatocito y el
espacio sinusoidal, una pequeña lesión hepática produce un
im portante increm ento de la actividad sérica. La vida media
de la ALT en circulación es unas cuatro veces la de la AST, por
lo que en las enfermedades agudas la concentración sérica de
ALT es m ayor de la de AST (AST/ALT < 1). Esta relación se
invierte en las enfermedades crónicas o cuando se produce una
necrosis masiva, pues la relación de AST/ALT es > 1. También
se produce una relación AST/ALT > 1 en la hepatitis alcohólica.
La determinación de las aminotransferasas es la prueba más
útil para detectar la lesión hepatocelular. El pico de elevación
de las aminotransferasas no guarda relación con el pronóstico,
ni se asocia con la gravedad, sino que se relaciona más con la
causa de la lesión hepática. En situación de necrosis, com o en
intoxicaciones por fármacos o setas, se pueden encontrar valores
de transam inasas 1 0 0 veces superiores a los valores de refe­

Capítu lo 19— Estudio bioquímico de la función e integridad hepáticas 227
Tabla 19-1. Alteraciones de magnitudes bioquímicas en las hepatitis agudas en función
de su origen
Vírica Alcohólica Tóxica Autoinm une Isquémica
Aminotransferasas 10-40 2 - 8 > 1 0 0 10-40 > 1 0 0
AST/ALT < 1 > 2 < 1 < 1 > 1
y-g t 2 - 1 0 >5 2 - 1 0 >5 2 - 1 0
ALP

228 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
La alteración de la capacidad excretora se manifiesta con el
aum ento de la bilirrubina sérica, tanto conjugada com o no
conjugada. La bilirrubina también aparece en orina, incluso
antes de la ictericia. La gravedad de la hiperbilirrubinemia total
puede variar ampliamente en la hepatitis aguda. Existen hepatitis
no ictéricas, en las cuales la bilirrubina se mantiene dentro
de los limites norm ales o ligeramente elevados mientras
que en otras, con colestasis, llegan a alcanzarse valores en torno
a 5 00 [xmol/L (29 mg/dL). En el 10% de los pacientes con hepatitis
vírica ictérica se produce colestasis intrahepática que
puede durar sólo unos días o perm anecer durante 4 o 5 semanas.
La alteración de la capacidad hepática para sintetizar los
factores de coagulación se pone de m anifiesto por el alargam
iento del tiem po de protrom bina. Esto es especialm ente
importante en la hepatitis tóxica, en que se eleva más a medida
que la enfermedad empeora. Por ello, un tiempo de protrom ­
bina alargado días después de la intoxicación se asocia con mal
pronóstico. El descenso de la albúm ina sérica en la hepatitis
crónica refleja el em peoramiento de la enfermedad.
E n fe rm e d a d hepática cró n ica
Cuando se mantiene la lesión de modo continuo en los hepatocitos
durante un período superior a 6 meses, se produce una
enfermedad hepática crónica, la cual se caracteriza por la inflam
ación y la necrosis hepática acom pañada de diversos grados
de fibrosis. Las causas pueden ser variadas, com o una ingestión
excesiva de drogas o etanol, hepatitis vírica activa, hemocromatosis,
enfermedad de W ilson o enfermedades autoinmunes,
com o la cirrosis biliar primaria. La lesión hepática crónica
puede estar descom pensada o estar com pensada y cursar de
forma asintomática. El hepatocarcinom a es una de las complicaciones
de la enfermedad crónica, especialmente de la cirro ­
sis por hem ocrom atosis o hepatitis vírica B o C.
La enfermedad crónica se asocia con incremento persistente
de ALT y la relación AST/ALT es inferior a 1, excepto si es de
origen alcohólico. La concentración de esta enzima raramente
es superior a 5 veces el límite de referencia e, incluso, la actividad
está dentro del intervalo de referencia en el 15-50% de
los pacientes con hepatitis. Normalmente, las concentraciones
de bilirrubina y de proteínas no se encuentran alteradas.
La hepatitis autoinmune es, con frecuencia, la causante de
las hepatitis crónicas cuando se excluyen el alcohol o las dro­
gas com o causas. Progresa muy rápidamente a un estado crónico
y tiene una elevada m ortalidad si no se trata de m anera
adecuada. Los estudios analíticos se caracterizan p o r una
hipergammaglobulinemia, una elevación de las am inotransferasas
y por la existencia de autoanticuerpos:
L La hepatitis autoinm une de tipo 1 es la más frecuente y produce
anticuerpos antinucleares (ANA, del inglés, antinuclear
antibody) o antimúsculo liso (ASMA, del inglés, antismooth
ntuscle antibody).
2. La hepatitis autoinm une de tipo 2 es más frecuente en niños
y produce anticuerpos anti-m icrosóm icos de hígado-riñón
(LKM -1, del inglés, liver-kidney microsomal).
Fibrosis hepática
La fibrosis hepática ocurre frecuentemente cuando se produce
una lesión crónica. Se inicia con la activación de las células
de Kupffer, que producen citocinas, com o el factor de crecim
iento tran sform an te p (T G F -P ), el factor de necrosis
tum oral a (T N F -a ), el factor de crecim iento derivado de las
plaquetas (PDGF, del inglés, platelet-derived grow th factor),
interleucina 10 (IL-10) y radicales libres (fig. 19-8) que, a su
vez, provocan la activación y transform ación de las células de
Ito en miofibroblastos proliferativos. Estas células producen
proteínas, com o colágeno I y colágeno IIL lam inina, elastina
o fibronectina, que se depositan en la matriz extracelular. También
se producen metaloproteasas y sus inhibidores, los TIM P
(del inglés, tissue inhibitor metalloproteinases), que son proteínas
que participan en el control de la degradación de la m atriz
extracelular.
H ay diversos m arcadores séricos de fibrosis tanto directos
com o indirectos:
L
Los marcadores directos reflejan el remodelado de la matriz
extracelular. De ellos, el propéptido N -term inal del procolágeno
de tipo III es el m arcador de fibrosis hepática más
estudiado. Sus niveles se elevan en la hepatitis aguda y se
correlacionan con los niveles de am inotransferasas. Los
niveles circulantes reflejan el grado de fibrosis en la enfermedad
alcohólica hepática, hepatitis vírica y cirrosis biliar
primaria.
2. Los marcadores indirectos reflejan alteraciones de la función
hepática y no directam ente del m etabolism o de la
m atriz extracelular. Estas magnitudes se alteran habitualmente
en la lesión hepática: bilirrubina, aminotransferasas,
tiempo de protrom bina, proteínas de transporte, etc.
Figu ra 19-8.
Células de Kupffer
activadas
Citocinas
Radicales libres
Células de Ito------------------------► Miofibroblastos
Mecanismo de la fibrosis hepática.
Colágeno
Fibronectina
Metaloproteasas
Cirrosis
C on los años, la hepatitis cró n ica puede evolucionar a
cirrosis, un estado irreversible en que se produce la desestru
ctu ra ció n de la arq u itectu ra hepática y la aparición de
fibrosis. La dificultad del flujo de sangre para atravesar los
sinusoides causa hipertensión portal y se form a una circu lación
colateral de sangre venosa con anastom osis portosisté-
m ica. A m edida que se agrava esta circulación colateral, se
com prom ete el m etabolism o hepático. Es particu larm ente
im p ortante la alteración del m etabolism o del am onio, que
conduce a una encefalopatía hepática y que puede estar acom ­
pañada de una acidosis m etabólica por increm ento de ácido

Capítu lo 19— Estudio bioquímico de la función e integridad hepáticas 229
láctico. También se altera el metabolismo de horm onas, como
los estrógenos, y de fárm acos. La m enor capacidad sintética
altera la hem ostasia, con tendencia tanto a hem orragias, por
m enor producción de los factores de coagulación, com o a la
trom bosis, por m enor síntesis de factores trom boliticos. En
estos pacientes con hipertensión portal e hipoalbum inem ia
es muy frecuente la extravasación de líquido a la cavidad peritoneal
(ascitis). La alteración m etabólica y excretora causa
ictericia y m enor secreción biliar, con las consiguientes dificultades
en la digestión, y m alabsorción de vitam inas liposolubles,
com o la vitam ina K. La deficiencia de esta vitam ina
tam bién desem peña un papel im portante en el desarrollo de
hem orragias. Por su parte, la acum ulación de sales biliares
en la circulación produce prurito intenso. Existe una tendencia
a padecer infecciones p o r la dism inución de la función
inm unológica.
Los pacientes cirróticos pueden sufrir un deterioro progresivo
de la función renal (síndrome hepatorrenal), en el cual se
produce una vasoconstricción renal con activación del sistema
de la renina-angiotensina-aldosterona. Com o consecuencia
de ello, se retiene sodio y agua, lo que causa hiponatremia por
dilución, ascitis y edemas. La m ayor retención de agua tiene
com o resultado una orina concentrada, con osmolalidad superior
a la plasm ática. La cirrosis hepática puede conducir al
desarrollo de un carcin om a hepatocelular o a insuficiencia
hepática.
Así pues, en la cirrosis las principales alteraciones de las
magnitudes bioquímicas séricas son:
1.
2 .
3.
4.
5.
6.
Hiperbilirrubinemia, que normalmente se debe al aumento
de la fracción no conjugada, por la menor capacidad excretora.
Tam bién se eleva el am oníaco en la encefalopatía
hepática.
Una relación AST/ALT inferior a 1, que es muy específica
de la aparición de cirrosis en una hepatitis no alcohólica.
Este cambio en la relación es atribuible al descenso de la
síntesis de ALT, que incluso puede estar dentro del intervalo
de referencia. También se eleva la actividad sérica de
la fosfatasa alcalina y de y-GT.
Alargamiento del tiempo de protrom bina e hipoalbum inemia,
que reflejan la m enor capacidad sintética hepática.
Hipoglucemia por alteración de lagluconeogénesisy aumento
de la insulina (por descenso de su metabolismo).
H iponatrem ia (pla-N a inferior a 130 m m ol/L ), acidosis
metabólica y pla-creatinina superior a 130 nm ol/L cuando
se produce síndrome hepatorrenal.
Elevación de la a-fetoproteina (AFP), que es m ayor cuanto
m ayor sea el grado de fibrosis.
Para predecir la supervivencia de un paciente cirrótico, se
ha empleado la clasificación m odificada de Child-Pugh (tabla
19-2) que tiene en cuenta el grado de ascitis, la concentración
plasmática de bilirrubina y albúmina, el tiempo de protrom
bina y el grado de encefalopatía. Clasifica a los pacientes
en tres grupos según la puntuación obtenida: A (5-6 puntos),
B (7-9 puntos) y C (10-15 puntos). Los pacientes del grupo A
tienen una buena función hepática y una excelente supervivencia
a los 5 años, m ientras que los del grupo C tienen una
función hepática muy comprometida y una supervivencia baja
a corto plazo.
O tra clasificación es el índice pronóstico M ELD (del inglés,
M o d elfo r E n d Stage Liver Diseasé), un m odelo m atem ático
basado en los valores de bilirrubina, creatinina y en el tiempo
de protrombina estandarizado INR. Éste se calcula del siguiente
m odo (www.mayoclinic.org/meld):
M ELD = 9,6 X Ln (creatinina mg/dL) -i- 3,8 x Ln (bilirrubina
mg/dL) -I-11,2 X Ln (INR) -i- 6,4
La concentración m áxim a de creatinina aceptable para la
fórmula es de 4 m g/dL. El M ELD establece una puntuación a
los pacientes de la lista de espera en el trasplante hepático y ya
se emplea en num erosos países. La puntuación va de 6 a 40
puntos y a m ayor puntuación, peor pronóstico de m odo que
un M ELD superior a 15 indica que la supervivencia es mejor
con el trasplante hepático. El M ELD no es un buen índice de
gravedad cuando el trasplante hepático se debe a una enfermedad
distinta de la cirrosis hepática descompensada o a una
enfermedad colestática. En este caso, es necesario introducir
índices correctores.
H e p atitis vírica s
Las hepatitis víricas son enfermedades con una elevada incidencia
en la población y las más frecuentes están causadas por
el virus de la hepatitis A (V H A ), el de la hepatitis B (V H B) y,
menos frecuentemente, por el virus de la hepatitis C (V H C),
el de la hepatitis D (VHD) y de la hepatitis E (V H E; tabla 19-3).
Las infecciones pueden producirse por tres vías de transm i­
sión:
1.
2 .
Fecal-oral, puede infectar por contacto directo o bien a través
de alimentos o aguas contam inadas con residuos fecales.
Son las causadas por el V H A y el V H E.
Parenteral, por transfusiones de sangre, tatuajes o por com ­
p artir jeringuillas. Así se transm ite el V H B, el V H D y el
Tabla 19-2. Clasificación de Child-Pugh de la cirrosis
Parámetro 1 punto 2 puntos 3 puntos
srm-Bilirrubina total (|jmol/L) 50
srm-Albúmina (g/L) >35 28-35

230 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Tabla 19-3. Hepatitis víricas
A B C D E
Tipo ARN ADN ARN ARN ARN
Prevalencia ( % ) 20-90 20.000) Sí (>800.000) Sí No
Cronificación del portador No Sí (1 0 % ) Sí (7 0 % ) Sí No
Vacuna Sí Sí No Sí No
PCR: reacción en cadena de la polimerasa (del inglés, polymerase chain reaction)
3.
VHC. Las infecciones han disminuido desde que se realiza
la serología para su detección en la sangre de las donaciones
(HbsAg y anti-VHC).
Sexual o perinatal, de la m adre al recién nacido por vía
trasplacentaria, com o es el VHB.
La enferm edad puede seguir un curso agudo, que co m ­
prende una fase de incubación tras la infección, luego una fase
sintomática y finalmente una fase de convalecencia. Los síntomas
son parecidos a los de la gripe moderada, con astenia,
dolor abdominal y hepatomegalia. Las alteraciones bioquímicas
en el proceso agudo son:
L Increm ento de A L T y A S T unas diez veces por encim a de
su límite de referencia.
2. H iperbilirrubinetnia, superior a 5 veces el límite de referencia,
entre 75 y 2 50 fAmol/L y, sobre todo, conjugada.
3. Fosfatasa alcalina y y-GT m oderadam ente elevadas.
4. Existencia de marcadores serológicos de la hepatitis vírica.
Si la infección vírica persiste durante más de 6 meses la hepatitis
vírica se convierte en una enfermedad crónica. Las hepatitis
asintomáticas son mucho m ás frecuentes que las de curso
agudo y sólo se pueden detectar mediante el increm ento de las
aminotransferasas o de las alteraciones serológicas.
Virus de la hepatitis A
El V H A representa el 25% de los casos de hepatitis aguda
en el m undo aunque la incidencia está disminuyendo en los
países desarrollados debido a la introducción de su vacuna. El
período de incubación es de 2-7 sem anas y, al final de este
tiempo y durante el inicio de los síntomas, el virus se excreta
por las heces. La cápside es bastante resistente a agentes físicos
y quím icos, por lo que la infección se transm ite fácilmente y
se pueden producir epidemias en zonas con un sistema sanitario
deficiente.
La mayoría de las infecciones en niños son asintomáticas y
sin ictericia m ientras que en los adultos produce síntomas con
ictericia. La hipertransam inasem ia alcanza un pico m áxim o
a las 2-3 semanas de la infección y disminuye de nuevo a valores
norm ales a las 5 -8 sem anas. Sin em bargo, el 10% de los
adultos presenta una forma recidivante, que puede durar hasta
1 año.
El diagnóstico se realiza mediante técnicas serológicas que
detectan los anticuerpos de tipo IgM específicos (IgM anti-
V H A), que se elevan con el com ienzo de los síntomas y que se
mantienen elevados durante unos 3 -6 meses. Los anticuerpos
totales (anti-VHA), que son los anticuerpos IgG y los IgM, se
elevan a las 2 -4 sem anas de la infección y persisten durante
toda la vida, pues proporcionan una inmunidad permanente.
La vacunación también produce la aparición de anti-VHA.
Virus de la hepatitis B
El V H B es un virus con A D N con una estructura esférica,
en la cual el antígeno de superficie o antígeno A ustralia
(H BsAg) rodea la nucleocápside form ada por el antígeno core
(H BcAg) (fig. 19-9A). El core puede sufrir autólisis y convertirse
en antígeno e (H BeAg), que es soluble y se libera a circu ­
lación, donde produce anticuerpos.
El 90% de las hepatitis B cursan favorablem ente tras el
proceso agudo con norm alización de la A LT y la AST a los
4 meses, desaparición del HBsAg y aparición de anti-H Bs con
inmunidad permanente. Algunos casos presentan formas fulminantes,
posiblemente por un proceso autoinmune. En el 10%
restante, los niveles de ALT y AST se m antienen elevados más
de 6 meses, lo cual indica que la hepatitis se cronifica.
La evolución de la enfermedad se puede seguir con los m arcadores
serológicos, para los cuales existen equipos com erciales
(fig. 19-9B):
L
2 .
3.
El HBsAg aparece tras 1 mes de la infección aproxim adamente
y unas 3 -4 semanas antes de las manifestaciones clínicas
y persiste a lo largo de todo el curso clínico de la
enfermedad.
El H BeAg aparece al m ism o tiempo o poco después que el
HBsAg e indica una replicación vírica activa, por lo que la
sangre portadora es altamente infecciosa. Es un m arcador
de la persistencia del virus en la infección crónica.
Los anticuerpos IgM anti-H Bc se elevan durante la hipertransam
inasem ia y desaparecen a los 3 -4 meses.

Capítu lo 19— Estudio bioquímico de la función e integridad hepáticas 231
Antígeno core
(HBcAg)
ADNpolimerasa
Antígeno de
superficie
(HBsAg)
ADN
Cubierta
Nudeocápside
hepatitis B crónica. Su cuantificación mediante PCR en tiempo
real (RT-PCR) es una técnica extrem adam ente sensible, con
un límite de detección de unas 100-1.000 copias/m L, muy por
debajo del límite establecido com o clínicam ente significativo
por el N ational Institute o f H ealth (100.000 copias/m L). En
algunos casos, incluso se puede d etectar el A D N m ucho
tiempo después de la infección, cuando el HBsAg ya es negativo.
Virus de la hepatitis D
Figura 19-9A. Estructura del virus de la hepatitis B.
4. Los anticuerpos IgG anti-H Bc se detectan en cuanto aparecen
los prim eros síntomas y persisten durante muchos
años tras la recuperación.
5. Los anticuerpos anti-HBe comienzan a detectarse antes de
que d esap arezca el H B sA g y con tinú an detectándose
durante varios años. Si aparecen en la fase aguda indican
buena evolución.
6 . Los anticuerpos anti-H Bs aparecen durante la resolución
de la infección vírica y persisten durante toda la vida. Son
esenciales para la resolución de la infección y proporcionan
inm unidad prolongada. E n personas vacunadas, el
anti-H Bs es el único m arcador detectado y la OMS define
niveles protectores de anticuerpos si son superiores a
10 m U I/m L.
El 10% de los pacientes infectados con V H B no desarrollan
anticuerpos anti-H Bs y se convierten en portadores crónicos
de la infección. Estos pacientes se caracterizan por el m antenimiento
del HBsAg y de los anticuerpos anti-H Bc.
Tal y com o se puede observar en la figura 19-9B, existe un
período de ventana entre la infección y la aparición de anticuerpos,
lo que dificulta el diagnóstico serológico. Adem ás,
quizá no se desarrolle una respuesta inmunológica, tal y com o
sucede en pacientes inmunodeprimidos.
La existencia de ADN circulante del virus B es el m arcador
más específico de la replicación vírica y se detecta en el 85%
de los pacientes que tienen el H BsAg y el H BeAg positivo. La
detección del genom a viral en suero por PC R es p articu larmente
útil en el seguimiento del tratam iento de pacientes con
El V H D es un virus A RN defectivo que requiere la presencia
del V H B para replicarse ya que su envuelta es el HBsAg del
virus de la hepatitis B. Es un virus altamente infeccioso asociado,
sobre todo, con el abuso de drogas intravenosas. Existen
tests para determ inar los anticuerpos anti-VHD, que se realizan
en los pacientes con H BsA g con síntom as de hepatitis
aguda o crónica. Actualmente, la detección del A RN del VHD
es el test más utilizado como evidencia de infección. Se detecta
en suero y en hígado al com ienzo de la enferm edad y en las
formas crónicas.
Virus de la hepatitis C
El V H C es la principal causa de hepatitis crónica en Europa,
pero es asintomática en el 95% de los casos. Existen portadores
sanos que se caracterizan por la presencia de ARN viral
con niveles norm ales de transam inasas. Si aparecen síntomas,
éstos son similares a los de la hepatitis aguda y la elevación de
la ALT y la AST es m enor que en la hepatitis A o la hepatitis
B. En el 60-70% de los pacientes, la infección se cronifica, aparecen
fluctuaciones en las transam inasas que, incluso, pueden
ser normales durante semanas o meses a pesar de tener ARN
vírico circulante. El 10% puede progresar a cirrosis y el 15%
desarrollará un carcinom a hepatocelular. Sólo el 5-10% de los
pacientes es capaz de una curación completa de la infección.
La infección por V H C se diagnostica por el test de ELISA
(del inglés, enzytne-linked immunoaásorbent assay) que detecta
los anticuerpos anti-V H C. El test de cribado que detecta las
IgG se positiviza a las 4 semanas de la infección (test de tercera
generación). En los pacientes con hepatitis autoinmune se producen
frecuentemente falsos positivos cuando se emplea el test
Ventana
'
Incremento
de ALT
Fase
aguda crónica
Incremento de ALT
Anti-HBs
Anti-HBc total
IgM Anti-HBc
HBeAg
HBsAg
12 18 24
Meses tras infección
Meses tras infección
Figura 19-9B.
ferasa.
Marcadores serológicos de la hepatitis B con un curso favorable (izquierda) y que se cronifica (derecha). ALT: alanina-aminotrans-

232 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
de anti-VHC. Una prueba que confirm a la presencia de anticuerpos
(RIBA , del inglés, recom binant im m unoblot assay)
consiste en el empleo de m em branas de nitrocelulosa o nailon
en las cuales están adheridos péptidos antigénicos en bandas.
Tras la incubación de la m uestra y su posterior revelado se
puede observar frente a qué antigenos se producen los anticuerpos.
Un resultado positivo seria la existencia de bandas,
al menos, frente a dos antigenos. Los tests de ELISA se confirm
an en más del 90% de los casos con estas pruebas, que tam ­
bién se correlacionan con la existencia de ARN vírico en sangre.
El A RN del V H C sirve para confirm ar una infección activa
ya que puede detectarse en sangre 1-3 semanas después de la
exposición y 1 mes antes de que aparezcan los anticuerpos. Si
el A RN del V H C aún es detectable 6 meses después del diagnóstico,
se considera que es una hepatitis crónica. N o existen
unos parám etros de negatividad y se considera una carga virica
baja cuando hay menos de 800.0 0 0 U I/m L. Los tests com erciales
tienen un limite de detección en torno a 6 00 U I/m L. Es
necesario procesar el espécimen lo más rápidamente posible
para evitar la acción de las ARNasas presentes en la sangre.
Virus de la hepatitis E
El V H E es un virus A RN endémico en algunos paises subdesarrollados
de Asia y África. El período de incubación es de
2-9 semanas y las manifestaciones clínicas son similares a la
hepatitis A. La virem ia es de corta duración, sin riesgo de cronicidad,
aunque puede ser muy grave en las mujeres em barazadas.
La infección se diagnostica mediante test de ELISA que
detecta los anticuerpos IgM anti-VHE.
C o le sta sis
La colestasis se refiere a la retención del flujo biliar desde
los hepatocitos, que puede ser:
L Extrahepática, a causa de la obstrucción m ecánica de la
salida de bilis hacia el intestino por la existencia de cálculos
biliares (colelitiasis y coledocolitiasis), tu m or biliar o
pancreático, etc.
2. Intrahepática, debida a causas funcionales o m ecánicas,
com o la hepatitis, la cirrosis biliar prim aria o la colangitis
esclerosante primaria.
La alteración de la secreción biliar produce un problema de
malabsorción que afecta a las vitam inas liposolubles, especialmente
las vitam ina K y D, cuyas deficiencias producen problemas
de coagulación y raquitismo, respectivamente. Las alteraciones
en la coagulación se reflejan en la prolongación del
tiempo de protrom bina. También afecta al metabolismo de las
lipoproteínas ya que se form a la lipoproteína LpX. Esta lipoproteina
causa una falsa elevación de la concentración de LDL-
colesterol, tanto al cuantiflcarse directam ente com o por la fórmula
de Friedewaid.
La colestasis se caracteriza bioquímicamente por un im portante
increm ento de la bilirrubina directa. La enzima que se
eleva de m odo m ás notable es la fosfatasa alcalina ya que se
induce su síntesis. Además, las sales biliares facilitan su liberación
desde las m em branas celulares hacia la circulación.
También se producen elevaciones de la y-GT de m ás de diez
veces el límite de referencia, lo que ayuda a diferenciar el increm
ento de la fosfatasa alcalina del originado por otras causas
no hepáticas. Los incrementos de ALT y AST se producen transitoriamente
en los primeros días de la colestasis y, habitualm
ente, este increm ento no supera las diez veces el lím ite de
referencia.
La cirrosis biliar prim aria y la colangitis esclerosante prim
aria son dos enfermedades autoinm unes de los conductos
biliares intrahepáticos. Estos pacientes presentan niveles elevados
de fosfatasa alcalina y una elevación de am inotransferasas
no muy notable, norm almente menos del doble del límite
de referencia. La cirrosis biliar prim aria afecta más frecuentemente
a las mujeres que a los hombres, sobre todo a p artir de
los 50 años. Se asocia con el antígeno HLA-D R 8 y casi todos
los pacientes cuentan con autoanticuerpos antimitocondriales
con tra la dihidrolipoam ida-acetiltransferasa del complejo
piruvato-deshidrogenasa. La colangitis prim aria esclerosante
es más frecuente en hombres jóvenes y en el 70% de los casos
coexiste con enferm edad inflam atoria intestinal. En las dos
terceras partes de los pacientes se detectan anticuerpos citoplasmáticos
perinucleares antineutrófilos.
En el estudio bioquím ico de la colestasis, ocasionalm ente
también se determ ina el m arcador tum oral CA19.9 para ayudar
a diagnosticar un origen neoplásico de ésta (colangiocarcinom
a). No obstante, su concentración también se eleva de
form a transitoria en caso de ictericia, lo que puede producir
un falso positivo.
C a rcin o m a h e p a to ce lu lar
El carcin om a hepatocelular puede ser una com plicación
de las infecciones por V H B o V H C. De hecho, la presencia de
HBsAg y HBeAg se asocia con m ayor riesgo relativo de padecer
hepatocarcinom a. También corren el riesgo de desarrollar
hepatocarcinoma los enfermos con cirrosis hepática por hemocrom
atosis, abuso de alcohol u otras causas. El pronóstico de
los pacientes con hepatocarcinom a es generalmente malo, con
una supervivencia medía inferior a un año. Por ello, es im portante
el empleo de m arcadores que detecten precozm ente la
enfermedad y ayuden al tratam iento. El m arcador bioquímico
más utilizado del hepatocarcinom a es la a-fetoproteína (AFP).
O tros m arcadores que se han propuesto recientemente, aunque
m ucho menos empleados, es la proteína des-gam m a-carboxiprotrombina.
La A FP es una glucoproteína muy similar a la albúmina, de
bajo peso m olecular (67 kD a), que se sintetiza en las células
del saco vitelino y del hígado fetal, y realiza funciones similares
a las de la albúmina. Durante el desarrollo fetal llega a convertirse
en la principal proteína del suero fetal, actúando como
transportadora de bilirrubina, esteroides, ácidos grasos, cobre
y zinc. A las pocas semanas del nacim iento, es reemplazada
por la albúmina y sus niveles séricos descienden hasta la concentración
observada en adultos, que suele situarse por debajo
de 10 fig/L.
La A FP es un m arcador tum oral en los tum ores hepáticos.
Sin embargo, existen condiciones no tum orales en que tam ­
bién se eleva la AFP, com o en la hepatitis vírica crónica o en
la cirrosis, por la alteración de las interacciones entre los hepatocitos
y la pérdida de la arquitectura hepática. Sin embargo,
en estos casos, los niveles circulantes de AFP son mucho m enores
que los observados en los pacientes con neoplasias hepáti­

Capítu lo 19— Estudio bioquímico de la función e integridad hepáticas 233
250-
200-
Diagnóstico de
hepatocarcinoma
O"
rh
3.
150-
n
u.
< lüU-
50-
Figura 19-10.
0-
94 96 98 O F-
06
A-
06
Tiempo (Fecha)
J -
06
E-
07 07
Concentración de a-fetoproteína (AFP) en una paciente con hepatitis C crónica que evoluciona a hepatocarcinoma. Obsérvese la
elevación progresiva de la concentración de la AFP desde la aparición del hepatocarcinoma.
M-
07
cas y, además, su elevación es transitoria. También se elevan
sus niveles en los tumores de origen germinal. De esta forma,
la A FP es un m arcador poco sensible (39-65% ) y poco específico
(76-97% ) para el diagnóstico del cáncer de hígado, con un
valor predictivo en torno al 1 0 %.
Dada la alta prevalencia del hepatocarcinom a en el Sudeste
asiático y en Á frica subsahariana, donde es endémico, la AFP
se ha empleado en estas regiones para el cribado de la población.
En el resto del m undo, donde la prevalencia es mucho
menor, su uso com o herram ienta diagnóstica de hepatocarcinom
a sólo se recom ienda en los pacientes con cirrosis o hepatitis
B o C, que poseen alta probabilidad de desarrollar la enferm
edad. La determ inación en estos casos se realiza cada 6
meses, aproxim adam ente.
Este m arcador tum oral se eleva en el 70% de los pacientes
con hepatocarcinom a de origen vírico (fig. 19-10) y en el 94%
de aquellos que tienen un origen no vírico. La concentración
de A FP suele ser superior a 4 0 0 (xg/L en más del 50% de los
casos en el momento del diagnóstico de hepatocarcinoma. Una
concentración de A FP marcadamente elevada suele ser un factor
de m al pronóstico asociado con un m ayor tam año, extensión
bilobular, de tipo masivo o difuso y trom bosis p o rta l
Además, la A FP es muy útil para la monitorización del tratamiento
y la detección de recidivas.
E xisten diferencias entre el grado de fucosilación de las
moléculas de AFP producidas por células normales y por células
m alignas, que se pueden poner de m anifiesto por su distinta
afinidad a las lectinas. La fracción de A FP reactiva con
la aglutinina de lenteja (AFP-L3) es muy específica del hepatocarcinom
a y su determ inación es m ejor que la de la A FP
total, no sólo en el diagnóstico, sino también en el pronóstico
de estos pacientes. La A FP-L3 se puede determ inar mediante
reactivos de ELISA comerciales aunque no se encuentra disponible
en sistemas autom áticos, lo cual dificulta su empleo
en la práctica clínica habitual.
La des-gam m a-carboxiprotrom bina es el resultado de un
defecto postranslacional adquirido, en el cual no se carboxilan
diez residuos de ácido glutámico en el extrem o N -term inal de
la protrom bina. Algunos estudios indican que esta proteína
puede ser un m arcador m ucho m ás específico, pero m enos
sensible que la A FP en el hepatocarcinom a. Sólo se eleva en el
15-30% de los pacientes con hepatocarcinom a inferior a 3 cm.
También puede estar increm entada ocasionalmente en hepatitis
crónica o en metástasis hepáticas. Aunque la des-gammacarboxiprotrom
bina no es un buen m arcador diagnóstico del
hepatocarcinom a, su uso combinado con la A FP podría llevar
a una m ayor eficacia diagnóstica.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Christensen E. Prognostic raodels including the Child-Pi^li, MELD and Mayo
risk scores-wtere are we and where should we go? J Hepatol 2004 Aug;
41 (2); 344-350.
Debruyne EN. Delanghe fR. Diagnosing and monitoring tepatocellular
carcinoma with alpha-phetoprotein: new aspects and applications.
Clin Chim Acta 2008; 395; 19-26.
Dufour DR. Lott JA, Nolte FS, GretchD R, K off RS. SeeffLB. Diagnosis and
monitoring o f hepatic injury. I. Performance characteristics o f laboratory
tests. Clin C tem 2001; 47; 1133-1135.
Dufom: DR. Lott JA, Nolte FS, GretchD R, K off RS. SeeífLB. Diagnosis and
monitoring o f hepatic injury. II. Recommendations for use o f laboratory tests
in screening, diagnosis, and monitoring. Clin Chem 2000; 46; 2050-2068.
Giannelli G, Antonaci S. New frontiers in biomarkers for hepatocellular
carcinoma. Dig Liver Dis 2006; 38; 854-859.
Gressner OA, Weiskirchen R. Gressner AM. Biomarkers o f liver fibrosis; clinical
translation o f molecular pathogenesis or based on Üver-dependent
malfunction tests. Clin Chim Acta 2007 Jun; 381 (2); 107-113.
Epub 2007 Feb 27.
Mandell GL, Bennett JE, D olin R (eds.). Enfermedades infecciosas. Principios
y práctica. 6.* ed. Madrid; Elsevier. 2006.
Rozman C, Cardellach F (eds.). Farreras-Rozman. Medicina Interna, 16.* edición.
Madrid; Elsevier, 2008.
Thibodeau GA, Patton K T (ed.). Anatomía y fisiología, 6.* edición. Madrid;
Elsevier, 2007.

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Enfermedad gástrica, intestinal
y pancreática exocrina
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
D igestió n gastro in te stin al 235
A lteraciones gástricas 236
Infección por Helicobacterpylori 235
Vaciamiento gástrico 235
Gastrinoma 237
M alabsorción intestinal 237
Test de hidrógeno 237
Esteatorrea 238
Test de absorción de D-xilosa 239
intolerancia a la lactosa 239
Sobrecrecimiento bacteriano 241
Enfermedad cellaca 241
Malabsorción de vitamina B,j 242
Sangre oculta en heces 243
A lteraciones del páncreas exocrino
Pruebas de función exocrina del páncreas 244
Fibrosis quística 244
Test del sudor 245
Referencias adicionales 246
244
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Conocer las principales alteraciones gastrointestinales
y sus causas.
Describir las magnitudes bioquímicas de utilidad
en el estudio de la función gástrica.
Describir las magnitudes bioquímicas de utilidad
en el estudio de la malabsorción intestinal.
Explicar la intolerancia a la lactosa y describir los tests
empleados para evaluarla.
Describir las magnitudes bioquímicas de utilidad
en el estudio de la función pancreática exocrina.
Conocer el metabolismo de la vitamina
y las consecuencias de su deficiencia.
Describir la importancia de la determinación de la sangre
oculta en heces y los métodos de medida.
Interpretar las alteraciones de las magnitudes bioquímicas
en la pancreatitis.
Interpretar las alteraciones de las magnitudes bioquímicas
de la fibrosis quística.
D ig e stió n g a stro in te stin a l
D urante la digestión, los alimentos ingeridos se rom pen en
sus unidades más simples para que puedan ser asimilados por
el organismo en un proceso regulado a nivel nervioso y hormonal.
La boca realiza una trituración de los alimentos y cierta
digestión por la acción de enzimas, com o la am ilasa salival.
Posteriormente, los alimentos son atacados en el estómago por
el jugo gástrico, que contiene la enzim a proteolítica pepsina
(secretada en form a de pepsinógeno) y HCl, lo que le confiere
una elevada acidez. Los alim entos van pasando progresivamente
al intestino, donde se produce la parte más importante
de la digestión y la posterior absorción de los alimentos.
El páncreas produce entre 0,8 y 3 L diarios de secreción exocrina,
que vierte en el duodeno por la ampolla de Vater junto
al conducto biliar. La secreción está constituida por:
1. Enzim as digestivas, com o la a-am ilasa, carboxipeptidasas
A y B, quim otripsina, tripsina, elastasa, lipasa, colinesterasa
y fosfolipasa Aj. Muchas de estas enzimas se producen
com o proenzimas para evitar la autodigestión pancreática
y se activan posteriormente en la luz intestinal.
2. A gua y electrolitos, sobre todo bicarbonato y cloruro, que
le confieren a la secreción un pH de 8-8,5, que permite neutralizar
el vertido ácido estomacal.
3. Otros com puestos, com o el inhibidor de la tripsina o el
cofactor de la lipasa.
La secreción pancreática está bajo control nervioso vagal y de
las hormonas colecistocininay secretina, producidas por el duodeno.
La colecistocinina es una hormona de 33 aminoácidos, simi­

236 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
lar a la hormona gastrina, cuya producción es estimulada por los
lípidos y las proteínas y que, a su vez, estimula la secreción enzimática
pancreática. Por su parte, la secretina es una hormona de
27 aminoácidos, similar al glucagón, cuya producción se origina
por el componente ácido procedente del estómago y que estimula
la secreción pancreática de agua y bicarbonato.
En la digestión de los lípidos participan tres enzimas: la lipasa
pancreática descompone los triglicéridos a ácidos grasos libres,
monoglicéridos y glicerol; la colesterol-esterasa hidroliza los ésteres
de colesterol, y la fosfolipasa A hidroliza los fosfolípidos. La
vesícula biliar tiene un importante papel en la digestión ya que
libera la bilis, formada por ácidos biliares, colesterol y lecitina,
entre otros. Los ácidos biliares emulsionan las grasas y permiten
que actúen las enzimas sobre los lípidos.
Para la digestión de los azúcares es necesaria la acción previa
de la a-am ilasa y las disacaridasas intestinales; y las proteínas
necesitan el HCl y la pepsina del estómago y las enzimas
pancreáticas. Los productos digeridos se absorben por difusión
simple o a través de transportadores en los enterocitos de
las vellosidades intestinales. Las vellosidades form an una gran
superficie que absorbe la m ayor parte del contenido vertido
por el estómago de form a que sólo pasan al intestino grueso
los materiales no digeribles, junto con agua.
En el intestino grueso hay gran cantidad de m icroorganismos
que continúan degradando el alimento m ediante procesos
fermentativos, a la vez que producen ácidos que son absorbidos
junto con el agua por las células del colon. Asi, el volumen
que llega al ciego para ser defecado se reduce notablemente.
A lte ra cio n e s g á strica s
Infección por H elicobacter p y lo rí
La bacteria gram -negativa H elicobacter pylori coloniza la
zona antral del estómago y el duodeno e infecta a más del 25%
^^C-urea-
Sanos
i .
H13C0,-+NH
3,5 y 5 y< 10
DOB30
^Er^rnos______
>10
Figura 20-1. Test de aliento con '^C-urea. Se administran 75-100 mg de
'^C-urea junto con una solución de ácido cítrico, que enlentece el vaciamiento
gástrico para que la urea permanezca el tiempo suficiente en el
estómago. Se recogen muestras de aliento en tubos antes y a los 30 min
de ingerir la urea marcada (fotografía). Abajo se muestra la distribución
del enriquecimiento en '^COj en el aire espirado (DOB30). Obsérvese la
buena separación entre paciente con infección por Helicobacter pylori
(rojo) y los individuos sanos (azul).
de las personas en los países desarrollados. H. pylori produce
toxinas y una reacción inflam atoria crón ica, generalm ente
asintomática. Sin embargo, aproxim adam ente el 10% de estos
individuos desarrollan úlceras, que pueden estar asociadas con
cepas más agresivas y con m ayor producción de ácido y tam ­
bién influyen otros factores, com o el consum o de tabaco o de
antiinflam atorios. Es el principal agente causante de úlceras
gástricas y duodenales, y el tratam iento de la infección causa
una reducción de los síntomas y la curación de la úlcera. A dem
ás, es un im portante factor de riesgo de cáncer gástrico y de
linfom a, por lo que la OMS lo ha incluido entre los agentes
carcinógenos de tipo I.
Análisis de la infección
por Helicobacter pylorí
La infección por H . pylori puede diagnosticarse con diversos
procedimientos, directos o indirectos. Los métodos directos
comprenden el cultivo microbiológico y el análisis histológico
de una m uestra de biopsia gástrica o la detección del
antígeno H. pylori en heces m ediante enzim oinm unoaná-
lisis.
Los métodos indirectos incluyen el test de aliento empleando
‘^C-urea y la detección en suero m ediante test de ELISA de los
anticuerpos circulantes anti-H. pylori de tipo IgG, IgM e IgA.
Ésta es una técnica útil para el diagnóstico si no se dispone del
test de aliento aunque es inadecuada para m onitorizar la eficacia
de la terapia ya que el título de anticuerpos tarda mucho
tiempo en negativizarse.
El test del aliento con ‘^C-urea es el principal m étodo diagnóstico
indirecto, que se basa en que la bacteria tiene la enzimaureasa
y los seres hum anos no (fig. 20-1). Consiste en adm i­
nistrar oralmente una solución de ‘^C-urea y, si hay H. pylori,
la actividad ureasa lo descompone en NH^ y ‘^C0 2 . Éste difunde
a la sangre y se elimina en el aliento espirado. El nivel de ‘^C0 2
en el aliento se analiza por espectrom etría de m asas de relación
isotópica o por espectroscopia de infrarrojos no dispersiva.
Se calcula el increm ento del enriquecimiento de ‘^C0 2 a
los 30 m in respecto al basal (DOB30), y se considera que existe
infección con un DOB30 superior al 3,5%o. La existencia de
bacterias orofaríngeas productoras de ureasa no ocasionan falsos
p ositivos al ob ten erse la segu n d a m u e stra a los
30 m in de la ingestión de urea. Se ha de evitar la tom a de antibióticos
en las 5 semanas previas a la prueba o de antiácidos
en los 7 días previos para evitar falsos negativos.
El test de aliento con ‘^C-urea se usa con ñnes diagnósticos
y para evaluar la eficacia de la terapia antibiótica, y tiene elevadas
sensibilidad (97%) y especificidad (98,5%). Desde un punto
de vista práctico, el test con ‘^C-urea discrimina claramente las
poblaciones infectadas y no infectadas, y muy pocos pacientes
tienen un valor de DOB30 próxim o al punto de corte. O tra ventaja
de esta prueba consiste en el hecho de que, además de ser
una prueba no invasiva, el paciente puede realizarla de forma
ambulatoria empleando equipos comerciales y posteriormente
puede rem itir los tubos con el aliento al laboratorio.
Vaciamiento gástrico
El vaciamiento de los alimentos sólidos desde el estómago
es un proceso im portante de la digestión y está regulado por
horm onas y estím ulos nerviosos. Las características del ali-

Capítu lo 20— Enfermedad gástrica, intestinal y pancreática exocrina 237
mentó, com o el tam año de la partícula, el contenido calórico,
el volumen, la osmolalidad, la acidez y el tam año de los ácidos
grasos, afectan el vaciamiento gástrico. Algunas enfermedades
pueden provocar una aceleración del vaciamiento gástrico aunque
la mayoría de los trastornos de la movilidad gástrica producen
un retraso o gastroparesia. Esta alteración puede deberse
a enfermedades estomacales, metabólicas, endocrinas, neurológicas
y psiquiátricas siendo muy frecuente la gastroparesia
diabética.
El estudio del vaciamiento gástrico se puede analizar empleando
técnicas de isótopos estables, como el ácido ‘^C-octanoico para el
estudio del vaciam iento del contenido sólido (fig. 2 0 -2 ) o el
‘^C-acetato para el de líquidos. La velocidad de enriquecimiento
del aliento en ‘^C0 2 , tras su ingestión en una comida estándar, es
proporcional a la del vaciamiento gástrico. Esta técnica de isótopos
estables tiene una variabilidad intra e interanálisis similar a
la de la escintigrafía, que es el método de referencia.
’^C-Octanoico
Comida prueba
1
Estómago
Vaciamiento
^^C-Octanoico
1
Hígado
Oxidación
1
Eliminación de
en el aliento
90 120 150 180 210 240
Minutos
Figura 20-2. Medida del vaciamiento gástrico de sólidos en una comida
estándar de 270 kcal marcada con ácido '^C-octanoico. Tras su ingestión,
se recogen muestras de aliento, basal y periódicas durante 4 h.
Gastrinoma
La gastrina es una horm ona que se produce, sobre todo, en
las células G de la m ucosa antral. A p artir del precursor preprogastrina
se form an tres isoformas: la gran gastrina (G-34)
de 34 am inoácidos, la pequeña gastrina (G-17) y la m inigastrina
(G-14) que, a su vez, pueden aparecer sulfatadas. La isoform
a m ás activa es la G-17, con una actividad de unas 6 - 8
veces la de la G -34. Ésta es la más abundante en ayunas, con
una relación 2:1 respecto a la G-17, probablemente debido a su
m ayor vida media. Sin embargo, en el periodo posprandial, el
increm ento de G -17 es mayor, de form a que ambas concentraciones
se igualan. La gastrina estimula la secreción de HCl y
también la movilidad gastrointestinal y la producción de pepsinógeno,
factor intrínseco y de secretina. La secreción de gastrin
a es estim ulada por la distensión antral, la estim ulación
vagal y la existencia de proteínas semidigeridas, además de por
otros estímulos, com o el alcohol o la cafeína. La secreción de
gastrina es m áxim a a pH de 5-7 y m ínim a a pH de 1.
Los gastrinomas (síndrome de Zollinger-Ellison) son tum o­
res hiperproductores de gastrina, que cursan con una elevación
muy notable de esta horm ona en ayunas, superior a 1 . 0 0 0
ng/L (límite de referencia: 100 ng/L) y que causan una hipersecreción
ácida que provoca úlceras graves en el yeyuno. Por
ello, la principal utilidad de la determinación de la gastrina es
el diagnóstico de estos tumores.
Puesto que la secreción de gastrina es m ayor cuando hay
poca producción de ácido, su concentración plasmática puede
elevarse en gastritis atróficas, infección por H. pylori, o tratamiento
prolongado con inhibidores de la bomba de protones.
El test de secretina es útil cuan do existe hipergastrinem ia
moderada. N orm alm ente, tras la adm inistración intravenosa
de secretina (2 U /kg), se produce una inhibición de la secreción
de gastrina, pero en los pacientes con gastrinoma se increm
enta la concentración de esta horm ona antes de los 30 m in
a niveles superiores a 2 00 n g/L o el 50% sobre el valor basal.
La gastrina es muy inestable en plasma y el espécimen se ha
de recoger en condiciones especiales. El tubo de recogida
ha de contener un anticoagulante y aprotinina para evitar la
proteólisis y mantenerse a O '’C durante su transporte y procesamiento.
El plasma separado se ha de congelar a -2 0 “C hasta
su uso. La detección de la gastrina se realiza mediante inmunoanálisis
que em plean anticuerpos policlonales o varios
monoclonales para que reconozcan las distintas formas de gastrina.
De esta form a se evitan los falsos negativos.
M alabso rció n in testin al
La malabsorción es la incapacidad de asim ilar los alimentos
debido a un defecto en la digestión lum inal o en la propia
absorción intestinal. El efecto clínico resulta de la propia incapacidad
para absorber nutrientes, lo que producirá una pérdida
de peso en adultos o una alteración del crecim iento en niños.
Si la malabsorción se prolonga, puede conducir a una deficiencia
de nutrientes, com o vitam inas, iones, etc., cuya cuantiñcación
tiene utilidad para evaluar la gravedad de la m alabsorción.
Así, la concentración de albúmina puede descender por
debajo de 25 g/L en una malabsorción intestinal grave.
Entre las causas de la malabsorción están:
1. Trastornos en la digestión, com o la deficiencia de factor
intrínseco o de disacaridasas, una secreción inadecuada de
sales biliares, pancreatitis crónica y ñbrosis quística.
2. Causas bacterianas o parasitarias, com o una infección
intestinal (p. ej., Salmonella) o un sobrecrecimiento bacteriano.
3. Alteración de la mucosa intestinal, com o en la enfermedad
celíaca o en inflam ación de la m ucosa intestinal (p. ej.,
enfermedad de Crohn).
4. Alteración anatómica intestinal.
La malabsorción suele estar acom pañada por diarrea. La
osmolalidad de las heces suele ser de unos 2 90 m O sm /kg y se
debe, sobre todo, a la existencia de electrolitos, com o Na"" y K"".
U na magnitud de utilidad en el estudio del tipo de diarrea es
el hiato osm olal, que es la diferencia entre la osm olalidad
medida y la calculada, que es el doble de la concentración fecal
de Na"" -i- K"" en m m ol/L. U na diferencia superior a 50 m O sm /
kg sugiere la existencia de compuestos no digeribles osm óticam
ente activos o la ingesta de ciertos laxantes, com o los que
llevan sales de Mg^"".
Test de hidrógeno
El ser hum ano no produce hidrógeno y su única fuente en
el organism o es la ferm entación bacteriana de los azúcares.

238 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Tabla 20-1. Aplicación de los tests
de hidrógeno
Alteración estudiada
Sobrecrecimiento bacteriano
Intolerancia a la lactosa
Intolerancia
a la fructosa-sorbitol
Tránsito intestinal
Malabsorción intestinal
Test de hidrógeno
Glucosa (75 g)
Lactulosa (25 g)
Lactosa (25-50 g)
Fructosa (25 g) + sorbitol (5 g)
Lactulosa (10 g)
Xilosa (25 g)
a la sangre y se elim ina por la respiración. La detección del
hidrógeno se puede realizar con equipos de crom atografía de
gases o con sistemas portátiles que miden rápidamente la concentración
de hidrógeno m ediante sensores electroquím icos
(fig. 20-3).
En estas pruebas de sobrecarga es necesaria una concentración
de hidrógeno inicial lo m ás próxim a posible a O ppm.
Para ello es im portante que el paciente no ingiera el día anterior
a la prueba hidratos de carbono o legumbres que puedan
producir ferm entaciones y que siga una dieta con bajos residuos,
com o arroz y carn e, para obtener una buena concentración
basal. Asim ism o, se ha de evitar la hiperventilación
producida por el ejercicio y fum ar durante las 2 h previas a
la prueba.
Esteatorrea
Figura 20-3. Realización de test de hidrógeno mediante el empleo de
un equipo portátil (derecha). Introducción de muestra de aliento en un
equipo fijo (izquierda).
La mayoría de los lipidos se absorben en el intestino delgado
y aparece en las heces cierta cantidad de lipidos no digeridos
o procedentes de la secreción biliar, de la descam ación intestinal
o del metabolismo de las bacterias intestinales. La cantidad
de lipidos excretados en las heces es inferior a 5 g/día,
incluso con una dieta rica en grasas.
La malabsorción de lipidos provoca esteatorrea, con mayor
eliminación de grasa en las heces que se caracterizan por ser
abundantes, pálidas, pastosas y de olor fétido. La esteatorrea
norm alm ente se debe a una deficiencia de la secreción pancreática,
biliar o a una alteración en la absorción intestinal.
La esteatorrea produce m enor absorción de vitam inas liposolubles
(A, D, E o K ), lo que puede provocar un déficit
vitam ínico. En el caso de la vitam ina K, su déficit puede producir,
a su vez, alteraciones en la coagulación que se ponen de
manifiesto con un alargam iento del tiempo de protrombina.
Asim ismo, los ácidos grasos pueden form ar sales cálcicas no
absorbibles que pueden reducir la absorción de calcio.
Determinación de las grasas fecales
Figura 20-4. Microfotografía de heces donde se observa la existencia
de gotas de grasa tras tinción con sudén III. Tras añadir el colorante, la
mezcla se hierve para facilitar la hidrólisis acida de los lipidos y su coloración.
La existencia de lipidos se observa a 400 aumentos como gotitas de
color marrón naranja (flecha). También se aprecia la existencia de fibras
musculares sin digerir.
Diversas pruebas de malabsorción se basan en la fermentación
por las bacterias del colon del compuesto que se adm inistra y
no se digiere (tabla 20-1). El hidrógeno así producido difunde
Para identificar la existencia de grasas en heces, se puede
realizar un exam en m icroscópico, mediante la tinción de la
m uestra de heces con sudán III (fíg. 20-4). Aunque en condiciones
normales es habitual la existencia de algunas pequeñas
gotas de hasta 5 [^m, la esteatorrea se caracteriza por una
elevada cantidad de gotas de grasa de gran tam año, de hasta
100 fAm.
P ara cuan tificar la grasa en heces, se recogen m uestras
durante 3 días consecutivos. Es importante que el paciente siga
una dieta que contenga unos 1 0 0 g de lipidos diarios, durante
los 2 días previos y durante el período de recolección. En el
m étodo tradicional, los lipidos de las heces se convierten inicialm
ente en ácidos grasos libres que se extraen con un disolvente
orgánico, que luego se evapora. Los lipidos del residuo
se cuantifican mediante pesada (método gravim étrico) o por
redisolución en etanol y valoración con NaOH (método titrimétrico).
U na alternativa a estos m étodos, que son muy laboriosos
para el personal de laboratorio, consiste en emplear equipos
basados en espectroscopia de reflectancia en el infrarrojo
cercano que evitan la manipulación previa y cuantifican directam
ente los lipidos y también el agua, el almidón, el azúcar y
el nitrógeno. Una excreción de grasas superior a 7 g/24 h indica
una esteatorrea.

Capítu lo 20— Enfermedad gástrica, intestinal y pancreática exocrina 239
Determinación de la absorción
de lípidos con Isótopos estables
Todos estos métodos cuantitativos anteriorm ente citados
son molestos tanto para el paciente, por la recolección, com o
para el técnico, por la m anipulación. A ctualm ente existen
métodos menos molestos basados en la detección de isótopos
estables que perm iten evaluar la malabsorción de grasas y el
m ás utilizado es el de ‘^C-triglicéridos m ixtos (fig. 20-5). El
‘^C-triglicérido m ixto consiste en un triglicérido con ácido
esteárico en las posiciones 1 y 3 y ácido ‘^C-octanoico en posición
2, del cual se adm inistran 250 m g en una com ida estándar.
Tras la hidrólisis del ‘^C-triglicérido y la absorción intestinal
del ‘^C-octanoico, se produce su oxidación hepática a
‘^COj que aparece en el aire espirado. La cantidad de ‘^COj
espirado es proporcional a la cantidad de triglicérido absorbido.
Se considera n orm al la elim inación en el aliento, al
m enos, del 2 2 % de la dosis ad m in istrad a durante las 6 h
siguientes. Pese a su facilidad de realización, esta prueba tiene
com o inconveniente una sensibilidad baja en las malabsorciones
suaves o moderadas.
Test de absorción de D-xilosa
La D-xilosa es una pentosa que se absorbe de form a rápida
y pasiva en el yeyuno y que se elimina en orina sin ser prácticam
ente metabolizada. Por ello, la concentración de D-xilosa
en sangre y orina tras una sobrecarga de este azúcar se ha usado
para evaluar la capacidad de absorción del yeyuno y diferenciarla
de otras causas de malabsorción ya que este azúcar pasa
a circulación independientemente de la función gástrica o pancreática.
En la prueba, se adm inistran 25 g de D-xilosa disuelta en
2 50 m L de agua y se obtienen especimenes de sangre basalmente
y 1 y 2 h después de la adm inistración de la D-xilosa.
También se recoge la orina durante las 5 h posteriores a la
adm inistración. Posteriorm ente se mide la concentración de
D-xilosa mediante técnicas colorimétricas. Una excreción urinaria
inferior al 2 0 % de la dosis ( 6 g) o una concentración de
D-xilosa sérica inferior a 20 m g/dL es compatible con m alabsorción
intestinal en el yeyuno. La m alabsorción por insuficiencia
pancreática no altera la prueba, pero se pueden observ
a r resultados bajos en pacientes con sob recrecim iento
bacteriano, con vómitos o con ascitis. Además, la eliminación
urinaria de D-xilosa puede estar com prom etida en pacientes
con alteraciones renales o en ancianos debido a m enor filtración
glomerular.
Intolerancia a la lactosa
La lactosa es un disacárido form ado por glucosa y galactosa
presente en la leche y sus derivados. Además, se encuentra adicionada
a numerosos alimentos y com o excipiente en m edicamentos.
Para su asim ilación es necesaria la enzim a-lactasa,
una glucoproteína anclada a la m em brana de las células epiteliales
del intestino, sobre todo del yeyuno, por un residuo
glucosilfosfatidilinositol. Esta enzim a hidroliza la lactosa en
galactosa y glucosa, que se absorben rápidamente por el transportador
Glut2.
La deficiencia congénita de lactasa es una enfermedad extremadamente
rara, en la cual no hay actividad enzimática desde
’^C-Triglicéridos mixtos
Comida prueba
Intestino
Digestión
’^C-Octanoico
Hígado
Oxidación
Eliminación de ’^C0 2
en el aliento
— Control
— Insuficiencia pancreática
Figura 20-5. Estudio de la digestión intestinal de lípidos en una comida
estándar marcada con '^C-triglicéridos mixtos.
el n acim iento y se m anifiesta clínicam ente en cu an to se
comienza a ingerir leche. Sin embargo, la hipolactasia de adultos
es una deficiencia muy frecuente, que afecta a m ás del 25%
de la población del sur de E urop a y m enos en el n orte de
Europa. En A m érica, la prevalencia es del 50% y en regiones
de Asia o Á frica puede llegar a más del 75%.
La actividad lactasa desciende de form a muy variable con
la edad, aunque parece que está determ inada genéticamente
y diñere entre grupos étnicos. La deficiencia es permanente
y la actividad lactasa no se vuelve a generar por la ingesta de
grandes cantidades de lactosa. A lgunas personas con deficiencia
de lactasa pueden asim ilar pequeñas cantidades de
lactosa y no existe buena correlación entre el grado de intolerancia
a la lactosa y los síntom as. La hipolactasia puede ser
secundaria a una lesión intestinal por infecciones, enferm e­
dades inflamatorias, etc. Puesto que la recuperación de la actividad
puede ser lenta, puede haber síntom as residuales de
deficiencia.
El gen de la lactasa está situado en el crom osom a 2 y tiene
una longitud de 56 kb. Existen dos polimorfismos C/T-13.910
y G/A-22.018 que afectan a un regulador del prom otor de la
lactasa. Los genotipos homocigóticos CC y GG causan un descenso
de la expresión del ARNm y de la actividad lactasa. Los
adultos homocigóticos con lactasa no persistente (que son intolerantes
a la lactosa) tienen unos niveles de lactasa intestinal
prácticam ente indetectables por el descenso de la expresión
enzim ática desde la infancia. Los individuos heterocigóticos
para cualquiera de estos polimorfismos tienen una actividad
lactasa intermedia y pueden presentar intolerancia a la lactosa
en situaciones de estrés o de trastornos gastrointestinales. Los
individuos lactasa persistentes (y, por tanto, tolerantes a la lactosa),
que tienen un genotipo hom ocigótico T T y A A , pueden
sufrir hipolactasia adquirida.
La lactosa no hidrolizada es osm óticam ente activa y p ro ­
vo ca la secreción de agua en el intestino delgado y grueso
(fig. 20-6A ). Adem ás, pasa al intestino grueso donde existen
abundantes bacterias anaerobias que ferm entan este azúcar
y producen gases, com o hidrógeno y m etan o, ácido láctico
y otros ácidos orgánicos. De esta form a, se produce flatulencia
y d iarrea con heces volum inosas, ácidas, explosivas y
fermentativas. También se puede dificultar secundariam ente
la absorción de otros constituyentes de la leche, com o el
calcio.

240 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Hipolactasia
Galactosa + glucosa
Intestino delgado
CH/3H
Intestino grueso
Lactosa
Fermentación
Bacterias anaerobias
Diarrea édda
Glut2
Figura 20-6A. Digestión de lactosa e hipolactasia.
Estudio analítico de la hipolactasia de adultos
La intolerancia a la lactosa se estudia m ediante el test de
hidrógeno espirado tra s u na sobrecarga de u na solución
de lactosa (fig. 20-6B ). En los individuos con deficiencia enzim
ática, la lactosa pasa al colon donde es ferm entada por las
b acterias y produce hidrógeno libre, cuya con cen tración
aum enta notablem ente en el aliento. U na concentración de
hidrógeno en el aliento superior a 2 0 ppm, norm alm ente 1 o
2 h después, indica intolerancia a la lactosa. Es un test cualitativo,
en el cual no hay correlación entre la elevación de la concentración
de hidrógeno y el grado de intolerancia a la lactosa.
Un pico de hidrógeno excesivamente temprano puede deberse
a un sobrecrecimiento bacteriano o a un rápido tránsito intestinal.
Para aum entar la sensibilidad del test, conviene anotar
los síntomas del paciente ya que muchos pacientes sufren trastornos
propios de la intolerancia durante esta prueba. También
la prolongación del tiem po de recogida del aliento a las 6 h
incrementa la sensibilidad de la prueba. En el 5-18% de las personas
con intolerancia pueden ocu rrir falsos negativos por la
existencia de bacterias productoras de m etano y no de hidrógeno.
Se puede m ejorar la sensibilidad midiendo también la
producción de metano. Los falsos positivos son muy infrecuentes
y están asociados casi siempre con el hecho de no haber
realizado la prueba en ayunas o haber ingerido alimentos ricos
en residuos los días previos. Se ha de evitar la tom a de antibióticos,
laxantes y enemas, asi como realizarlo cuando el paciente
sufre diarrea porque provoca un descenso del pH del colon.
Si no se disponen de equipos que determinen la concentración
de hidrógeno, la actividad de la lactasa intestinal se puede
estim ar midiendo la concentración de glucosa durante las 2 h
siguientes a una sobrecarga de 50 g de lactosa, que equivale a
la que se encuentra en 1 L de leche. U na elevación de la glucem
ia superior a 1,1 m m ol/L indica una actividad de la lactasa
Minutos
— Normal — Intolerancia a la lactosa
Minutos
— Normal — Intolerancia a la lactosa
Figura 20-6B. Ejemplo de estudio de intolerancia a la lactosa tras la administración oral de 50 g de azúcar. Se toman muestras de aliento basal y
cada 30 min durante 3 h y se mide la concentración de hidrógeno. La gráfica de la izquierda corresponde al test de hidrógeno en el aliento y la de
la derecha a la curva de glucosa plasmática.

Capítu lo 20— Enfermedad gástrica, intestinal y pancreática exocrina 241
0.092-
0.087^
0.082-i
0.077-
o 0,072^
0.067-Í
0.062^
fü 0.057^
'u c 0,052^
1 0 ^ bacterias colónicas/mL),
que provoca diarrea, pérdida de peso, anemia y malabsorción.
Las causas son variadas, com o fístulas, alteraciones
anatóm icas (p. ej., diverticulitis), alteraciones en la secreción
(p. ej., aclorhidria, pancreatitis o enfermedad hepática) o alteraciones
m otoras intestinales (p. ej., diabetes mellitus).
Existen métodos directos invasivos basados en el cultivo de
la flora bacteriana del intestino delgado y otros indirectos basados
en la cuantificación del hidrógeno en el aliento tras una
sobrecarga de glucosa. Tras adm inistrar este azúcar (fig. 20-7),
si no hay sobrecrecimiento bacteriano, se absorbe en el intestino
proxim al y no se produce hidrógeno, pero si hay colonización
bacteriana del intestino delgado, se produce una fermentación
de la glucosa que produce hidrógeno. Este test tiene
una especificidad del 83% y la sensibilidad es sólo del 62%. Una
concentración elevada de hidrógeno en el aliento en ayunas,
superior a 1 2 ppm, puede indicar la existencia de un sobrecrecim
iento bacteriano sin necesidad de realizar la sobrecarga.
También se puede observar esta concentración elevada con un
tránsito intestinal lento que deja residuos de azúcares poco
absorbibles en el colon o, sobre todo, por no haber seguido una
dieta previa a la prueba pobre en fibra.
Enfermedad celíaca
La enferm edad celíaca o enteropatía sensible al gluten se
debe a una intolerancia a la proteína glíadina del gluten, que
se encuentra en los cereales, com o trigo, avena, cebada o centeno.
El sistema inm unitario reacciona con la producción de
anticuerpos y con lesiones de la m ucosa intestinal. Se produce
una atrofia de las vellosidades intestinales que conduce a una
m alabsorción con diarrea, pérdida de peso, anem ia y dolor
abdominal recurrente. La malabsorción puede producir deficiencia
de hierro, folato, calcio o vitam ina D. El tratam iento
se basa en evitar todos los alimentos que contengan gluten, lo
que perm ite que la mucosa intestinal se recupere, aunque de
form a lenta.
Es una enferm edad de elevada prevalencia, en torno a un
caso cada 250-3 0 0 personas. Existe una elevada predisposi-

242 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Normal
Yeyuno
íleon

Capítu lo 20— Enfermedad gástrica, intestinal y pancreática exocrina 243
En el interior del enterocito, la vitam ina B , 2 se libera del
factor intrínseco, que se degrada, y se une a la transcobalamina,
con la cual forma la holotranscobalamina. Esta proteina
distribuye la vitam ina entre los tejidos, com o el hem atopoyético,
en el cual hay receptores para la holotranscobalam
ina. De la vitam ina B , 2 circulante, más del 80% se encuentra
unida a la haptocorrina, que sólo es captada por el hígado. El
hígado capta y alm acen a la m ayoría de la vitam ina B , 2 de
forma que pueden pasar años con un aporte deficiente sin que
se produzcan las manifestaciones carenciales.
La vitam ina B,^ solamente participa en dos reacciones como
cofactor enzimático:
1. M etilcobalamina, com o cofactor de la enzima-metioninasintasa,
que interviene en el metabolismo de los am inoácidos
azufrados y en la recuperación del folato, que es fundamental
para la síntesis del ADN.
2. 5-Desoxiaáenosilcobalamina, com o cofactor de la enzima
m etilm alonil-C oA -m utasa, que interviene en las etapas
ñnales de la degradación de los aminoácidos ram ificados,
la cadena lateral de colesterol y los ácidos grasos de cadena
impar.
Deficiencia de vitamina 8^2
La causa más frecuente de la deficiencia de vitam ina B,j es
la anem ia perniciosa, que afecta a casi el 2 % de la población
m ayor de 60 años. Se debe a una deficiencia de factor intrínseco
por enfermedad autoinmune, atrofia gástrica, gastrectom
ía o, muy raram ente, por una deficiencia congénita de este
factor. En la enferm edad autoinm une se pueden producir
autoanticuerpos anticélulas parietales o antifactor intrínseco,
aunque la presencia de estos últim os es patognom ónica de la
enfermedad, con una especificidad cercana al 100%. También
puede ocu rrir una deficiencia de vitam ina B,j en un proceso
general de malabsorción intestinal (resección ileal, sobrecrecimiento
bacteriano, etc.) o por deficiencia congénita de transcobalamina.
Algunos medicamentos interfirieren con la absorción
de la vitam ina B,j, com o los inhibidores de la bomba de
protones (omeprazol).
La deficiencia de vitam ina B,^ produce anemia megaloblástica
y alteraciones neurológicas centrales y periféricas. Esto se
debe al hecho de que la m enor producción de tetrahidrofolato
conduce a m enor síntesis de ADN, lo que interfiere en la división
celular sin afectar el resto de componentes celulares. Los
eritrocitos presentan un elevado volumen corpuscular medio,
superior a 100 fi. La menor producción de S-adenosilmetionina
y del m etabolism o cerebral de los ácidos grasos de cadena
im par causa efectos neurológicos. N o obstante, pueden existir
síntom as neurológicos iniciales por deficiencia de vitam ina
B , 2 en un elevado núm ero de pacientes a pesar de una concentración
de ésta dentro del intervalo de referencia.
Determinación de la concentración
de vitamina
La cuantificación se suele realizar mediante el empleo de
técnicas isotópicas o no isotópicas basadas en inmunoanálisis
competitivos, de los cuales existen reactivos comerciales. La
vitam ina B,j se ha de liberar inicialmente de las proteínas de
unión por desnaturalización alcalina. Luego, la vitam ina B,j
de la muestra compite con otra m arcada por los sitios de unión
al factor intrínseco y, tras una separación, se detecta la fracción
unida. El sobrecrecim iento bacteriano puede producir
falsos incrementos de vitam ina B,j ya que los productos bacterianos
interfieren en la técnica.
Las concentraciones de ácido metilm alónico en orina y de
homocisteína en plasma pueden estar elevadas incluso con una
concentración de vitam ina B,^ dentro del intervalo de referencia.
Así, la cuantificación de estos compuestos puede ser una
alternativa cuando no se observe una clara disminución de la
vitam ina B,^ (

244 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
gida de las m uestras. Tam bién algunos m edicam entos,
com o la colchicina o los suplementos de h ierro, pueden
producir falsos positivos.
2. M étodos inmunoquitnicos, con anticuerpos frente a la globina
de la hemoglobina. Detectan sangrado del intestino
grueso ya que la hemoglobina de los sangrados del aparato
gastrointestinal superior es degradada p o r las enzim as
digestivas y las bacterias. Posee una gran sensibilidad, del
66-90% y una especificidad superior al 90%. Al ser m étodos
específicos para la hemoglobina hum ana, no precisan
dieta previa.
A lte ra cio n e s del p á n creas exo crin o
La pancreatitis es la principal alteración del páncreas exocrino
en los adultos y puede cursar com o aguda, recidivante o
crónica. El abuso del alcohol origina más del 60% de los casos;
otras causas importantes son obstrucción biliar, traum atism o
o cirugía abdominal. Consiste en una lesión inflam atoria en
las células acinares del p áncreas, que provoca la liberación
de las enzimas digestivas y produce autodigestión de los tejidos.
La pancreatitis aguda causa dolor abdominal y vómitos,
y constituye una urgencia médica.
La a-am ilasa (cap. 16) ya se eleva en las primeras horas de la
enferm edad y, por ello, es útil para el diagnóstico precoz de
la pancreatitis. Alcanza un pico, al menos, de tres veces su concentración
a las 2 4 h y se m antiene elevada durante 3-5 días
(fig. 20-9) dado que se elimina rápidamente por orina. Una elevación
por encima de LOGO U I/L incrementa la especificidad al
95% aunque la sensibilidad es del 65%. El grado de elevación de
la a-am ilasa no correlaciona con la gravedad de la enfermedad,
pues pueden obtenerse valores dentro del intervalo de referencia
si se recoge el espécim en demasiado pronto o demasiado
tarde respecto al ataque, en pacientes con hiperlipidemia o con
una importante insuficiencia del páncreas exocrino, por ejemplo,
por abuso del alcohol. De hecho, hasta el 32% de los pacientes
con pancreatitis aguda tienen una actividad dentro del intervalo
de referencia al ingreso hospitalario. Es m uy útil la
cuantificación de la a-am ilasa en orina, que se mantiene elevada
tras norm alizarse en suero y permite descartar una m acroam i-
lasemia, en la cual la actividad a-am ilasa sérica es elevada, pero
no la urinaria.
O tra enzima que se eleva notablemente en suero durante la
pancreatitis aguda es la lipasa (cap. 16) y su aumento es más
específico que el de la a-am ilasa ya que la única fuente significativa
de lipasa sérica es el páncreas. La actividad lipasa sérica
alcanza el m áxim o a las 2 4 -4 8 h del comienzo de los síntomas
y se mantiene elevada durante más tiempo, entre 1 y 2 semanas.
Por ello, es más interesante en el diagnóstico de pancreatitis
con una historia de 2-3 días.
Habitualmente, se observa una ligera hiperglucemia, una
hipoalbuminemia que se relaciona con la gravedad del proceso y
una hipocalcemia debida a la formación de sales cálcicas con los
ácidos grasos producidos. La proteína C reactiva se eleva notablemente.
La necrosis celular produce un incremento de la lactatodeshidrogenasa
(LDH) y, si hay compromiso biliar, se pueden
elevar las concentraciones de bilirrubina y de fosfatasa alcalina.
La pancreatitis crón ica cursa de form a progresiva y se
produce una insuficiencia pancreática, tanto exocrina com o
endocrina. La falta de secreción de enzimas pancreáticas durante
la digestión produce esteatorrea y pérdida de peso. La actividad
lipasa y a-am ilasa sérica pueden estar dentro del intervalo de
referencia y se elevan durante los procesos de ataques agudos.
Pruebas de función exocrina del páncreas
Existen pruebas de función pancreática que miden la capacidad
de secreción de enzimas o de fluido. Sin embargo, estas
pruebas tienen muy poca sensibilidad para detectar la insuficiencia
pancreática inicial o m oderada ya que la cantidad de
enzimas secretadas excede las necesidades para la digestión.
Así, la insuficiencia pancreática no aparece hasta que se destruye
el 50% de los ácinos pancreáticos y no suele haber síntom
as hasta que la secreción se reduce al 90% . Por ello, estas
pruebas no se utilizan habitualmente.
Según el tipo de pruebas de estudio de la función pancreática,
se puede clasificar en:
L Pruebas invasivas, que miden directam ente la producción
pancreática en el duodeno. U na de ellas es el test de secretina,
en que, tras la administración intravenosa de esta horm
ona, se tom an muestras de aspirado duodenal y se analiza
el volum en, contenido de bicarbonato y las enzimas
pancreáticas.
2. Análisis en las heces de la grasa o enzimas. La elastasa es
una proteasa abundante en la secreción pancreática que no
se degrada durante su paso por el aparato gastrointestinal
y aparece en heces en concentraciones elevadas, donde es
estable a tem peratura ambiente. La elastasa se determina
en una m uestra aleatoria de heces mediante técnicas de
ELISA. La existencia de una concentración baja de elastasa
(inferior a 175 }xg/g de tejido seco) indica la existencia de
insuficiencia pancreática exocrina.
3. Pruebas que m iden la capacidad de las enzim as pancreáticas
de digerir una sustancia, com o el test de triglicérido
m ixto o el de dilaurato de fluoresceína. Éste consiste en la
adm inistración oral del dilaurato de fluoresceína junto a
un desayuno estándar. En el intestino, la colesterol-esterasa
pancreática hidroliza este compuesto m ientras libera fluoresceína,
que se absorbe y se excreta por orina. Se considera
un resultado fuera del rango de referencia si se elimina
menos del 2 0 % de la dosis administrada.
día días días días días días días
Figura 20-9. Ejemplo de la evolución de las actividades de la a-amilasa
y la lipasa durante un ingreso hospitalario por una pancreatitis aguda.
Fib ro sis q u ística
La fibrosis quística o mucoviscidosis es una enferm edad
congénita autosómica recesiva, con una elevada prevalencia.

Capítu lo 20— Enfermedad gástrica, intestinal y pancreática exocrina 245
Gen CFTR
7q31
X
Deledón de CTT
en el exon 1 0
Extracelular
Proteína CFTR
Dominio regulador con
puntos de fosforilación
Figura 20-10. Esquema de la proteína codificada por el gen regulador de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística y localización del
lugar donde se produce la deleción de las 3 pares de bases CTT que causa una pérdida de una Phe en la proteína resultante.
en torno a 1 caso cada 3.500 niños nacidos vivos en España.
Se debe a una alteración de las glándulas de secreción externa
del organism o producida por una m utación en el gen regulador
de la conductancia transm em brana de la fibrosis quistica
(CFTR, del inglés, cystic fibrosis transm em brane regulator). El
gen CFTR se sitúa en el crom osom a 7 en la región 7q31 y contiene
27 exones que codifican una proteina integral de m em ­
brana de 168 kDa de la superfamilia de transportadores ATP
B inding Cassette (fig. 20-10). La proteína C FT R transporta
iones cloruro a través de las células epiteliales. Puesto que el
agua sigue por osmosis a los iones de cloruro, la ausencia del
tran sp ortad or p rovoca escasez de agua y la producción de
secreciones muy viscosas, que pueden precipitar en los con ­
ductos glandulares.
El gen se expresa en páncreas, pulm ón, hígado, glándulas
sudoríparas y conductos deferentes, por lo que su deficiencia
produce una enfermedad multisistémica:
1. Páncreas: se produce una obstrucción de la secreción enzim
ática al duodeno, que provoca una malabsorción general,
con los consiguientes trastornos digestivos, malnutrición
y m enor ganancia de peso y estatura. El 85% de los pacientes
con fibrosis quística tienen insuficiencia pancreática.
2. Pulm ón: las secreciones espesas facilitan el crecim iento de
bacterias causantes de infecciones crónicas. La afección
pulm onar es la causa más im portante de m ortalidad.
3. Hígado: la bilis bloquea las vías biliares y lesiona los tejidos
adyacentes, lo que acaba provocando una cirrosis.
4. Glándulas sudoríparas: los pacientes pierden un exceso de
NaCl en el sudor. Esta característica es conocida desde antiguo
cuando se hablaba de «niños del beso salado».
5. Conductos deferentes: causa infertilidad.
Puede presentarse tan to en niños com o en adultos y hay
gran heterogeneidad clínica, en relación con la variedad
de m utaciones, modificadores genéticos y aspectos ambientales.
Se han descrito más de 1.000 mutaciones del gen CFTR, pero
el Colegio A m erican o de G enética C línica recom ienda un
panel de estudio de las 23 mutaciones más frecuentes, que se
agrupan en cinco clases, según las alteraciones que producen
en la proteína CFTR:
1. Clase I. Son las m utaciones que no producen la proteína
CFTR.
2. Clase II. Son mutaciones que alteran el procesam iento de
la proteína.
3. Clase III. Son m utaciones que afectan a la apertura del
canaL
4. Clase IV. Son las mutaciones que causan un flujo reducido
de iones.
5. Clase V. Son mutaciones que afectan el procesam iento del
ARNm y producen moléculas normales y también otras de
distinto tam año por la pérdida o ganancia de un exón.
Existen equipos com erciales para detectar las mutaciones
m ás frecuentes, que emplean técnicas de PCR. La mutación
que provoca una pérdida de Phe en la posición 508 por una
deleción de tres pares de nucleótidos CTT, representa más del
70% de los casos en la población de origen europeo aunque en
España representa sólo el 53% de los casos. Esta mutación causa
una proteína con plegamiento anorm al que es degradada por
la célula (clase II).
El cribado neonatal se puede realizar mediante la cuantiflcación
de la tripsina inmunorreactiva en la sangre impregnada
en papel mediante técnicas de enzimoinmunoanálisis o fluoroinmunoanálisis.
Sin embargo, esta técnica tiene el inconveniente
de producir num erosos falsos positivos. El m étodo de
referencia fundam ental para diagnosticar la fibrosis quística
es el test del sudor.
Test del sudor
El test del sudor consiste en la determinación de la concentración
de cloruro en el sudor. Para estim ular la sudoración,
se realiza u na iontoforesis con p ilocarp in a sobre la piel y
se recoge el sudor con sistemas especiales (fig. 20-11). La cuantificación
se realiza con un m étodo de electrodo selectivo y
se considera norm al una concentración de cloruro inferior a
40 m Eq/L y un resultado patológico una concentración superior
a 60 m E q /L . Esta técnica tiene una sensibilidad del 98% y
una especificidad del 96%. Existen procedim ientos que estim
an la concentración de cloruro mediante conductim etría (p.
ej., W escor Sweat-Chek*) o midiendo la osmolalidad del sudor.

246 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Sistema de recogida de sudor
El sistema de recogida
contiene un colorante
para visualizar la
entrada del sudor por
capilaridad
Determinación
de la concentración de cloruro
Figura 20-11. Recogida de muestra de sudor de la superficie flexora del antebrazo. Se recogen más de 15 jil de sudor durante 30 min. De esta
forma se asegura una recogida de 1 g/mVmin ya que una sudoración inferior produce menor concentración de electrolitos, por lo que puede resultar
un falso negativo.
Dichos métodos son aproxim ados y los resultados de cloruro
superiores a 50 m Eq/L medidos por conductim etría se han de
confirm ar por la técnica de electrodo selectivo.
R e ferencia s a d icio n ale s
Al-Bahrani AZ, Ammoti BJ. Clinical laboratory assessment o f acute pancreatitis.
Clin Chim Acta 2005; 362; 26-48.
Braden B et al. 13C-breath tests; cuirent State o fth e art and future directions.
Dig Liver Dis 2007; 39; 795-805.
Farrell RJ, Kelly CP. Diagnosis o f celiac sprue. Am J Gastroenterol 2001;
96; 3237-3246.
Ftossard JL, Steer ML, Pastor CM. Acute pancreatitis. Lancet 2008; 371: 143-152.
Libro Blanco de Atención a la Fibrosis Quística. Federación Española de Fibrosis
Quistica. Disponible en: http;//www.ñbrosisquistica.
Loraer MC. Parkes GC, Sanderson fD. Review article: lactose intolerance
in clinical practice-myths and realities. Aliment Pliarmacol Thet 2008;
27:93-103.
NIH Consensus Development Conference on Celiac Disease. NIH Consens State
Sci Statements2004; 21: 1-23.
Ouyang DL, Chen JJ, Getzenberg RH, Schoen RE. Noninvasive testing
for colorectal cáncer: a review. Am J Gastroenterol 2005; 100; 1393-1403.
Simrén M, Stotzer PO. Use and abuse o f hydrogenbreatli tests. Gut 2006;
55:297-303.
Thibodeau GA, Patton KT (ed.). Anatomía y fisiología, 6.* edición. Madrid:
Elsevier, 2007.

Capítulo
21
Enfermedad renal
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Fisio lo gía renal y form ación de la orina 247
Volumen urinario 248
Función endocrina 248
Estudio de la función glom eru lar 249
Creatinina 249
Cistatina 250
Urea 251
Estudio de la función tu b u lar 251
Capacidad de regulación del equilibrio hidroelectroiftico 251
Capacidad de regular el equilibrio ácido-base 252
Estudio de los com ponentes anorm ales
y del sedim ento 252
Estudio de la tira reactiva de orina 252
Estudio del sedimento de orina 252
Proteinuria 255
Proteinuria glomerular 255
Proteinuria tubular 256
Proteinuria prerrenal y posrenal 255
Estudio de la proteinuria 255
Estudio analítico de algu n as enferm edades
renales 257
insuficiencia renal aguda 257
insuficiencia renal crónica 258
Enfermedad tubular 259
Referencias adicionales 259
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Describir las funciones excretora y endocrina del riñón.
Conocer las principales magnitudes bioquímicas del estudio
de la función glomerular y tubular.
Describir el estudio de los componentes anormales
y del sedimento de orina.
Describir los tipos de proteinuria y su análisis bioquímico.
Interpretar las alteraciones bioquímicas en la insuficiencia
renal aguda y crónica.
F isio lo g ía renal y
fo rm a ció n de la orina
Los riñones están localizados en la parte posterior del abdom
en a ambos lados de la colum na vertebral.
La parte más externa del riñón es la corteza renal y la más
interna, la médula renal. La unidad funcional es la nefrona, de
la cu al existen, aproxim adam ente, un m illón de unidades
en cada riñón. La nefrona está constituida por varias partes
(fig. 21-1). El glomérulo se sitúa en la corteza renal y consiste
en un ovillo de capilares que provienen de la arteriola aferente
y drenan en la arteriola eferente. El glomérulo está rodeado
por la cápsula de Bowman, que continúa con el túbulo contorneado
proxim al que se adentra en la m édula con la porción
descendente del asa de Henle. El segmento ascendente del asa
de Henle vuelve a entrar en la corteza para form ar el túbulo
contorneado distal, que term ina en el túbulo colector. El riñón
realiza importantes funciones en el organismo:
1. Regula el equilibrio hidroelectrolítico y ácido-base.
2. Excreta los productos del metabolismo.
3. Produce horm onas com o la eritropoyetina y el calcitriol y
enzimas, com o la renina, implicada en la formación de hormonas.
El riñón recibe un im portante aporte sanguíneo por la arteria
renal y el flujo sanguíneo renal representa el 25% del gasto
cardíaco. En los capilares glomerulares, la presión hídrostática
es, aproximadamente, tres veces mayor que la presión en otros
capilares y las sustancias se filtran a través de la m em brana
glom erular a la cápsula de Bow m an. El glomérulo posee una
m em brana basal semipermeable que perm ite el paso libre de

248 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Corteza renal
Filtrado
glomerular
(120 mL/min)
Glomérulo
O
CT Na^
HCOs' H2 O
Isoosmótico
Túbulo
proximal
Hipoosmótica
Aldosterona
(fe
Na^
Túbulo distal
Túbulo
colector
Vasopresina
Médula
H ,0
Asa
de Henle
Cl'
Na^
H ,0
Hiperosmótico
Figura 21-1. Regulación de la reabsorción de electrolitos y agua en la nefrona.
Hiperosmótico
Orina
(1 ml7min)
agua y electrolitos, pero que es relativamente impermeable a
moléculas de mayor tam año, por lo que el ultrafiltrado es, fundamentalmente,
plasma sin proteínas.
Cada minuto se ñltran a través de los riñones unos 125 mL
de agua, pero en la orina se elimina finalmente sólo el 1 % del
ultrafiltrado y el 99% restante se reabsorbe a nivel tubular.
A proxim adam ente, el 80% de las sales y el agua del ultrafiltrado
se reabsorben en el túbulo contorneado proxim al. La
reabsorción de algunos compuestos, como la glucosa o los am i­
noácidos, es activa en contra de gradiente y con gasto de energía.
En el caso del agua, la urea y el cloruro, la reabsorción es
pasiva por difusión simple y sin gasto de energía. En el túbulo
también se produce la secreción de sustancias desde la sangre,
com o potasio, protones, am oníaco o el urato.
El asa de Henle entra en la médula renal en un m edio altamente
hipertónico y en ella se produce un im portante proceso
de reabsorción. La porción descendente del asa de Henle es
permeable al agua, por lo que se produce una reabsorción de
agua por el gradiente osm ótico, a la cual acom paña la urea.
C om o consecuencia, la orina en la porción final de la ram a
descendente es altamente concentrada. En cambio, la porción
ascendente es impermeable al agua, pero perm ite la reabsorción
activa de sodio y de cloruro de m anera que se disminuye
la concentración de sales del fluido tubular, que va diluyéndose
progresivamente. De esta form a, el fluido se vuelve hipotónico
y el espacio intersticial, hipertónico.
Tanto el túbulo distal com o el colector son sensibles a la
acción de la vasopresina, que los convierte en permeables al
paso de agua, permitiendo una gran reabsorción y que la orina
puede co n cen trarse hasta a lcan z a r u na osm olalidad de
L 200 mmol/kg. En esta zona también actúa la horm ona aldosterona
que estimula la reabsorción de sodio y la secreción de
potasio. A parte de ello, se produce la secreción de hidrógeno,
am oníaco y ácido úrico mientras que se reabsorben el bicarbonato
y el cloruro.
Volumen urinario
El volum en n orm al de orina que produce diariam ente un
adulto es de 4 0 0 a 2 .0 0 0 m L , según la ingestión de líquidos.
la tem peratura y el clim a. Puede ser im portante la determ i­
n ación del volum en de orin a esp ecialm en te en algunos
pacientes:
L La. poliuria es la emisión de una elevada cantidad de orina,
superior a unos 2 ,5 L /2 4 h en adultos. Puede ser una respuesta
fisiológica a una gran ingestión de líquidos o de
diuréticos, al enfriamiento del cuerpo, nerviosismo, ansiedad
y a la recepción intravenosa de líquidos. Sin embargo,
puede aparecer en varias enferm edades, com o la diabetes
mellitus, la enferm edad renal crón ica o la diabetes insípida,
p o r la pérdida de la capacidad de co n ce n tra r la
orina.
2. La oliguria es una dism inución del volum en urin ario a
m enos de 200 m L /24 h. Puede ser fisiológica debido a la
disminución en la ingesta de líquidos o al aumento de las
pérdidas (sudor excesivo, vóm itos o diarrea). También
puede ser una consecuencia de enferm edades, com o el
shock o la nefritis aguda, y ocasionalmente, de la obstrucción
m ecánica del flujo urinario. La anuria se produce
cuando no se form a orina.
Fu n ció n endocrin a
Además de las funciones renales de excreción y m antenimiento
de la homeostasia, el riñón actúa com o una glándula
endocrina (fig. 2 1 -2 ) que produce:
1. Form a activa de la vitam ina D (calcitriol) m ediante la
hidroxilación en posición 1 del 25-hidroxicolecalciferol sintetizado
en hígado. La enzima responsable de esta reacción
está presente únicamente en las m itocondrias de la corteza
renal.
2. Eritropoyetina en los fibroblastos peritubulares del córtex
renal. Esta horm ona constituye el estímulo más importante
de la eritropoyesis en la médula ósea.
3. Enzim a renina. Aunque la renina no es una horm ona, es
necesaria para la síntesis de la horm ona angiotensina que,
a su vez, estimula la producción de la horm ona aldosterona
en la corteza suprarrenal.

Capítu lo 21— Enfermedad renal 249
Acción
endocrina
Calcitriol
Eritropoyetina-
de Na"^
n de Ca2+
Vasopresina - 0 - » Reten'ííin de H,0
Figura 21-2. El riñón es productor y diana de hormonas.
Metabolismo
cálcico
Eritropoyesis
A su vez, el riñón es una im portante diana de varias horm
onas que intervienen en el equilibrio hídrico y m ineral: la
aldosterona regula la reabsorción de sodio y la secreción de
potasio en el túbulo contorneado distal; la paratirina estimula
la reabsorción renal del calcio, y la vasopresina, la reabsorción
de agua. Estas acciones se explican con detalle en los capítulos
correspondientes.
E stu d io de la fu n ció n g lo m e ru la r
La determ inación de la filtración glom erular es la m ejor
form a para estim ar la función renal global mediante un parám
etro sencillo. La filtración glom erular depende de la edad,
el sexo y la superficie corporal. Así, en las mujeres suele ser un
8 % m enor que en los hombres y a p artir de los 20-30 años disminuye
anualmente 1 m L/m in/1,73 m^ en ambos sexos, aproximadamente.
La filtración glom erular se estim a mediante un m arcador
que ha de poseer las siguientes características: tener una concentración
estable en el plasma y no metabolizarse; filtrar libremente
en el glomérulo, y excretarse en orina sin ser secretado,
reabsorbido o degradado. De este m odo, la cantidad de esa
sustancia filtrada en el glomérulo es igual a la cantidad excretada
en orina. El aclaram iento (Cl, del inglés, clearance), es
decir, la cantidad de sangre que queda depurada de esa sustancia
por unidad de tiempo, se calcula como:
Concentración urinaria
de esa sustancia
Cl (m L/m in) = • ■X V de orina (m L/m in)
Concentración plasmática
de esa sustancia
H3C - N COO- --------------
i — NH2
HN
Creatina
Figura 21-3. Formación de la creatinina.
H3C - N ] = 0
HN
— NH
Creatinina
Se han empleado diversos compuestos para determ inar la
filtración glomerular, com o la inulina, un polisacárido de la
fructosa, el ácido p-aminohipúrico, el ‘^^I-iotalamato y el ácido
” Tc-dietilentriam inopentaacético. Estos productos se adm i­
nistran por vía intravenosa y se recoge orina durante varios
períodos de tiempo. Estos métodos no son prácticos y habitualmente
se emplea el aclaram iento de creatinina que, al ser un
compuesto endógeno, elimina la necesidad de administrarse.
Creatinina
La creatinina es un metabolito que deriva de la ciclación
espontánea de la creatina del músculo (fig. 21-3). Su síntesis es
proporcional a la masa m uscular total, por lo que su concentración
plasm ática es m ayor en hom bres que en mujeres y
m enor en ancianos y niños. U na característica im portante de
este compuesto es su tasa de liberación al plasma, que es constante.
La creatinina se elim ina m ayoritariam ente por filtración
glom erular (90-95% ) aunque u na pequeña proporción se
excreta en el túbulo distal (5-10%), lo que puede provocar la
sobreestimación del filtrado glomerular. Para calcular el aclaram
iento de creatinina (Cl creatinina) se recoge toda la orina
durante 24 h y se obtiene un espécimen de sangre durante ese
tiempo para realizar la determinación de creatinina en ambos.
El aclaramiento de creatinina se calcula de acuerdo con la fórmula
señalada anteriormente:
Cl creatinina = •
(mL/m in)
[uri-Creatinina
urinaria]
[pla-Creatinina]
V orina
(m L/24 h)
1.440 m in /24 h
El intervalo de referencia p ara Cl creatin in a es de 8 0 -
120 m L/m in. Tal y com o se puede deducir de esta fórm ula, la
relación entre la creatinina plasm ática y su aclaram iento es
inversa (fig. 21-4). El descenso de la filtración glomerular puede
Figu ra 2 1 -4 .
Cl creatinina (mL/min)
Cl creatinina (mL/min)
Relación entre el aclaramiento de creatinina y la creatinina plasmática (inversa, izquierda) y el MDRD-4 (lineal, derecha).

250 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
o cu rrir antes que aparezcan los síntom as de la enferm edad
renal. Sin embargo, la concentración plasmática de creatinina
quizá no refleje reducciones agudas de la función renal ya que
se requiere un tiem po para que la creatinina se acum ule en
plasma y se detecte alguna anorm alidad en su aclaramiento.
Es necesaria una disminución del 50% en el filtrado glomerular
para que la creatinina sérica se eleve por encim a de los valores
de referencia, lo que puede retrasar el diagnóstico de la
insuficiencia renal. Por ello, un valor de creatinina plasmática
dentro del intervalo de norm alidad no permite descartar un
descenso en el filtrado glomerular.
Ecuaciones que estiman ia función renal
Se han desarrollado varias ecuaciones para estim ar con precisión
la tasa de filtración glomerular a partir de la concentración
de creatinina plasmática y de algunas variables dem ográficas
y antropom étricas (edad, sexo, peso, talla y etnia). Estas
fórmulas son m ás precisas para estim ar la filtración glomerular
que la creatinina sérica.
Las más utilizadas son la ecuación de Cockroft-G ault y la
ecuación M D RD (del inglés, M odification o fD ie t in Renal
Disease). La ecuación de Cockroft-Gault estima el filtrado glom
erular a p artir de la creatinina sérica con una fórmula que
tiene en cuenta la influencia de la edad, el sexo y el peso corporal
sobre la producción de creatinina. La fórm ula M RDR
tradicional tiene en cuenta 6 variables aunque habitualmente
se emplea en su form a abreviada (M D RD -4) que sólo requiere
la creatinina, la edad, el sexo y la raza. La ecuación M DRD no
requiere el peso porque norm aliza la filtración glomerular por
una superficie corporal estándar de 1,73 m^. E n niños (hasta
19 años), la ecuación m ás utilizada es la de Schw artz, que
estima la tasa de filtración glom erular a partir de la creatinina
sérica, la edad, el sexo y la altura:
M D R D -4 (m L/m in/1,73 m^) = 186 x (srm -creatinina,
mg/dL)’ ‘’‘^* X (edad, años)’ “-^'^^x (0,742 si es mujer)
Cockroft-G ault (m L/m in) = (140 - edad, años) x (peso, kg) x
0,85 (si es m ujer)/(72 x srm -creatinina, mg/dL)
Schwartz (mL/min/1,73 m^) = talla (cm) x k/creatinina (mg/dL)
0-1 años, k = 0,45; 1-12 años, k = 0,55; 12-20 años: k = 0,55
en niñas y 0,70 en niños
La figura 21-4 m uestra la correlación existente entre la filtración
glom erular estim ada a través de la fórmula M D RD -4
y el aclaram iento de creatinina. Salvo en determ inadas circunstancias,
el aclaram iento de creatinina no m ejora la estim
ación del filtrado glom erular que ofrecen las ecuaciones.
A dem ás, con ellas se evita la necesidad de recoger la orina
N j C - N ' - ' ^ O
HN
Creatinina
Figu ra 21-5.
O2N
NO,
Picrato
NO,
Complejo coloreado
rojizo
Determinación de la creatinina por la reacción de Jaffé.
durante 24 h. Las ecuaciones estimadoras no son válidas si el
filtrado glomerular varía de forma brusca, por ejemplo, en una
insuficiencia renal aguda, si la masa muscular es inusualmente
alta o baja, o si hay una suplementación de creatina en la dieta.
En dichos casos, hay que recurrir a la medida del aclaramiento
de creatinina.
Determinación de creatinina
Los métodos más frecuentemente utilizados en los laboratorios
clínicos para cuantificar la creatinina son los métodos
espectrofotom étricos basados en la reacción de la creatinina
con el picrato sódico en m edio alcalino para form ar un com ­
plejo amarillo-rojizo cuya absorbancia se lee a 520 nm (método
de Jaffé; fig. 21-5).
La existencia de agentes que interfieren en el suero, principalmente
proteínas, glucosa y acetoacetato, puede producir la
sobreestimación de la creatinina y contribuir a la falta de especificidad
del método. En condiciones norm ales, estas interferencias
no existen en orina ya que estos compuestos norm almente
no aparecen en la orina. Para m ejorar la especificidad,
se realiza una medida cinética, en la cual se com ienza a leer la
absorbancia a p artir de los 2 0 -6 0 s, período durante el cual
han reaccionado con el picrato las sustancias que interfieren.
Posteriormente, se mide la absorbancia durante otros 2 0 -6 0 s
de m odo que no interfieren las sustancias que reaccionan más
lentamente.
Existen también métodos enzimáticos que emplean la creatinina-amidohidrolasa
o la creatinina-iminohidrolasa acopladas
a otras reacciones indicadoras. Estos métodos presentan menos
interferencias que el de Jaffé y proporcionan valores de concentración
de creatinina menores y, por tanto, producen mayores
valores de aclaramiento de creatinina. Estos métodos enzimáticos
se emplean mucho menos que el de Jaffé y, sobre todo, en
equipos de química seca y de análisis a la cabecera del paciente.
Cistatina
La cistatina C es un inhibidor de las cisteín-proteasas que
se produce a una velocidad constante por todas las células
nucleadas del organismo. Esta proteína tiene un peso m olecular
de 13 kD a y un elevado punto isoeléctrico, por lo que se
filtra en el glomérulo, no se secreta ni se reabsorbe y se m etaboliza
casi completamente por las células del túbulo proximal,
por lo que apenas es detectable en orina.
U na reducción en la filtración glom erular se relaciona bien
con una elevación en el nivel de cistatina plasm ática. Es un
parámetro más sensible que la creatinina plasmática o sus ecuaciones
derivadas en los estados iniciales de disfunción glomerular
en la insuficiencia renal, sobre todo con filtrado glomerular
entre 60 y 90 m L /m in/1,73 m^. También se eleva en plasma
antes que la creatinina en la insuficiencia renal aguda.
Esta magnitud tiene la ventaja, respecto a la creatinina, de
que su nivel en sangre es independiente de la masa muscular,
la edad, el sexo o la dieta. Tam poco se m odifica su concentración
por procesos inflam atorios o cáncer aunque su concentración
está influenciada en alteraciones tiroideas o en el tra ­
tam iento con dosis elevadas de glucocorticoides, tal y com o
ocurre en pacientes trasplantados.
Existen análisis inm unonefelom étricos o inm unoturbidim
étricos estandarizados que emplean com o agente reactivo

Capítu lo 21— Enfermedad renal 251
Tabla 21-1. Osmolalidad en algunas enfermedades
o-Osm (mmol/kg) p-Osm (mmol/kg) Cociente
Función renal normal 100-900 270-290 1-3
Deficiencia de vasopresina < 2 0 0 270-290

252 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
I I l l i
- l l f l ' l '
Prueba
Leucocitos
Nitritos
Urobilinógeno
Proteínas
pH
Sangre
Cetonas
Densidad
Bilirrubina
Glucosa
Principio de medida
Actividad esterasa leucocitaria
Las bacterias gramnegativas reducen los nitratos
a nitritos, que se detecta por el reactivo de Griess
Reactivo de Ehriich en medio ácido
Azul de tetrabromofenol
Indicadores de pH
Actividad peroxidasa de la hemoglobina
El nitroprusiato sódico reacciona
con el acetoacetato y la acetona
Concentración de iones
Formación de complejos con una sal de diazonio
Glucosa-oxidasa/peroxidasa
Figura 21-6.
tiva.
Ejemplo de tira reactiva de orina. Obsérvese que en el bote existe una tabla de colores con los cuales se compara los de la tira reac-
2. Para valorar la capacidad de dilución de la orina, el paciente
ingiere de 1 a 1,2 L de agua. Se recogen muestras de orina
cada hora en las siguientes 4 h. La densidad urinaria debe
descenderá 1,005 g/m L o m enosylaosm olalidad ser inferior
a 1 0 0 m m ol/kg.
Capacidad de regular
el equilibrio ácido-base
El riñón desempeña un papel fundam ental en el equilibrio
ácido-base m ediante la reabsorción del H CO j’ filtrado y la
excreción de H"". Los protones se eliminan a la orina en forma
de ion amonio y combinados con tampones urinarios (fosfatos
y sulfatos). Éstos últim os constituyen la acidez titulable. Se
calcula com o la cantidad de base que hay que añadir a la orina
para aum entar su pH al nivel del pH plasm ático. Una causa
frecuente de acidosis metabólica es la insuficiencia renal. Para
el estudio de los fallos tubulares en relación con el equilibrio
ácido-base, se analizan el pH urinario, la acidez titulable y el
ion de amonio.
E stu d io de los co m p o n entes
a n o rm a le s y del sedim en to
Es un análisis inespecífico, pero bastante sensible, para detectar
cualquier alteración renal. Es suficiente recoger una muestra
de orina al azar aunque la de elección es la de prim era hora
de la m añana por ser la más concentrada. La m uestra ha de
recogerse en un frasco limpio, seco y sin conservantes y se recomienda
recoger una m uestra de la parte media de la micción.
Para recoger la orina de niños pequeños, se utilizan bolsas de
polietileno. La muestra debe ser examinada en un periodo corto
de tiem po tras la recogida. Si no es posible, se debe guardar
refrigerada ya que a tem peratura ambiente se alteran algunos
parámetros. Por ejemplo, la existencia de bacterias consume la
posible glucosa presente y alcaliniza la orina, con lo cual provoca
la descomposición de diversas estructuras. Por otro lado,
la refrigeración favorece la formación de cristales.
Estudio de la tira reactiva de orina
El estudio de la tira reactiva es una primera y rápida aproxim
ación al estudio de la orina, cuyos resultados se confirm an
mediante pruebas más específicas. Las tiras reactivas consisten
en una serie de almohadillas impregnadas con reactivos en las
cuales se puede determ inar simultáneamente la densidad y el
pH, y detectarse de forma semicuantitativa la existencia de com ­
ponentes anormales: proteínas, glucosa, cuerpos cetónicos, bilirrubina,
urobilinógeno, hematíes, leucocitos y nitritos (fig. 2 1 - 6 ).
Los análisis de la tira reactiva son determinaciones semicuantitativas
en que el color de las distintas almohadillas tras su
introducción en la orina se com para visualmente con una tabla
o bien se analiza con un equipo de reflexión.
Estudio del sedimento de orina
El sedimento urinario se observa al microscopio tras centrifugar
la orina durante 10 m in a 2 .0 0 0 -3 .0 0 0 rpm y desechar
el sobrenadante. Los elementos hallados con más frecuencia
en el sedimento urinario son células, m icroorganism os patógenos,
cilindros y cristales.
Células
Pueden proceder de los riñones o cualquier otro punto
del ap arato u rin a rio , incluyendo los genitales extern os
(fig. 21-7A):
1. Células áescamativas. Norm alm ente pueden encontrarse
algunas células epiteliales en la orina com o consecuencia
del desprendimiento norm al de células viejas a lo largo del
aparato urinario. Para evitar que su existencia dificulte la
visualización de otros elementos, se recom ienda no recoger
la primera fracción de la micción, donde son muy abundantes.
Pueden reconocerse tres tipos fundamentales: tubulares,
de transición y de vías finales; las primeras poseen la
m ayor relación núcleo/citoplasma y las últim as, la menor.
De la m ism a form a, las primeras son las de m ayor significado
patológico y las últim as, el menor.

Capítu lo 21— Enfermedad renal 253
Figura 21-7A. Ejemplos de células que aparecen en el sedimento. A: Células descamativas. B: Hematíes. C: Leucocitos. D: Hongos.
Hematíes. Pueden provenir de cualquier punto del aparato
urinario y en la mujer, a veces, provienen de una contam i­
nación menstrual. Normalmente, no aparecen hematíes en
orina, pero la existencia de 1 - 2 por campo se considera normal.
Pueden adquirir diversas form as, según la osmolalidad
de la orina. En orinas isotónicas, los hematíes tienen
un aspecto norm al, de color pálido o am arillento; en las
hipotónicas, aparecen hinchados y en las hipertónicas, pierden
su contenido líquido, y aparecen con tam año reducido
y con un aspecto dentado. En ocasiones pueden llegar a
Usarse, lo que también puede ocu rrir en las orinas alcalinas.
Los hematíes que aparecen com o consecuencia de una
alteración glom erular presentan dismorfias, es decir, alteraciones
de su m orfología, debido al paso a través de la
m em brana glomerular. Esta alteración incluso puede causar
su rotura y la liberación de hemoglobina a la orina. En
cambio, los que provienen de otras partes del aparato urinario
no presentan esta morfología alterada.
Leucocitos. Son de m ayor tam año que los eritrocitos, pero
más pequeños que las células del epitelio renal. A menudo
presentan características granulares. Se encogen en orinas
hipertónicas y se hinchan o Usan en orinas hipotónicas o
alcalinas, pero los cambios no son tan intensos com o en
los hematíes. El aum ento del núm ero de leucocitos en la
orina está asociado con procesos infecciosos en el aparato
urinario o adyacentes, y con enfermedades no infecciosas,
com o la glomerulonefritis aguda, la nefritis lúpica, la acidosis
tubular renal, la deshidratación, la fiebre y el estrés,
y en la irritación no infecciosa de algún punto del aparato
urinario. La existencia de un gran núm ero de leucocitos en
la orina, en especial cuando se encuentran en cúm ulos, es
muy sugestiva de infección aguda, com o la pielonefritis, la
cistitis o la uretritis.
Espermatozoides. Aunque la existencia de uno o dos esperm
atozoides no tiene signiñcado patológico, un núm ero
im portante de espermatozoides en el sedimento puede ser
indicativo de eyaculación retrógrada, enfermedad en que
no se produce un cierre del cuello vesical durante la eyaculación.
Agentes patógenos
Son los siguientes:
L Bacterias. Cuando una muestra de orina fresca correctamente
recolectada contiene un gran núm ero de bacterias
y en especial cuando están acom pañadas de un elevado
núm ero de leucocitos, por lo general indica una infección
del aparato urinario. La existencia de bacterias se inform a
de acuerdo con su número: ligera, moderada o intensa bacteriuria.
2. Hongos. Las células m icóticas pueden aparecer en form a
de levaduras, que son uniformes, incoloras y generalmente
ovoides, o en forma de filamentos o hifas. Se pueden encontra
r en orina de pacientes con una infección del aparato
urinario, pero sobre todo en pacientes diabéticos. Pueden
estar presentes también por contaminación cutánea o vaginal
de la orina. El hongo que aparece con mayor frecuencia
en la orina es Candida albicans.
3. Tricomonas. Es un agente patógeno de transm isión sexual
que se caracteriza por su movilidad gracias a los tres flagelos
que posee en uno de sus extrem os. Es de m ayor
tam año que los leucocitos.
Cilindros
Son conglomerados proteicos con form a similar a los túbulos
renales donde se han form ado (tabla 21-2). Son el resultado
de la precipitación en los túbulos de la proteína de Tam m -
Horsfall, una glucoproteína de alto peso m olecular secretada
por los túbulos renales, a la cual pueden adherirse células, pro-

254 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Tabla 21-2. Tipos de cilindros que pueden aparecer en el sedimento
Cilindro
Hialino
Granuloso
Céreo
Graso
Eritrocitario
Leucocitario
Epitelial tubular
Aspecto
Transparente
Sem itransparente con gránulos refringentes
Refringente, hom ogéneo y con los bordes definidos
Sem itransparente o granular con vacuolas o gotas
muy refringentes que se observan como cruz de M alta
al microscopio de luz polarizada
Con hematíes
Con leucocitos
Con células tubulares
Alteraciones en que está presente
en el sedim ento
Ejercicio, deshidratación y fiebre. Degeneración
celular y acumulación de proteínas plasmáticas
Degeneración celular en la insuficiencia renal crónica
grave, hipertensión maligna, amiloidosis renal,
nefropatía diabética y rechazo al trasplante
Degeneración grasa de las células tubulares
Hem orragia intersticial y lesión glom erular
Pielonefritis
Lesión renal tubular y rechazo agudo al injerto
teínas u otros materiales. Los factores que favorecen la form a­
ción de cilindros son una disminución del flujo de la orina, la
elevada concentración de solutos y la existencia de constituyentes
iónicos o proteicos anorm ales. Los cilindros hialinos
están formados casi exclusivamente por proteínas y se observan
con m ayor frecuencia en la orina (fig. 21-7B). Su existencia
no indica enferm edad y pueden aparecer en personas sanas,
especialmente después del ejercicio físico, y en casos de deshidratación
fisiológica. Diversos elementos celulares pueden quedar
atrapados en estos cilindros y provocar cilindros hemáticos
(en la in flam ación glom erular), leu cocitarios (en la
pielonefritis aguda) o granulosos. Estos últimos también pueden
proceder de la agregación directa de proteínas. Cuando
hay insuficiencia renal grave, pueden observarse células tubulares
renales junto con cilindros celulares. Si hay proteinuria
grave, la acum ulación de proteínas en las células tubulares
produce degeneración grasa de las células y descam ación de
éstas a la orina, que aparecen com o cuerpos ovales grasos. Los
cilindros céreos, de color am arillo y hom ogéneos, generalm
ente son anchos y cortos y pueden form arse a p artir de la
degeneración de cilindros granulosos.
Cristales
Los cristales se form an cuando la orina está sobresaturada
con un compuesto cristalino o cuando las propiedades de solubilidad
de éste se encuentran alteradas. Si esa precipitación se
produce en el riñón o en el aparato urinario, puede originar la
form ación de cálculos urinarios. Por lo general, no se encuentran
cristales en la orina recién emitida, pero aparecen si se la
deja reposar durante un tiempo. Muchos de los cristales que
se encuentran en la orina poseen escasa significación clínica.
Los cristales pueden identificarse por su aspecto y por sus
características de solubilidad.
B
t
Figura 21-7B. Ejemplos de cilindros que pueden aparecer en el sedimento. A: Hialino. B: Granuloso. C: Céreo. D: Leucocitario. E: Hemático.

Capítu lo 21— Enfermedad renal 255
v . C Í ^ L / - -
- .Jr' •"*
Figura 21-7C. Ejemplos de cristales que aparecen frecuentemente en el sedimento de orina. A: Ácido úrico. B: Ácido úrico bajo luz polarizada. C:
Oxalato cálcico. D: Fosfato triple.
Puesto que la form ación de cristales depende del pH de la
orina, es útil conocer éste al efectuar el exam en m icroscópico
(fig. 21-7C):
1. En orinas ácidos se encuentran com únm ente cristales de
ácido úrico, de oxalato cálcico y uratos amorfos. Los cristales
de ácido úrico pueden aparecer con muy diversas formas
y bajo luz polarizada adquieren diversos colores. Los
cristales de oxalato cálcico son incoloros y generalmente
se presentan en forma de sobre de carta y, más raram ente,
en form a de pesas.
2. En orinas alcalinas pueden detectarse cristales de fosfato
triple (am ónico-m agnésico) con form a de tapa de ataúd,
fosfatos amorfos, carbonato de calcio, fosfato de calcio, biuratos
de am onio y urato amónico.
Entre los cristales con significado patológico nos encontramos,
entre otros, los de cistina, con form a hexagonal e in coloros,
que aparecen en orinas ácidas y se observan en la cistin
u ria, u n tra sto rn o congénito en que no se p rod u ce la
reabsorción de cistina; cristales de tirosina en form a de agujas
incoloras y refringentes que suelen aparecer agrupadas y se
asocian con enfermedades hepáticas graves; de leucina (formas
ovales con círculos concéntricos de color am arillo pardusco)
que también aparecen en enfermedades hepáticas graves y de
colesterol (placas grandes incoloras) que están relacionados
con la destrucción celular, tal y com o ocurre en casos de síndrom
e nefrótico.
Cuerpos ovales grasos y gotitas de grasa libre
En la orina puede existir grasa en form a de gotitas, en el
interior de las células en proceso de degeneración o incorporadas
a los cilindros. Los cuerpos ovales grasos son células del
túbulo renal que contienen gotitas de grasa. Las gotitas de grasa
libre están compuestas por colesterol o ésteres de colesterol o
por triglicéridos. Cuando se observan con luz polarizada las
formadas por colesterol, éstas presentan en su interior la cruz
de M alta. Pueden estar presentes en la orina com o consecuencia
de la degeneración grasa de los túbulos (que ocurre en el
síndrome nefrótico), en diabetes mellitus, eclampsia, intoxicación
renal, glom erulonefritis crón ica, nefrosis lipoidea,
embolia grasa y después de lesiones superficiales extensas con
aplastamiento de la grasa subcutánea. También puede aparecer
después de fracturas de huesos largos o en casos de fracturas
múltiples por liberación de grasa de la médula ósea a la
circulación con filtración posterior a través de los glomérulos.
Proteinuria
La mem brana basal de la estructura de filtración está constituida
por proteínas y proteoglucanos y se caracteriza por la
gran cantidad de cargas negativas que presenta, por lo que es
un ñltro que impide el paso de moléculas mayores de 2 nm o
de 40 kDa. Sólo una pequeña cantidad de proteínas de bajo
peso m olecular se ñ ltra en el glom érulo y la m ayor parte de
éstas se reabsorbe en los túbulos por endocitosis. De esta forma,
la concentración urinaria de proteínas en individuos sanos es
inferior a 50 m g/día, de los cuales unos 10 m g/día corresponden
a albúmina.
Puede presentarse proteinuria fisiológica tras el ejercicio
físico, estrés o fiebre. Es una causa de proteinuria que desaparece
una vez que ha pasado la situación. En la proteinuria ortostática
aparecen proteínas en orina cuando la persona está de
pie, por compresión de los vasos renales, y no ocurre cuando
está acostada.
Existen diversos tipos de proteinuria patológica. Según su
origen y el tipo de proteínas que aparecen en la orina son: glomerular,
tubular, prerrenal y posrenal (fig. 2 1 - 8 ).

256 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Proteinuria
prerrenal
Proteinuria
posrenal

Capítu lo 21— Enfermedad renal 257
I
I •
I C L P Tuti M> OAM K
C L ^ T I * (lAM DC
Figura 21-9. Ejemplos de inmunofijación para identificar tipos de proteinuria. Tras la electroforesis se incuban las calles con anticuerpos frente a
proteínas tubulares (Tub), albúmina y anti-a2-macroglobulina (Alb aM ), cadenas pesadas (GAM y DE) y cadenas ligeras (K, L y Kf Lf). A: Proteinuria
glomerular. B: Proteinuria mixta. C: Proteinuria mixta con una banda intensa de tipo x.
turbidez form ada tras la adición de ácido tricloroacético, que
d etecta con cen tracion es superiores a 5-10 m g/d L. E n los
pacientes diabéticos es preferible cuan tiñcar, en cam bio, la
albúmina.
La proteinuria se estudia en especímenes de orina de 24 h.
Para evitar el problema de la recogida, puede emplearse un
espécim en de m icción aislada, pero la concentración debe de
corregirse con la de creatinina, corrección necesaria porque
la concentración de proteínas en una micción depende mucho
del estado de hidratación. Se prefieren las m uestras de prim
era hora de la m añana ya que ésta correlaciona de form a
excelente con la excreción de proteínas de 24 h. En dicho espécim
en se determ ina la relación p roteín as/creatinin a, cuyo
límite de referencia es de unos 2 0 0 m g/g de creatinina. Así,
una concentración de proteínas de 150 m g/dL y de creatinina
de 50 m g/dL en una m icción, equivaldría a una proteinuria
de 3 g/día.
Para identificar el tipo de proteinuria, se utiliza el proteinogram
a en orina, que permite visualizar la proteinuria y si hay
bandas monoclonales. La identificación de la banda m onoclonal
se realiza, tras la electroforesis, por inmunofijación, m e­
diante la utilización de distintos antisueros (fig. 21-9): anti-
IgG, IgA e IgM , anticadenas ligeras y K totales y libres. La
inmunofijación con antisueros antiproteínas tubulares (T U )
y antiproteínas glomerulares albúm ina y o^-macroglobulina
(Alb a M ) perm ite clasificar las proteinuria en tubular, glom
erular o m ixta.
E stu d io a n a lítico de a lg u n a s
e n fe rm e d a d e s renales
Insuficiencia renal aguda
La insuficiencia renal aguda es una alteración brusca del
funcionam iento del riñón con rápida reducción del filtrado
glomerular, que se desarrolla en horas o algunos días. Como
consecuencia de ello, se produce un rápido aumento de la creatinina
y urea plasmáticas. También impide m antener el equilibrio
hidroelectrolítico y el equilibrio ácido-base, lo que origina
acidosis m etabólica e hiperpotasem ia. Es una situación
grave con riesgo m ortal.
La insuficiencia renal aguda puede ser prerrenal, la más frecuente,
renal y posrenal (fig. 2 1 - 1 0 ):
1. La causa prerrenal generalmente se debe a una baja perfusión
del riñón, por descenso del volumen circulante (hemo­
2 .
3.
rragias, pérdidas gastrointestinales, urinarias o cutáneas
excesivas, etc.), menor impulso cardíaco (insuficiencia cardíaca,
etc.) o por obstrucción de la arteria renal (estenosis,
arteriosclerosis, etc.). El m enor flujo sanguíneo al riñón
causa oliguria. El cociente entre la creatinina de la orina
alto con el sodio urinario bajo orienta hacia una causa prerrenal
(tabla 21-3).
Las causas renales afectan directam ente el parénquim a
renal y generalmente son el resultado de una necrosis de
las élulas tubulares por isquemia o por toxicidad. También
puede deberse a una inflam ación glom erular o una lesión
intersticial.
La insuficiencia de causa posrenal se debe a obstrucción
del aparato urinario (p. ej., por un cálculo renal o por un
carcinom a de próstata).
La fracción de excreción de sodio (FENa"") representa la fracción
de sodio que se elimina por la orina, que se calcula por la
siguiente fórmula respecto al aclaram iento de la creatinina:
[uri-Sodio]
[pla-Creatinina]
FEN a^(% )=------------------------- X --------------------------- X 100
[pla-Sodio] [uri-Creatinina]
La insuficiencia renal aguda de origen renal produce una
elevada excreción de sodio en orina, por lo que la FENa"" es
m ayor que 1. En cambio, en la insuficiencia prerrenal hay una
importante reabsorción de sodio, con lo que la FENa"" es menor
de 1 .
Según las causas o el tratam iento, la función renal puede
recuperarse gradualmente con el correspondiente descenso de
Insuficiencia renal
Lesión renal intrínseca
Excreción fraccionada
de sodio superior al 2 %
Figu ra 21-10.
Insuficiencia prerrenal
Disminución de la perfusión
renal
Excreción fraccionada
de sodio inferior al 1%
Volumen de orina inferior
a 400 mL
Insuficiencia posrenal
Obstrucción del aparato urinario
Volumen de orina inferior a 400 mi
Tipos de insuficiencia renal aguda.

258 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Tabla 21-3. Principales diferencias analíticas en la insuficiencia renal
aguda prerrenal y renal
Prerrenal
Renal
uri-volumen 1
uri-osmolaridad (mmol/kg H2O) >400 1,5 1,020 40 81 90 Lesión renal con filtrado glom erular normal
2 60-89 Lesión renal y ligero descenso del filtrado glom erular
3 30-59 Descenso m oderado del filtrado glom erular
4 15-29 Descenso intenso del filtrado glom erular
5

Capítu lo 21— Enfermedad renal 259
renal crónica. La enfermedad renal crónica provoca una mayor
tasa de alteraciones cardiovasculares. Así, la retención de sodio
y agua causa frecuentem ente hipertensión, que junto con la
alteración lipídica (hipertrigliceridemia) produce una arteriesclerosis
acelerada.
Enfermedad tubular
Los defectos en la función tubular tienen com o resultado la
disminución de la secreción o absorción de distintas sustancias
o alteraciones en los mecanismos de concentración y dilución
de la orina. La acidosis tubular es la alteración más im portan
te de la función tubular, que puede ser causada por
reabsorción disminuida de bicarbonato en el túbulo proxim al
o por una incapacidad de secreción por parte de las células
tubulares distales. Esto produce acidosis metabólica, con hiato
aniónico norm al (por elevación de la concentración de Cl’ , que
com pensa el descenso de H CO j’).
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Althof S. Kindler J, Heintz R. El sedimento urinario. Atlas. Técnicas de estudio.
Valoración, 6.* edición. Madrid: Panamericana, 2003.
Brenner BM. Brenner & Rector’s the Kidney, 7.* edición. Filadelfia; Saunders, 2004.
Clark LE, Khan I. Outcomes in CKD; W hat We Know and W hat We Need
to Know. Nephron Clin Pract 2010; 114; c95-cl03.
Documento de consenso de la Sociedad Española de Bioquímica Clínica
y Patología Molecular (SEQC) y Sociedad Española de Nefrología (SEN).
Recomendaciones sobre la utilización de ecuaciones para la estimación
del filtrado glomerular en adultos. Química Clínica 2006; 25; 426-430.
Graves fW. Diagnosis and management o f chronic kidney disease. Mayo Clin Proc
2008; 83; 1064-1069.
Laterza OF, Price CP. Scott MG. Cystatin C; an improved estimator o f glomerular
filtration rate? Clin Chem 2002; 48; 699-707.
Myers GL et al. National Kidney Disease Education Program Laboratory Working
Group Recommendations for improving serum creatinine measurement;
a report from the Laboratory Working Group ofthe National Kidney Disease
Education Program. Clin Chem 2006; 52:5-18.
National Kidney Foundation. Disponible en; htttp://www.k¡dney.org/
professionals/KDOQI/
Waikar SS, Bonventre JY Biomarkers for the diagnosis o f acute kidney injury.
Nephron Clin Pract 2008; 109; cl92-cl97.

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Capítulo 2 2
Enfermedad cardíaca
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Resum en de la estructura de las fibras
m usculares 261
Síndrom e coronario agu d o 262
Cambios bioquímicos tras un infarto agudo de miocardio
Uso y recomendaciones para los marcadores bioquímicos
en el diagnóstico del infarto de miocardio 265
Insuficiencia cardíaca co n ge stiva 265
Fibrosis cardíaca 266
Péptido natriurético cerebral y fragmento N terminal
del propéptido natriurético cerebral 266
D eterm inaciones analíticas 267
263 Mioglobina 267
Troponina 268
Péptido natriurético cerebral 268
Análisis a la cabecera del paciente en las alteraciones cardíacas
Referencias adicionales 269
268
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Comprender los principales cambios bioquímicos
en el síndrome coronario agudo.
Describir la utilidad de las troponinas y de la creatina-cinasa
ivlB (CK-MB) en el síndrome coronario agudo.
Explicar los cambios de los marcadores bioquímicos
en el infarto agudo de miocardio.
Describir la utilidad del péptido natriurético cerebral
en la insuficiencia cardíaca congestiva.
Describir los aspectos más importantes de la determinación
de mioglobina, troponina y péptido natriurético cerebral.
Señalar el importante papel de la determinación
de los marcadores cardíacos en los análisis a la cabecera
del paciente.
1. El músculo esquelético, donde las fibras musculares o miocitos
son células multinucleadas que están inervadas por una
placa m otora. Tiene una estructura estriada ya que en el
citoplasma existe gran cantidad de mioñbrillas que se organizan
en unidades funcionales o sarcómeros y que se pueden
acortar el 70% durante la contracción muscular.
2. El músculo cardíaco está form ado por los cardiom iocitos
que tienen u no o dos núcleos y m antienen la form a
estriada.
3. El m úsculo liso contiene células alargadas con un solo
núcleo y no son estriadas. Además, mantienen cierta capacidad
proliferativa, que se activa en la angiogénesis o en la
hipertensión. Estas células se encuentran en las paredes de
tubos o sacos, com o la pared vascular, el útero, el intestino,
los bronquios o la vejiga.
Los principales componentes del sarcómero son los filamentos
gruesos y finos (fig. 2 2 - 1 ):
R esum en de la e stru ctu ra
de las fib ra s m u scu lares
Las células m usculares, que se denominan fibras musculares
debido a su form a de hilo, proceden de unos precursores o
mioblastos y tienen tres características: capacidad de excitación,
contractilidad y distensibilidad. A dem ás, existen tres
tipos de tejido m uscular:
1. Los filamentos gruesos están formados, sobre todo, por miosina,
una proteína muy grande, de unos 5 00 kDa, que está
compuesta por dos cadenas pesadas trenzadas en forma de
hélice y cuatro cadenas ligeras en el extrem o. Las cadenas
ligeras forman estructuras globulares con actividad ATPasa
que tienden a unirse a la actina de los filamentos finos.
2. Los filam entos finos están formados por actina, tropom iosina
y troponina. La actina está form ada por subunidades
globulares (actina G) de 42 kDa que polimerizan formando
dos filamentos (actina F). La tropomiosina es una proteína

262 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Filamento fino
Actina F
TnC cTnl ,TnT ActinaG Tropos,osina
v i / \ ^
la conversión de creatina-P en creatina y ATP, y la m iocinasa
asegura el restablecimiento de un cociente ATP/ADP alto:
Creatina-cinasa
Creatina + ATP *------------------------------• Creatina-P + ADP
ADP
M iocinasa
ATP + AM P
Filamento grueso
Miosina
^
Figura 22-1. Estructura de un sarcómero. cTnl: isoforma cardíaca de
troponina I; cTnT: isoforma cardíaca de troponina T; TnC: troponina C.
El funcionamiento muscular depende del aporte de oxígeno
por la circulación. Además, las células musculares son ricas en
mioglobina, una hemoproteina globular de cadena única que
tiene m ayor afinidad por el oxígeno que la hemoglobina y es
esencial para el mantenim iento de la función cardíaca. Constituye
una reserva local de oxígeno, que lo libera cuando la pOj
es muy baja.
ñbrosa que se sitúa a lo largo de la actina. La troponina está
asociada con éstas y regula la unión entre la actina y la m iosina.
Éste es un complejo de tres subunidades unidas de
form a débil:
3. La troponina C (TnC), que une calcio y origina un cambio
conform acional del complejo de la tropom iosina-troponina.
Esta subunidad es idéntica en el corazón y en el m úsculo.
4. La troponina I (Tnl), que se une a la actina en ausencia de
Ca^"" e inhibe la con tracción provocada p o r la A TPasa.
Existe una isoforma específica del corazón.
5. La troponina T (TnT), que une el complejo troponina a la
tropom iosina facilitando la contracción. También existe
una isoforma específica del corazón.
Para desarrollar su función, se consume ATP en los puentes
que se form an entre la actina y la miosina del sarcóm ero, por
acción de la A TPasa que es altam ente activa sólo cuando la
actina y la miosina interactúan. En cambio, la relajación m uscular
es un proceso pasivo.
El músculo requiere un m étodo efectivo de mantenimiento
de la reserva de ATP. Esto se consigue mediante la síntesis de
creatina-P, que se puede utilizar para la generación rápida
de ATP ante un aumento de la demanda. Este depósito de energía
necesita las enzimas creatina-cinasa y m iocinasa (o adenilato-cinasa)
para mantener un equilibrio en las concentraciones
de ATP, AD P y fosfato de creatina. La creatina-cinasa cataliza
i
Descenso de la PO-,
Descenso de
Oclusión
Necrosis
la perfusión
i
Angina--- Angina inestable • Infarto
Síndrome coronario agudo
Alteración del ECG
Liberación de
proteínas citosólicas
Figura 22-2A. Síndrome coronario agudo. La oclusión arterial causa
un descenso de la POj que, si se mantiene durante unos minutos, causa
necrosis de la zona afectada. La diferencia entre angina inestable e
infarto de miocardio consiste en que en éste se produce necrosis celular.
ECG: electrocardiograma; POj: presión parcial de Oj.
Sín d ro m e co ro n a rio a g u d o
El principal factor en el m antenimiento de la circulación en
el organismo es la acción de bombeo del corazón. Aunque el
corazón es una bomba eficiente, hay situaciones en que puede
dism inuir la función cardíaca y conducir a distintas alteraciones.
El térm ino síndrome coronario agudo se refiere a los síntom
as clínicos causados por una isquemia cardíaca inestable.
La isquemia es una condición, en la cual un órgano recibe un
aporte de sangre insuficiente para sus necesidades. El corazón
es un órgano muy aerobio que obtiene la mayoría de su energía
del ciclo de Krebs y de la fosforilación oxidativa. El desequilibrio
entre el aporte de oxígeno al miocardio y la demanda
tiene com o resultado la lesión y muerte de los m iocardiocitos.
La mayoría de las veces, la falta de aporte de oxígeno al corazón
es consecuencia de la oclusión de las arterias coronarias
por la rotura de una placa de aterom a y la consecuente trom ­
bosis. Existen dos situaciones en el síndrome coronario agudo
(fig. 22-2A ):
1. La pérdida parcial de perfusión coronaria es menos severa
y causa la angina que puede ser estable o inestable.
2. La pérdida total de flujo coronario causa un síndrome clínico
conocido com o infarto agudo de miocardio.
Según el consenso del año 2000 de las Sociedades Europea y
A m ericana de Cardiología (ESC/ACC), en el diagnóstico del
inferto de miocardio es fundamental el empleo de los marcadores
cardíacos y, m ás concretamente, de las troponinas cardioespecíñcas.
Las guías indican que ni el electrocardiograma (ECG) ni los
síntomas clínicos tienen suficiente sensibilidad y especificidad. El
término infiirto de miocardio se emplea cuando hay evidencia de
necrosis consistente con isquemia miocárdica en un ámbito clínico.
En estas condiciones, cualquiera de los dos criterios siguientes
cumple con el diagnóstico de infarto de miocardio:
L Detección de una elevación y posterior caída de los marcadores
cardíacos (preferiblemente, de la troponina) al menos
con un valor superior al percentil 99 de la población control,
junto con la evidencia de isquemia al menos con una
de las siguientes situaciones: síntomas de isquemia, alteraciones
en el EC G indicativas de isquem ia (elevación del
segmento ST), presencia de ondas Q anómalas en el ECG
o intervención coronaria (fig. 22-2B).

Capítu lo 22— Enfermedad cardíaca 263
Formación del trombo
Isquemia aguda
1
Síndrome coronario agudo
Dolor torácico
Formas libres de
las troponinas
Marcadores cardíacos
(troponina)
Electrocardiograma
Negativos
i
Angina
inestable
Positivos
1
Infarto agudo
de miocardio
Elevación del
segmento ST
Sin elevación del
segmento ST
Figura 22-2B. Esquema diagnóstico del infarto de miocardio, en que se
observa el papel fundamental de los biomarcadores cardíacos.
2. Hallazgos anatomopatológicos de infarto de miocardio.
Tal y com o se observa, esta definición de infarto de m iocardio
se basa en la disponibilidad de biomarcadores de necrosis
m iocárdica sensibles y específicos.
Cambios bioquímicos tras
un infarto agudo de miocardio
El cese del flujo sanguíneo produce una serie de consecuencias
complejas. Debido a la oclusión repentina de la arteria
coronaria, las células miocárdicas utilizan el metabolismo aeróbico
durante unos segundos hasta consum ir el oxígeno rem a­
nente en la m icrovasculatura. Cuando se agota el oxígeno, se
utiliza el glucógeno o la glucosa por vía anaerobia, acum ulándose
lactato. La acum ulación de lactato es uno de los primeros
signos de isquemia muscular. Al progresar la isquemia, se van
agotando las reservas de fosfato de creatina. A los 15 o 20 min
tras un incidente isquémico, el tejido se puede recuperar si se
reperfunde (ñg. 22-2A ). Sin embargo, tras 20 m in de oclusión,
se ha utilizado más del 60% del ATP. Una vez que se agotan el
glucógeno y el fosfato de creatina, ocurren cambios ultraestructurales
que indican lesión celular irreversible. La lesión en
la mem brana tiene com o resultado la liberación de enzimas y
proteínas solubles. La mayoría de las enzimas que se liberan
inicialmente en el infarto son citoplasmáticas. Las m itocondrias
presentan un retardo en la liberación de sus enzimas. Una
vez que tiene lugar la lesión, la tasa a la cual una proteína aparece
en circulación depende de la reperfusión del m iocardio y
del tam año de la enzima. Cuanto m ejor sea la reperfusión y
m enor la molécula, antes aparecerá en sangre periférica.
La m ayor parte de la lesión m iocárdica sucede durante las
primeras 2-3 h. Si se restaura el flujo durante los primeros 60-
Horas tras inicio de infarto
Figura 22-3. Cinética de liberación de las troponinas durante una necrosis
cardíaca. cTnl: isoforma cardíaca de la troponina I; cTnT: isoforma
cardíaca de la troponina T.
90 m in, se salva la mayoría del tejido, pero los beneficios son
suficientes si se actúa antes de las 4 o 6 h para que se asocien con
un aumento de la supervivencia. Por todo ello, es muy im portante
un diagnóstico temprano del infarto agudo de miocardio.
La mayoría de los m arcadores de infarto son proteínas que
difieren en su localización en el cardiom iocito, en su cinética
de liberación tras el infarto y en su eliminación de la circulación,
tal y com o se describe a continuación (tabla 2 2 - 1 ).
Troponina T y Troponina /
Las TnT y las Tnl están codificadas por tres genes distintos,
cada una según su lugar de expresión: cardíacas, de fibras m usculares
rápidas y de fibras m usculares lentas. Las isoformas
cardíacas de troponina T e I (cTnT, de 37 kDa, y cTnl, de 23,5
kDa) son específicas y se pueden cuantificar por técnicas que
utilizan anticuerpos contra esos epítopos cardíacos.
A proxim adam ente, el 97% de la troponina cardíaca (cTn)
se encuentra en las miofibrillas con una m enor fracción citoplasm
ática y se libera cuando se produce necrosis card íaca
(fig. 22-3). La concentración de estas proteínas en los cardiom
iocitos es elevada y prácticam ente no existe circulante. Por
ello, cuando se produce necrosis m iocárdica, la elevación de
la cTn es m uy acusada. Dado que, en general, no existe diferencia
de interpretación de los resultados analíticos de las
elevaciones de las cTnT y cTnl en el in farto de m iocardio,
cuando se hable en este libro de cTn, se referirá indistintam
ente a am bas. La larga vida media de la cTn en plasm a se
debe a la liberación inicial de la cTn existente en el citosol.
Tabla 22-1. Características de los marcadores cardíacos
Inicio de elevación Duración de elevación Cardíoespecífico Estratifica el riesgo Principales falsos positivos
Miog lobina 1-3 h 12-24 h No No Enfermedad muscular
CK-MB 3-4 h 48-72 h No Sí Enfermedad muscular
Troponina T 3-4 h 10 -14 días Sí Sí Enfermedad renal
Troponina 1 4-6 h 4-7 días Sí Sí Anticuerpos heterófilos
CK-MB: isoenzima MB de la creatina-cinasa.

264 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Mioglobina
30-
25-
15-
1 0 -
5-
0
Figura 22-4.
0,02
cTnT (|ig/L)
Mortalidad tras un infarto basada en la concentración
basal de la isofroma cardíaca de la troponina T (cTnT).
seguida de una liberación m ás lenta de los m iofilam entos
cardíacos que se van degradando.
Las cTn son los m arcadores de elección, por su elevada sensibilidad
y especificidad hística, para la detección de lesión
m iocárdica. La elevación de la cTn tiene una sensibilidad del
100% en el diagnóstico de infarto entre las 10 h y los 5 días de
su aparición. Es especialmente útil en aquellos pacientes que
no acuden al m édico hasta pasados 2-3 días del infarto y en
aquellos en que la concentración de creatina-cinasa-M B (CK-
MB) ha vuelto a sus límites de referencia. M ientras la cTnl desciende
por debajo del límite a los 5 días, la cTnT se mantiene
elevada durante unos 10-14 dias. Debido al empleo de métodos
cada vez más sensibles para la detección de las cTn se ha incrementado
el núm ero de resultados positivos y el diagnóstico de
infartos de miocardio. De hecho, han pasado a detectarse como
tales pequeños infartos de m iocardio que antes se diagnosticaban
com o anginas inestables.
Aparte de ello, un pequeño incremento de cTn se asocia con
un peor pronóstico, con m ayor gravedad y complicación de la
lesión (fig. 22-4). Así pues, además de para establecer el diagnóstico
inicial, el grado de elevación de cTn es un indicador
para el pronóstico en los pacientes que presentan síndrome
coronario agudo. Esta inform ación pronóstica de la cTn es
independiente y complementaria a otros im portantes indicadores
clínicos de riesgo, que incluyen la edad, la alteración del
ECG (desviación del segmento ST) y la presencia de insuficiencia
cardíaca. N o se obtienen falsos positivos en enferm e­
dades del m úsculo esquelético, ni por traum atism os ni por
cirugía.
Un rápido increm ento de la cTn tras la terapia ñbrinolítica
indica una buena reperfusión, debido al lavado de proteínas
de células dañadas tras restaurarse el flujo. Aclaramientos rápidos
de mioglobina, cTn y CK-M B poseen valores predictivos
positivos elevados (> 90%) para determ inar la permeabilidad
de la arteria infartada.
En resumen, la cTn es el mejor m arcador de infarto de m iocardio
y tiene las siguientes utilidades:
1. Diagnóstico de infarto de miocardio si la concentración es
superior al percentil 99 del intervalo de referencia.
2. Evaluación de la extensión del infarto.
3. Estratificación del riesgo de complicaciones tras el infarto.
4. Elección de la terapia.
Es una proteína de 17,5 kD a con hierro hém ico que une oxígeno
en el m úsculo cardíaco y esquelético. Debido a su bajo
peso m olecular y su localización citoplasmática, aparece rápidam
ente en circulación tras una lesión m uscular. Posee una
vida m edia plasm ática m uy co rta y se elim ina p o r orina.
Debido a ello, un descenso de la filtración glom erular puede
causar un incremento de su concentración sérica.
La mioglobina tiene una sensibilidad diagnóstica del infarto
entre el 75 y el 100%, pero su especificidad es baja por su elevada
concentración en m úsculo esquelético. Así, su concentración
sérica se eleva tam bién en m iopatías, traum atism o,
ejercicio intenso, rabdomiolisis, trom bosis, etc. También se
eleva en la cirugía o tras inyecciones intramusculares. Se eleva
rápidamente en sangre por su bajo peso m olecular y aparece
a las 2 h del infarto, por lo que ha mantenido cierto valor como
marcador temprano de infarto de miocardio y también de reinfarto.
Creatina-cinasa-MB
Tal y com o se ha com entado en el capítulo 16, de las tres
isoenzimas citosólicas de la creatina-cinasa (CK), la CK-MB
es la más específica del miocardio. Éste contiene el 1 0 -2 0 % de
su actividad de CK total com o CK-M B, m ucho mayor que la
proporción que se encuentra en el m úsculo, que es inferior
al 3%.
El au m en to y p o ste rio r caíd a de la co n ce n tra ció n de
CK-M B en determ inaciones seriadas son característicos del
infarto de m iocardio. El aum ento ocu rre entre las 4 -6 h tras
el inicio de los síntomas y la concentración de CK-M B correlaciona
con la extensión del in farto y con el riesgo de m o r­
talidad a corto y largo plazo. Para realizar el diagnóstico con
alta sensibilidad y especificidad, se requiere repetir la determ
inación a las 6 - 8 h para detectar las elevaciones y las dism
inuciones cara cte rísticas. La co n cen tración de CK-M B
vuelve a su nivel basal a las 4 8 -7 2 h, dependiendo de si
co existe lesión en m ú scu lo esquelético, del ta m añ o del
infarto, de la cantidad de CK-M B en el corazón o del tra ta ­
m iento de reperfusión.
Para aum entar la especificidad de esta m agnitud bioquím
ica, cuando la actividad de CK total se encuentra elevada, se
emplean las siguientes relaciones:
1. Indice relativo de CK-MB = 100 x (CK-MB masa/actividad
CK total) > 2,5-3% en el infarto de miocardio.
2. Porcentaje de CK-M B = 100 x (actividad CK-M B/actividad
CK total) > 5% en el infarto de miocardio.
De esta form a, una concentración de CK-M B elevada y una
relación elevada respecto a la CK total es m uy sugerente de
infarto de m iocardio. En cambio, una actividad de CK total
elevada y una relación CK-M B/CK total baja sugiere una lesión
del músculo esquelético.
A dem ás de para el diagnóstico, la cuan tificación de la
CK-M B es esencial en la detección de reinfartos y la extensión
del infarto en los pacientes. De hecho, la CK-M B es un m arcador
muy útil para la detección de reinfarto cuando la concentración
de cTn todavía está elevada.
Las lesiones m usculares graves, com o un traum atism o o
una cirugía, o incluso el ejercicio intenso, pueden provocar

Capítu lo 22— Enfermedad cardíaca 265
elevaciones en suero de CK total y CK-M B por encim a del
lím ite de referencia, pero el porcentaje de CK-M B respecto
al total se m an tien e bajo. Sin em b argo, los pacientes con
distrofia m uscular, polim iositis o enferm edad renal term i­
nal pueden tener la con cen tración de CK total y el p orcen ­
taje de CK-M B elevados debido a los cam bios m usculares.
La p resen cia de m a cro -C K sérica puede in terferir en la
determ inación de la actividad de CK-M B cuando se emplea
el m étodo de inm unoinhibición y, por tan to, puede afectar
el diagn óstico del in farto de m iocard io. Tal y com o se ha
com en tad o en la página 193, hasta el 5% de los pacientes
h o sp italizad o s p re sen tan can tid a d e s sig n ifica tiv a s de
m acro -C K en suero.
Horas tras inicio de infarto
Uso y recomendaciones para
los marcadores bioquímicos en el
diagnóstico del infarto de miocardio
Tal y com o se ha descrito anteriormente, los distintos m arcadores
difieren en el m om ento en que com ienzan a elevarse
en sangre tras la lesión m iocárdica. El prim ero en elevarse es
la mioglobina (ñg. 22-5). La cTn cardíaca y la CK-M B com ienzan
a elevarse prácticam ente en el m ism o intervalo de tiempo
(2-6 h) y alcanzan el pico a las 12-24 h, lo que no perm ite su
adecuada utilización hasta 6 h o m ás después del inicio del
infarto.
D eterm inar el m om ento del com ienzo de los síntomas es, a
veces, complicado si uno se basa en lo que refiere el paciente.
Por ello, se debe extraer una m uestra de sangre en el momento
del ingreso y en caso de que la CK-M B o la cTn no se encuentren
elevadas, repetir la determinación en un nuevo espécimen
a las 6 -9 h. Puede tener interés cuantificar la mioglobina si se
sospecha que el infarto de m iocardio se ha producido hace
menos de 6 h, pero deben tenerse en cuenta los inconvenientes
comentados anteriormente.
Existen recom endaciones de diversas asociaciones de bioquím
ica clínica, com o las de la National A cadem y ofClinical
Biochem istry (NACB), para el uso adecuado de m arcadores
bioquímicos en el diagnóstico del infarto de miocardio. Estas
recom endaciones indican en general:
L
2 .
3.
4.
La troponina debe m edirse en todos los pacientes con sospecha
de síndrome coronario agudo. El límite superior para
la cTn es el percentil 99 de la población control y una concentración
superior, al menos en una ocasión, durante las
primeras 24 h del episodio clínico, es indicativa de necrosis
m iocárdica.
También indican necrosis m iocárdica concentraciones de
CK-M B superiores al percentil 99 en dos muestras sucesivas.
La CK-M B (masa) es una alternativa aceptable si no
está disponible la cTn. El diagnóstico debe hacerse valorando
en conjunto los m arcadores, la exploración física y
el electrocardiogram a.
Es innecesario m edir al m ism o tiempo la cTn y la CK-MB
para establecer el diagnóstico de infarto de miocardio.
Las actividades CK total, CK-M B, aspartato-am inotransferasa
(AST) y lactato-deshidrogenasa (LDH) e isoenzimas
no deben utilizarse en el diagnóstico de infarto de m iocardio.
Sin em bargo, la CK total o la actividad CK-M B son
aceptables en los centros donde no están disponibles la cTn
o la CK-M B masa.
Figura 22-5.
Cambio en la concentración de los marcadores cardíacos
durante un infarto de miocardio. CK-MB: isoenzima MB de la creatina-
cinasa; cTnT: isoforma cardíaca de la troponina T.
In su ficie n cia card íaca co n g e stiv a
La insuficiencia cardíaca congestiva afecta al 0,5-2% de la
población, pero en las personas mayores de 70 años, la prevalencia
se eleva hasta el 10%. Se produce cuando hay un bom ­
beo inefectivo del corazón que conduce a la acum ulación de
fluido en los pulmones y otros tejidos (congestión). Las causas
pueden ser:
1. Pérdida de tejido contráctil tras un infarto de miocardio.
2. Aum ento de la rigidez cardíaca que aumenta la presión en
el corazón y restringe el llenado.
3. U na dem anda periférica excesiva.
Es un proceso generalmente lento y progresivo, en el cual es
posible que no aparezca ningún síntoma hasta el cabo de los
años. Para estratificar la capacidad funcional, se emplea la clasificación
de la New York H eart Association (N Y H A ), que
com prende cuatro fases, desde la I, que es asintom ática, a la
IV, con sintomatología, incluso en reposo, e incapacidad para
realizar actividades físicas. Cuando el corazón com ienza a
fallar, el organism o pone en m archa m ecanism os com pensatorios,
que sólo son eficaces durante cierto período de tiempo.
Entre los principales mecanismos de compensación se encuentran
la taquicardia en situación de reposo y el aum ento progresivo
del tam año del corazón (hipertrofia) para conseguir
contracciones m ás fuertes que compensen su deficiencia. El
aumento de la masa total del músculo produce efectos adversos
que acaban conduciendo a una disminución de la contractilidad
y a perpetuar la insuficiencia cardíaca. Asim ism o, se
produce una activación neurohum oral mediada por el sistema
nervioso central y el sistema de la renina-angiotensina que, a
pesar de originar un beneficio inicial, contribuye al deterioro
progresivo de la función ventricular y a los síntomas de la insuficiencia
cardíaca.
A ctualm ente, los péptidos natriuréticos, que se describen
más adelante, son los que han m ostrado m ayor utilidad en el
diagnóstico y estratificación de los pacientes con insuficiencia
cardíaca. En algunos pacientes se pueden en contrar ligeras
elevaciones de la cTn que se asocian con m ayor riesgo de
muerte.

266 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Fibrosis cardíaca
La hipertensión arterial altera la estructura y compromete
la función del músculo cardíaco, lo que provoca la cardiopatía
hipertensiva. Ésta consiste en un crecim iento exagerado del
ventrículo izquierdo que surge com o resultado de la hipertrofia
de los m iocardiocitos y de la acum ulación de tejido fibroso
en el intersticio. También existe la m iocardiopatía asociada
con la diabetes mellitus y el síndrome metabólico. La fibrosis
m iocárdica está form ada por el depósito exagerado de fibras
de colágeno de tipo III inicialmente y de tipo I a medida que
la lesión progresa, principalmente por acción de los fibroblastos.
La intensidad de la fibrosis se asocia con la gravedad de las
manifestaciones fisiopatológicas de la cardiopatía hipertensiva,
com o la disfunción diastólica y sistólica, la disminución de la
reserva coronaria y arritm ias ventriculares.
El análisis histopatológico es el m étodo de referencia, pero
al ser la biopsia endom iocárdica un procedimiento invasivo,
esta posibilidad se lim ita a m uy pocos pacientes. Por ello, se
valoran los m arcadores circulantes del metabolismo del colágeno,
clasificados como:
L D e síntesis: propéptido C-term inal del procolágeno de tipo
I (PICP) y de tipo III (PIIIP). La concentración sérica de
PICP está elevada en los pacientes hipertensos con hipertrofia
ventricular izquierda y disminuye con el tratam iento
antihipertensivo.
2. M arcadores de degradación: telopéptido del colágeno de
tipo I (CITP).
3. Inhibidores de las metaloproteinasas.
4. Marcadores de actividadfibroblástica (factor de crecimiento
transform ante-p, TGF-p).
Péptido natriurético cerebral y fragmento N
terminal del propéptido natriurético cerebral
El péptido natriu rético cerebral (BNP, del inglés, hrain
natriuretic peptidé) y el péptido natriurético auricular (ANP,
del inglés, atrial natriuretic peptide) tienen una estru ctu ra
com ún en anillo de 17 aminoácidos con un puente disulfuro
entre dos residuos de cisteína, que es necesario para la unión
al receptor (fig. 22-6A ). El ANP se sintetiza en la aurícula mientras
que el BNP, tanto en la aurícula com o en el ventrículo. Sus
receptores están en el riñón, en la corteza suprarrenal y en el
sistema nervioso. A ctúan com o antagonistas del sistema de la
renina-angiotensina-aldosterona ya que estimulan la eliminación
de sodio y agua. También estimulan la permeabilidad y
descienden el tono m uscular de las células vasculares, con lo
que favorecen el descenso de la presión arterial. El BN P se
determina en el laboratorio mucho más frecuentemente que el
AN P ya que la insuficiencia cardíaca produce un m ayor y más
rápido increm ento plasmático de este marcador.
El BNP se secreta en respuesta a la distensión o a la sobrecarga
de volum en o presión ventricular. La principal fuente
circu lan te de BN P son los m iocardiocitos del ventrículo
izquierdo. Inicialmente se sintetiza prepro-BN P (fig. 22-6B ),
que se convierte en pro-B N P y se secreta al exterior casi sin
alm acenarse. La acción de proteasas escinde este pro-BN P en
su fragmento N term inal (NT-proBNP) y el BNP, que es el fragmento
de 32 aminoácidos C-term inal y biológicamente activo.
Así pues, am bos se producen en cantidades equim olares. El
BNP se elimina por endopeptidasas y por captación por parte
de su recep tor y degradación lisosom al. El NT-proBN P, en
cambio, se elimina principalmente por orina, por lo que es más
sensible a cambios en la función renal.
Aunque debido a los niveles en la producción y el aclaramiento
de BNP y N T-proBNP la concentración plasmática es
distinta, ambos presentan capacidad diagnóstica y de pronóstico
similar para su uso en la práctica clínica (tabla 22-2). La
concentración de BN P aum enta en la insuficiencia cardíaca
congestiva en relación con su gravedad y también tras un síndrom
e coronario agudo (fig. 22-7):
L El BNP y N T-proBN P ayudan a identificar la causa de la
insuficiencia cardíaca en los pacientes que presentan disnea.
Una concentración de NT-proBNP inferior a 3 00 ng/L
Cardiomiocito
Pre-proBNP 134 aa
1
Aurícula
Ventrículo
HO2 C-
Figura 22-6A. Estructura de los péptidos natriuréticos sintetizados
en el corazón: péptido natriurético auricular (ANP: del inglés, atrialnatriureticpeptide)
y péptido natriurético cerebral (BNP: del inglés, brain
natriuretic peptide).
endopeptidasas
Figura 22-6B. Síntesis y liberación del péptido natriurético cerebral
(BNP: del inglés, brain natriuretic peptide).

Capítu lo 22— Enfermedad cardíaca 267
Tabla 22-2. Diferencias entre BNP
y NT-proBNP
BNP
Estandarización de anticuerpos No Sí
Variación
Intraindividual 44-58% 33%
Interindividual 27-44% 36%
NT-proBNP
Tubo de recolección del espécimen Plástico Plástico
Vidrio
Estabilidad del espécimen 6 h 72 h
BMP: péptido natriurético cerebral (del inglés, brain natriureticpeptide);
NT-proBNP (fragmento N terminal del propéptido natriurético cerebral)
perm ite descartar una insuficiencia cardíaca congestiva
aguda mientas que ésta es m uy probable si es superior a
9 00 ng/m L. La concentración se correlaciona, además, con
la gravedad de la insuficiencia.
2. La alteración de la relajación ventricular es una consecuencia
temprana de la isquemia miocárdica. Por ello, la isquemia
miocárdica puede provocar la liberación de BNP y NT-pro-
BNP en ausencia de necrosis. Además, posee valor de pronóstico:
los pacientes con una concentración elevada corren
mayor riesgo de mortalidad que aquellos que no la tienen.
3. Los pacientes con infarto agudo de m iocardio tienen una
elevación sanguínea de BNP y N T-proBNP asociada con el
aumento de diám etro y presión en el ventrículo izquierdo
durante el remodelado tras un infarto o com o consecuencia
de lesión isquémica previa. Después de un infarto, la
concentración plasmática de BN P aumenta rápidamente y
alcanza un pico a las 24 h que es proporcional al tam año
del infarto. En aquellos pacientes que desarrollan insuficiencia
cardíaca grave, puede ocu rrir un segundo pico a
los 5 días.
D ete rm in acio n e s a n a lítica s
Mioglobina
La mioglobina se determ ina en suero o plasm a heparinizado.
Algunos procedimientos se han adaptado para su cuantiñcación
en orina, que en este caso se ha de cuantificar durante
las 24 h siguientes a su recogida, o congelarse.
Los m étodos m ás habituales para la determ inación de la
concentración de mioglobina son los inmunoquímicos, muchos
de ellos automatizados. Los anticuerpos antimioglobina son
específicos y no reaccionan con otras proteínas, com o la hem o­
globina. Los métodos más frecuentes son los del test de ELISA,
que emplean un anticuerpo de captura y otro de detección, y
los inm unoturbidim étricos, que emplean partículas de látex
recubiertas con anticuerpos.
Edad (años)
Existencia de Insuficiencia Cardíaca Congestiva Aguda
75
M u y im p ro b a b le
V P N 9 8 %
1 t
Valores de NT-proBNP 300 450
P ro b a b le
1
900
M u y p ro b able
V P P 9 2 %
1
1800 pg/mL
ICC aguda
Clasificación NYHA
Figura 22-7.
de: www.rochediagnostics.es
Cambios en la concentración de NT-proBNP en la insuficiencia cardíaca congestiva aguda (arriba) y con síntomas leves (abajo). Tomado

268 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Figura 22-8.
Formas circulantes de las troponinas cardioespecificas.
Aparecen complejos ternarios, binarios, libre y formas degradadas.
Troponina
La cTnT y la cTnl se determ inan en suero, plasma heparinizado
o, incluso, en sangre total mediante técnicas de enzimoinmunoanálisis
mediante el uso de anticuerpos monoclonales
frente a epitopos específicos de estas moléculas. U no de los
anticuerpos es de captura y está unido a una fase sólida, y otro
lleva una m olécula de detección. Dado que son magnitudes
bioquímicas que se emplean en situaciones de emergencia, el
tiempo de determinación es muy im portante, oscilando entre
10 y 30 min.
La determinación de cTnT está muy estandarizada ya que sólo
la comercializa una empresa y el punto de corte es de 0,01 fig/L.
Aunque parece que los tests actuales no presentan falsos positivos
en la insuficiencia renal, pueden aparecer resultados positivos
cuando hay una regeneración muscular tras una lesión
o miopatía y se provoca la reexpresión de cTnT.
La cTnl está disponible en diversas casas comerciales, lo que
lleva a una falta de estandarización y el punto de corte oscila
entre 0,1 y 3,1 fAg/L entre los diferentes tests. Por ello, es difícil
intercamlíiar los resultados obtenidos por diferentes métodos.
Estas diferencias se deben al hecho de que los anticuerpos
empleados por las diversas casas comerciales reconocen distintos
epitopos.
D urante el infarto de miocardio, las troponinas se liberan
de las miofibrillas en las formas libres y también com o com ­
plejos ternarios de cTnl, cTnC y TnT (fig. 22-8). Estos complejos
se rompen liberando la cTnT y quedando complejos binarios
de la cTnl con la TnC, que es la principal forma circulante
en plasma. Además, la TnT y la T n l pueden sufrir degradaciones
proteolíticas. Ello es especialmente relevante en la TnT, en
que los fragmentos son pequeños (8-25 kDa) y se eliminan por
el riñón, y se pueden acum ular en los pacientes con insuficiencia
renal. Todo ello puede afectar la unión de los distintos anticuerpos
y, p or tanto, la interpretación de los resultados analíticos.
Péptido natriurético cerebral
El espécim en para determ in ar el BN P debe recogerse en
tubo de plástico con ácido etilendiam inotetraacético (EDTA),
com o anticoagulante, y realizarse la determ inación lo antes
posible ya que el péptido es inestable en tubo de vidrio. La
cuantificación de BN P y N T-proBN P se realiza m ediante
inmunoanálisis en que se emplean anticuerpos monoclonales,
Figura 22-9. Sistema de detección visual de una concentración de troponina
T superior a 0,1 [ig/L mediante el empleo de una gota de sangre
capilar. Tomado de www.rochediagnostics.es
uno de captura y otro acoplado a moléculas indicadoras (tabla
22-2). También existen técnicas rápidas adecuadas para los
laboratorios de urgencias. H ay que tener en cuenta que los
intervalos de referencia del BNP varían según el m étodo utilizado
debido a los distintos anticuerpos que utilizan los distintos
inm unoanálisis, lo que no ocurre con el NT-proBNP,
cuya metodología está más estandarizada.
La concentración del BNP aum enta en todas las enferm e­
dades con sobrecarga de volumen (enfermedades renal y hepática
e hiperaldosteronismo prim ario), por lo que no es específico
de in su ficien cia ca rd ía ca con gestiva. A d em ás, la
concentración es más elevada en mayores de 75 años y ligeramente
superior en mujeres. Se considera un cam bio significativo
respecto al valor basal del 123-169% para el BNP y del 92%
respecto para el NT-proBNP.
Análisis a la cabecera del paciente
en las alteraciones cardíacas
El síndrome coronario agudo es una urgencia médica grave,
por lo que el tiempo de respuesta de los biomarcadores cardíacos
debe ser inferior a 60 m in. Con el objetivo de disminuir
este tiem po, en algunos hospitales, además de las m etodologías
del laboratorio central, se han establecido sistemas de análisis
a la cabecera del paciente, los cuales perm iten disminuir

Capítu lo 22— Enfermedad cardíaca 269
el tiempo de respuesta a menos de 30 m in (cap. 4). Generalmente,
estos dispositivos utilizan sangre total para evitar la
centrifugación y así acelerar el proceso. Los resultados deben
ser comparables con los realizados por el laboratorio central,
para lo cual es necesaria una adecuada selección y m antenimiento
de equipos y formación del personal. Actualmente existen
dispositivos para la determ inación cuantitativa y cualitativa
de m i(^lobina, CK-M B, cTnT, cTnl, BNP y N T-proBN P
(fig. 22-9). Estos utilizan sangre total anticoagulada y tardan
menos de 2 0 m in en realizar el análisis.
R eferencia s a d icio n ale s
Comisión de Magnitudes Biológicas relacionadas con la Urgencia Médica.
Sociedad Española de Bioquímica Clinica y Patología Molecular.
Recomendaciones para el uso de marcadores bioquímicos de lesión
miocárdica. Química Clinica 2003; 22; 29-32.
Comisión de Magnitudes Biológicas relacionadas con la Urgencia Médica.
Sociedad Española de Bioquímica Clínica y Patología Molecular.
Recomendaciones para la utilización de los péptidos natriuréticos en el
di^nóstico y seguimiento de la insuficiencia cardíaca. Química Clinica 2007;
26:29-36.
Macrae AR et aL Assessing the requirement for the 6-hour interval between
specimens in the American Heart Association Classiflcation of Myocardial
Infarction in Epidemiology and Clinical Research Studies. CUn Chem 2006;
52; 812-818.
Morrow D, Cannon C, Jesse R et al. National Academy o f Clinical Biochemistry
Laboratory Medicine Practice GuideUnes; clinical characteristics and
utilization o f biochemical markers in acute coronary syndromes. Clin Chem
2007; 53: 552-574.
NACB Writing Group, Wu AH, faffe AS, Apple PS et al. National Academy
of Clinical Biochemistry laboratory medicine practice guidelines: use
of cardiac troponin and B-type natriuretic peptide or N-terminal proB-type
natriuretic peptide for etiologies other than acute coronary syndromes
and heart failure. Clin Chem 2007; 53; 2086-2096.
Tate JR, Panteghini M. Troponins. En; Kaplan LA, Pesce Af (eds.). Clinical
Chemistry, 5.* edición. San Luis; Mosby, 2010.
TMbodeau GA, Patton KT (ed.). Anatomía y fisiología, 6.* edición. Madrid;
Elsevier, 2007.
Zipes DP, Libby P, Bonow RO, Braunwald E. Tratado de cardiología, 7.* edición.
México; McGrawHill, 2006.

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Capítulo
Arteriosclerosis
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Introducción 271
Proceso de aterogénesis 271
Inicio de la lesión: disfundón endotelial 272
Progresión de la lesión: proliferación de células musculares lisas
y formación de matriz extracelular 273
Rotura de la placa 273
M arcadores e indicadores de riesgo
cardiovascular 273
Conceptos: factor de riesgo, mediador y marcador 273
Tipos de marcadores de riesgo cardiovascular 273
Marcadores de inflamación como Indicadores de riesgo
cardiovascular 275
Referencias adicionales 277
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Conocer las etapas del desarrollo de la placa aterosclerótica.
• Conocer los tipos celulares implicados en el desarrollo
de la placa.
• Explicar el componente inflamatorio de la aterosclerosis.
• Conocer la utilidad de los distintos marcadores de riesgo
cardiovascular.
• Diferenciar los conceptos de factor y marcador de riesgo.
en un endurecimiento de las arterias generalmente debido a
la formación de placas o ateromas en la íntima de la pared arterial,
que afecta a los vasos grandes o medios, com o la aorta o
las arterias coronarias. Al ir creciendo, estas lesiones pueden
acabar dificultando el flujo de sangre y provocar una isquemia
crónica en el tejido que irriga dicha arteria. Una grave complicación
es el síndrome agudo, ocasionado por la rotura de la
placa que está acom pañada p o r trom bosis y la oclusión de
la luz arterial.
Proceso de ate ro g é n e sis
In tro d u cció n
Las paredes de las arterias constan de tres capas, que desde
el interior hacia el exterior son las siguientes:
3.
íntim a, un revestim iento liso form ado por una capa de
células endoteliales sobre una m atriz subendotelial.
M edia, formada por una capa de tejido m uscular liso junto
con otra de tejido conjuntivo elástico. Se encuentra inervada
y perm ite la contracción y dilatación arteriales.
Adventicia, form ada por un tejido conjuntivo fibroso y
fuerte. Evita el colapso o los desgarros durante los m ovimientos
del cuerpo.
Las enfermedades cardiovasculares y sus complicaciones
trom bóticas son la principal causa de hospitalización y m o r­
talidad en los países occidentales. La arteriosclerosis consiste
La aterosclerosis es una enferm edad progresiva crón ica
cara cte riz a d a p o r la acum ulación de lípidos y elem entos
fibrosos en las arterias junto con una reacción inflam atoria
crónica. Esta inflam ación es un factor crucial en todo el p ro ­
ceso de aterogénesis, desde las fases iniciales hasta la progresión
y obstrucción de la placa con la aparición de com plicaciones.
Los principales elementos que participan en el desarrollo de
la placa de aterom a son:
1. Lípidos circulantes.
2. Factores de coagulación.
3. Células vasculares: células endoteliales y musculares lisas.
4. Células inflamatorias: macrófagos y linfocitos T.
La arteriosclerosis comprende tres fases que se van desarrollando
a lo largo de los años (ñg. 23-1):

272 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Años
Meses
Días
Trombo
•
|Sin síntoma^ Período subdinico Paciente si[|
Figura 23-1. Desarrollo de la arteriosclerosis.
1. La lesión com ienza habitualm ente en la infancia o en la
adolescencia, cuando se produce una disfunción endotelial,
con una quim ioatracción de los leucocitos, que se activan
y form an las lesiones ateroscleróticas iniciales denominadas
estrías grasas.
2. U na segunda fase de progresión, en que continúa la m igración
y hay una proliferación de las células musculares lisas,
con un remodelado de la m atriz extracelular.
3. U na tercera fase de rotura de la placa, con la aparición de
las complicaciones agudas.
Inicio de la lesión: disfunción endotelial
La lesión de la célula endotelial es el principal estímulo para
el desarrollo de la placa aterosclerótica. Estas lesiones se originan
en zonas sometidas a fuerzas m ecánicas, com o las de
cizallamiento. El endotelio en condiciones normales tiene unas
ciertas propiedades anticoagulantes, com o es la producción de
prostaciclina PGI2 o trom bom odulina. Sin embargo, el endotelio
activado cam bia a un estado más protrom bótico y menos
fíbrinolítico, expresando tromboplastina hística, inhibidor del
activador del plasminógeno de tipo 1 (PAI-1, del inglés, plasminogen
activator inhibitor type I) y, en m enor medida, el activador
del plasminógeno (cap. 17).
Distintos factores conducen a un desequilibrio, por el cual
un endotelio norm al con propiedades anticoagulantes se convierte
en un endotelio protrom bótico. Entre los factores de
riesgo que provocan la disfunción endotelial, la lesión local y
un entorno inflam atorio se encuentran la infección, una reac-
ción local inmunológica, hipertensión, diabetes mellitus, dislipemia,
obesidad, tabaquismo, etc. Sin embargo, la principal
causa de lesión endotelial es la oxidación de las partículas de
lipoproteínas de baja densidad (LD L, del inglés, low-áensity
lipoprotein), que inducen la expresión de moléculas proinflam
atorias en las células endoteliales.
Esta fase inicial de inflam ación es generalmente silente y la
ventana preclínica de la aterosclerosis es bastante larga.
Las células endoteliales activadas expresan en la superficie
moléculas de adhesión, com o son:
1. Factor de vonW illebrand.
2. Superfam ilia de las inm um globulinas, com o la molécula
de adhesión intercelular 1 (ICAM -1, del inglés, intercellularcell
adhesión ttio/ecu/e-i) y la molécula de adhesión celular
vascular 1 (VCAM -1, del inglés, vascular cell adhesión
molecule-1), que facilitan las interacciones de los leucocitos
con el endotelio y su inmovilización.
3. Selectinas, com o la selectina E y la selectina P, que participan
en el rodam iento de los leucocitos y su posterior adhesión.
Estas m oléculas de adhesión facilitan que los m onocitos
y los linfocitos T puedan adherirse al endotelio y acum ularse
en los lugares de iniciación de las lesiones ateroscleróticas
(fig. 23-2A ). U na vez que se han adherido a la célula endotelial,
los leucocitos entran en la íntima por diapédesis a través de las
uniones entre células endoteliales, estimulados por citocinas
quim iotácticas (quemocinas). El endotelio y las células musculares
lisas vasculares producen la proteína quim iotáctica de
los monocitos 1 (M CP-1, del inglés, monocyte chemoattractant
protein-1), que promueve la penetración de los monocitos en
la pared del vaso. También existe una familia de quemocinas
que estimulan la entrada de los linfocitos.
Activación de los leucocitos
y formación de la estría grasa
U na vez que se encuentran en la íntim a arterial, los m onocitos
adquieren características morfológicas de macrófagos y
sufren una serie de cambios que finalmente conducen a la formación
de células espumosas (fig. 23-2B). La existencia de estas
células inflamatorias en la pared arterial perpetúa la inflam a­
ción local.
I
Lumen
3. Diapédesis
íntima
Macrófago
Media
L
1LDL
DL
'k
LDL oxidadas
Factores de
crecimiento
^^-tC?j"^itocinas.,
télula íñzimas
espumosa
^ Lumen
íntima
Proliferación y
migración celular
Formación de
matriz extracelular
Figura 23-2A. Expresión de moléculas de adhesión por el endotelio y
entrada de monocitos en la íntima. ICAM-1: molécula de adhesión intercelular
1 (del inglés, intercellularcelladhesión m olecule-1)' MCP-1: proteína
quimiotéctica de los monocitos 1 (del inglés, m onocyte chem oattractant
protein-1)', VCAM-1: molécula de adhesión celular vascular 1 (del inglés,
vascular cell adhesión m olecule-1).
Media
Figura 23-2B. Formación de las células espumosa y complicación de
la lesión. LDL; lipoproteínas de baja densidad (del inglés, low -density
lipoprotein)' SRA: receptor Scavenger A.

Capítu lo 23—Arteriosclerosis 273
El LDL-colesterol en exceso se acumula en la íntima y puede
oxidarse, iniciándose la formación de la lesión más temprana, la
estría grasa. Las LDL oxidadas y la formación de radicales libres
causan efectos tóxicos. Los monocitos, por su parte, aumentan
la expresión del receptor ScavengerA para lipoproteínas modificadas
(SRA) y el CD36 que fegocitan estos lípidos y lipoproteínas
modificadas. Éstos se acumulan en gotas citoplasmáticas y
los macrófagos se convierten en células espumosas, que son
características de las lesiones tempranas. Estas células espumosas
proliferan en el ateroma y también secretan diversos fectores
de crecimiento y citocinas que participan en la progresión y complicación
de la lesión. En este proceso es crucial el fector estimulante
de colonias de macrófagos (MCSF, del inglés, macrophage
colony-stimulatingfactor), un potente activador monocitarío que
provoca la expresión de SRA y que ayuda en la diferenciación de
los monocitos en macrófagos cargados de lípidos. El MCSF tam ­
bién participa en otros mecanismos implicados en la evolución
de la lesión aterosclerótica, com o el aumento de la producción de
citocinas (IL-1 e IL- 6 ) y de factores de crecimiento.
Progresión de la lesión: proliferación
de células musculares lisas y
formación de matriz extracelular
Sí la respuesta inflam atoria no se neutraliza o no se elimina
la causa de la lesión, ésta continúa estim ulando indefinidamente
la proliferación de las células m usculares lisas vasculares,
que se entrem ezclan con la zona de la inflam ación para
form ar una lesión intermedia.
Los macrófagos activados secretan factores de crecim iento,
quim iotácticos, radicales libres, prostaglandinas, citocinas y
enzimas. Com o respuesta a esta activación inflam atoria, las
células m usculares, que están quiescentes en la media, proliferan
y secretan m atriz extracelular de form a que la m edia va
aum entando de tam año y se desplaza hacia la íntim a. Si los
estímulos proaterogénicos continúan presentes, se engruesa la
pared de la arteria, que se com pensa por dilatación gradual,
de m anera que hasta cierto punto la luz permanece inalterada.
Este fenómeno se conoce com o remodelado.
Posteriormente, los ciclos de acumulación de células mononucleares,
migración y proliferación de células musculares lisas vasculares
y formación de tejido fibroso conducen a un alargamiento
y reestructuración de la lesión, de manera que se cubre con una
cápsula fibrosa que recubre el centro (core) de lípidos y el tejido
necrótico, dando lugar a una lesión complicada (fig. 23-3).
La fibrosis comienza cuando las células musculares sintetizan
matriz extracelular. Si los factores de riesgo persisten, la lesión
crece durante muchos años, generalmente en dirección hacia el
exterior mientras que se preserva el lumen. Sin embargo, el proceso
inflamatorio silente continúa y los macrófagos activados
secretan metaloproteinasas de la m atriz (MMPs) que digieren
la cápsula fibrosa, volviéndola débil y susceptible a la ruptura.
Rotura de la placa
La cápsula fibrosa m antiene el core lipídico, que es trom bogénico,
apartado del torrente circulatorio. Al romperse la cápsula
fibrosa, se ponen en contacto los factores de coagulación
con el factor tisular que se encuentra en el core lipídico. Cuando
los mecanismos fibrinoliticos superan las vías procoagulantes,
Placa vulnerable:
Cápsula estrecha con
tendencia a la rotura
Core grande con
colesterol
Figura 23-3.
Placa estable:
Estabilidad de la placa ateromatosa.
Cápsula gruesa y resistente
a la rotura
Core pequeño con colesterol
y células inflamatorias
se produce un trom bo m ural lim itado m ás que un coágulo
oclusivo mantenido. Durante estos procesos, las plaquetas se
adhieren a la superficie endotelial lesionada y liberan productos,
com o prostaglandinas y el factor de crecim iento derivado
de plaquetas (PDGF, del inglés, platelet-derivedgrowth factor),
que es un m itógeno para las células m usculares lisas. Con el
remodelado, la resorción del trom bo y la liberación del PDGF
y del factor de crecim iento transform ante p (TG F-p), se evoluciona
de una estría grasa a una de carácter más fibroso. Aunque
m uchos de estos episodios ocurren sin causar síntomas
clínicos, este tipo de disrupción es responsable del 75% de los
infartos agudos de miocardio.
M arcadores e in d icadores
de rie sg o card io va scu la r
Conceptos: factor de riesgo,
mediador y marcador
Existe una distinción conceptual entre factor de riesgo,
mediador y m arcador de riesgo aunque a veces ésta puede ser
complicada e innecesaria en la práctica:
L \Jn factor de riesgo es cualquier característica biológica o
conducta que increm enta la probabilidad de desarrollar
una enfermedad cardiovascular. Por ejemplo, el sexo o el
hábito tabáquico (tabla 23-1).
2. Un m ediadores aquella sustancia que interviene de manera
directa y desencadena una respuesta específica en el desarrollo
o progresión de la arteriosclerosis, com o el LD L-
colesterol. Por ejemplo, el sexo es un factor, pero no es un
mediador de riesgo.
3. Un m arcador de riesgo es aquel parám etro que refleja la
fisiopatología y la progresión de la enfermedad y permite
establecer su pronóstico (tabla 23-2). Muchos de los m arcadores
de riesgo son también mediadores, como es el LDLcolesterol,
antes citado.
Tipos de marcadores
de riesgo cardiovascular
G ran parte del progreso para entender el riesgo cardiovascular
en los últimos 50 años ha dependido del m ayor conocí-

274 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Tabla 23-1. Factores de riesgo cardiovascular
Factores no m odificables
Edad
Sexo
Historia fam iliar y personal
de cardiopatía
Hipertensión
Diabetes mellitus
Factores m odificables
Obesidad
Consumo de tabaco
Consumo de alcohol
Sedentarismo
No fumador
No diabético
Hombre
Colesterol total:
3,88-5,15 mmol/L
No fumador
No diabético
Hombre
Colesterol total:
6,46-7,74 mmol/L
No fumador
Diabético
Hombre
Colesterol total:
6,46-7,74 mmol/L
m iento del m etabolism o lipídico, que ya es un m arcad or
ampliamente utilizado. Sin embargo, muchos individuos son
susceptibles de sufrir una enfermedad cardiovascular en ausencia
de anorm alidades en el m etabolism o lipídico. El m ejor
conocim iento de los m ecanism os moleculares que subyacen a
la formación de la placa ateromatosa ha permitido que se hayan
propuesto nuevos marcadores que permiten identificar a estos
individuos antes que se manifieste la enfermedad. U na posible
form a de clasificación de los m arcadores de riesgo cardiovascu
lar es en clásicos, am pliam ente utilizados, y emergentes
(tabla 23-2).
El riesgo cardiovascular es la probabilidad que tiene un individuo
de presentar una enferm edad card iovascular en un
período determinado de tiempo, generalmente 10 años. Existen
factores de riesgo modificables y otros que no lo son (tabla
23-1). Los factores de riesgo cardiovascular modificables
bien establecidos son: el tabaco, la hipertensión arterial, el
colesterol, la diabetes, la obesidad y la vida sedentaria. Entre
los no modificables se encuentran la edad, el sexo y los antecedentes
familiares de enfermedades cardiovasculares.
Dada la complejidad de la fisiopatologia cardiovascular, ningún
m arcador individual puede dar inform ación global sobre
la aterosclerosis. Por ello, actualm ente se utilizan análisis con
varios m arcadores asociados, junto con los métodos de diagnóstico
por imagen.
También se han desarrollado fórmulas que perm iten estim
ar el riesgo cardiovascular global de un paciente a p artir de
la medida de varios biomarcadores. Entre ellas, ha sido amplia-
Fumador
No diabético
Hombre
Colesterol total:
3,88-5,15 mmol/L
Figura 23-4.
No fumador
No diabético
M ujer
Colesterol total:
6,46-7,74 mmol/L
No fumador
Diabético
M ujer
Colesterol total:
6,46-7,74 mmol/L
Ejemplo del cálculo del riesgo cardiovascular en distintas
situaciones en una persona de 50 años sin antecedentes cardiovasculares
y con una presión sistólica de 120-139 mmHg.
m ente utilizada la ecuación de Fram ingham . Esta fórm ula
incluye edad, sexo, colesterol total, H DL (del inglés, high-density
lipoprotein), hábito tabáquico y presión arterial sistólica
para estim ar el riesgo de presentar enfermedad cardiovascular
en 10 años (fig. 23-4).
Recomendaciones sobre la
concentración de lípidos en suero
Tal y com o ya se ha descrito, el colesterol es un im portante
m arcador de riesgo cardiovascular. Para ello, diversas guías
clínicas han recom endado realizar estudios del perfil lipídico
que incluyen la determinación de colesterol total, triglicéridos,
LD L-colesterol y H D L-colesterol. La utilidad de la apo B es
lim itada, pero su determ inación puede ser de interés com o
alternativa al colesterol no H DL (cap. 14) cuando no se puede
cuantificar el LDL-colesterol, por ejemplo, cuando los trigli-
Tabla 23-2. Marcadores de riesgo cardiovascular
Clásicos Lípidos HDL-colesterol, HDL2 y HDL,, LDL-colesterol, Lp(a), apo A, apo B,
triglicéridos, VLD L y quilomicrones
Emergentes Inflamación Proteína C reactiva, IL-6 , TGF-p y TNF-a
M atriz extracelular MMP-1, MMP-2, MMP-9, TIMP-1 yTIM P-2
Activación plaquetaria
sCD40L y selectina P
Homocisteína Homocisteína, folato y vitam ina 6 ,2
Estrés oxidativo
Vitam ina C, vitam ina E, LDL oxidada y m alondialdehído
Función endotelial
Hemostasia
Infección
Selectina P, selectina E, VCAM-1 e ICAM-1
Fíbrinógeno, complejos de plasmina-antiplasmina, PAI-1, activador tisular
del plasminógeno, dím ero D, factor VII, factor VIII y trom boplastina
Marcadores de C h ia m id ia , C ito m e g a lo viru s, H e lic o b a c te r p y lo r íy H e rp e s
sim p le x
TGF-p: factor de crecimiento transformante p; TNF-a: factor de necrosis tumoral alfa; HDL: lipoproteinas de alta densidad (del inglés, high-density lipoprotein);
ICAM-1: molécula de adhesión intercelular 1(del inglés, intercelluiar ceii adhesión mo!ecule-Í), IL-6 : interleucina 6 ; LDL: lipoproteína de baja densidad (del inglés,
low-densiTy lipoprotein); Lp(a): lipoproteína a; MMP: metaloproteinasa de la matriz; PAI-1: inhibidor del activador del plasminógeno 1 (del inglés, plasminoger) activator
inhibitor-iy, sCD40L: forma soluble del ligando CD40; TIMP: del inglés, tissue inhibitor of metalloproteinases; VCAM-1: molécula de adhesión celular vascular 1
(del inglés, vascular cell adhesión molecule-1); VLDL: lipoprotelnas de muy baja densidad (del inglés, very low-der)sity lipoprotein)

Capítu lo 23—Arteriosclerosis 275
Tabla 23-3. Concentraciones recomendadas de colesterol y triglicéridos
Estado
Colesterol total
mg/dL (fimol/L)
LDL-colesterol
mg/dL (fimol/L)
HDL-colesterol
mg/dL (|jimol/L)
Triglicéridos
mg/dL (^mol/L)
Óptim o

276 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
que esta proteína promueve el desarrollo de la aterosclerosis.
Además de la activación del complemento, tiene otros efectos
que favorecen el desarrollo de la arteriosclerosis. Puede inducir
la expresión de moléculas de adhesión en el endotelio vascular,
tiene un efecto procoagulante al aum entar el PAI-1 y
estimula la captación de LDL oxidadas por los monocitos.
Entre todos los m arcadores inflam atorios, la proteína C
reactiva posee las mejores características para ser utilizado en
la práctica clínica. Dado que num erosos estudios confirm an
que la proteína C reactiva predice los accidentes cardiovasculares
independientemente de otros factores de riesgo, algunas
guías clínicas recom iendan la determinación de esta proteína
en individuos asintomáticos para predecir el riesgo de futuros
episodios coronarios. Por ejemplo, las guías de la American
H eart Association sugieren que si la concentración de proteina
C reactiva es:
1. Inferior a 1 m g/L , el riesgo de desarrollar enfermedad cardiovascular
es bajo.
2. Entre 1 y 3 m g/L , el riesgo es moderado.
3. Entre 3 y 10 m g/L , el riesgo cardiovascular es alto.
4. Superior a 10 m g/L, el riesgo cardiovascular es muy alto.
Los tratam ientos farmacológicos y los cambios del estilo de
vida a form as m ás saludables reducen los factores de riesgo
cardiovascular tradicionales y también los niveles circulantes
de este biomarcador.
La concentración sérica de proteína C reactiva en individuos
asintom áticos es estable a niveles m uy bajos durante largos
períodos de tiempo. Para cuantificar estas concentraciones tan
bajas, es necesario emplear técnicas de alta sensibilidad, en que
los anticuerpos se m arcan con fluorescencia o luminiscencia,
o se unen a partículas de látex. La determinación de la proteína
C reactiva presenta grandes ventajas ya que no presenta variación
diurna, no depende de la dieta y presenta larga vida media
y, además, existe una técnica estandarizada de medida.
y se correlacionan con el espesor intim a-m edia carotídeo.
3. El m ediador inflam atorio ligando C D 40 (C D 40L) y su
receptor, el C D 40, se expresan en la mem brana de num e­
rosas células, incluyendo las células asociadas con el aterom
a hum ano. La activación del sistem a C D 40/C D 40L
favorece el desarrollo y progresión de la aterosclerosis.
También existe una form a soluble del ligando (sCD 40L)
que se puede m edir en plasm a m ediante test de ELISA y
que es principalmente de origen plaquetario. Las plaquetas
alm acenan C D 40L en sus gránulos a y, tras la activación,
el CD40L se expone en la superficie celular. Tras una rotura
proteolítica, se libera sCD 40L a la circulación. Los niveles
plasmáticos elevados de sCD 40L ayudan a identificar a los
individuos aparentemente sanos, pero con alto riesgo de
padecer eventos cardiovasculares y también predicen com ­
plicaciones recurrentes en pacientes con síndromes coronarios
agudos. Estas concentraciones se correlacionan con
características de com posición de la placa, com o la existencia
de un core lipídico en la lesión. Además, los niveles
elevados de sCD 40L se asocian con otros factores de riesgo
cardiovascular, com o la hipercolesterolemia o la diabetes.
El tratam iento con estatinas o glitazonas disminuye los
niveles circulantes de sCD 40L.
Moléculas de adhesión: ICAM-1 y VCAM-1
El reclutamiento de leucocitos no ocurre con un endotelio
norm al, sino en aquel m odificado que expresa moléculas de
adhesión capaces de unir leucocitos. Así, los niveles plasmáticos
basales de ICAM -1 son superiores en individuos que han
sufrido un infarto y sus niveles elevados se asocian con futuros
eventos. El VCAM -1 se induce por dietas ricas en colesterol,
fosfolípidos oxidados y por distintas citocinas proinflamatorias
(IL-1 y T N F -a ). Sus niveles elevados en plasma también
predicen la aparición de eventos cardiovasculares.
atocinas
Las citocinas inflam atorias desempeñan un papel central
en la aterogénesis y rotura de la placa de aterom a y su concentración
circulante puede ser útil com o factor predictivo del
riesgo cardiovascular:
1. Tanto los adipocitos com o los macrófagos infiltrados en el
tejido adiposo, secretan IL - 6 , que representa el 30% de la
IL - 6 circulante. Posee num erosas acciones biológicas en el
contexto de la aterosclerosis, lo que perm itiría utilizar su
cuantificacíón com o m arcador. Sin em bargo, debido a
su corta vida media no se mide en la práctica clínica habitual.
2. El T N F -a es una citocina clásica derivada de células inflam
atorias, principalm ente m onocitos y m acrófagos, que
aum enta el reclutam iento de los monocitos en las lesiones
ateroscleróticas. Presenta im portantes propiedades proinflamatorias
que desempeñan papeles esenciales en la inmunidad
innata y adaptativa, proliferación celular y procesos
apoptóticos. Es una citocina pleiotrópica que, a través de
sus efectos sobre la función endotelial, resistencia a la insulina
y metabolismo lipídico, participa también en la fisiopatología
cardiovascular. Los niveles plasmáticos elevados
predicen la aparición de eventos cardiovasculares agudos
Homocisteina
La hom ocisteína es un am inoácido azufrado derivado de la
metionina. La concentración elevada de homocisteína en sangre
es un potente factor de riesgo cardiovascular. Esto se debe
al hecho de que los niveles elevados de homocisteína provocan
un aumento del estrés oxidativo, alteración de la función endotelial,
destrucción de componentes esenciales de las arterias
(colágeno, elastina y proteoglucanos) y aumento de la trom bogenicidad,
lo que en conjunto promueve la aparición de aterosclerosis.
Adem ás, los niveles elevados de hom ocisteína se
asocian con la extensión de la enfermedad vascular carotídea,
coronaria y periférica. Los niveles deseables de homocisteína
son menores de 10 [xmol/L y por encim a de 15 [xmol/L ya se
consideran elevados.
Flbrínógeno
El fibrinógeno es un reactante de fase aguda cuyas concentraciones
aum entan en num erosas situaciones, com o hipertensión
arterial, tabaquism o, diabetes, dislipemia, obesidad,
inflam ación e infección. En cambio, el ejercicio físico, la pérdida
de peso, la supresión del tabaco o la dieta m editerránea
consiguen u na reducción significativa de su concentración
plasmática. La form ación de la red de fibrina cuando se pro­

Capítu lo 23—Arteriosclerosis 277
duce una lesión tisular es un elemento clave en la ñsiopatología
de las enfermedades cardiovasculares, com o el infarto de
m iocardio y el ictus. Existe una asociación entre la concentración
elevada de fibrinógeno y el aumento de la incidencia de
episodios cardiovasculares, aunque no se ha establecido con
precisión si el ñbrinógeno es un mero m arcador de inflam a­
ción relacionado con la enferm edad vascular o si participa
directam ente en su patogenia.
Fosfolípido
oxidado
Placa vulnerable
Monocitos:
quimiotáctico
apoptosis
Inhibidor del activador del plasminógeno
El inhibidor del activador del plasminógeno PAI-1 inhibe la
ñbrinolisis al ser el principal inhibidor fisiológico del activador
tisular del plasminógeno. Se secreta por las células endoteliales,
musculares lisas vasculares, fibroblastos y adipocitos.
Las concentraciones séricas elevadas de PAI-1 se asocian con
m ayor riesgo de enfermedad coronaria, descenso de la fibrinolisis
y mayor progresión de la trombosis. También se asocian
los niveles altos de PAI-1 con la obesidad, diabetes de tipo 2,
intolerancia a la glucosa, dislipemia, hipertensión y síndrome
metabólico.
Fosfolipasa A ¡ asociada con lipoproteína
La fosfolipasa Aj asociada con lipoproteína (Lp-PLA 2, del
inglés, lipoprotein-associateáphospholipase A 2) es una enzima
de 45 kD a producida principalm ente por los linfocitos y los
macrófagos. La Lp-PLA2 se encuentra en circulación unida en
un 80% a las LD L, sobre todo a las partículas de LD L más
pequeñas y densas, que son más aterogénicas, y que la transp
ortan a la íntim a. A dem ás, los m acrófagos sintetizan Lp-
PLA 2 dentro de la placa vulnerable y parte de la enzima libre
se libera a circulación. Las LDL en la íntim a pueden sufrir una
oxidación y la Lp-PLA2 hidroliza los fosfolípidos oxidados y
produce lisofosfetidilcolina y ácidos grasos oxidados (ñg. 23-7).
De esta form a, el contenido de lisofosfatidilcolina en las LDL
oxidadas aumenta. Estos productos tienen acción proinflamatoria,
quim iotáctica e inducen la apoptosis de m onocitos y
m acrófago, y contribuye a la desestabilización de la placa.
La Lp-PLA 2 está asociada positivamente con enfermedad
coronaria. Su concentración elevada ayuda a identificar, junto
con la proteína C reactiva, a los individuos con riesgo cardio-
Figura 23-7.
Lisofosfatidilcolina
Ácido graso oxidado
Proinflamatorio
Oxidación de fosfolípidos por la fosfolipasa A2 asociada
con lipoproteína (Lp-PLA2). LDLox: lipoproteínas de baja densidad
oxidadas.
vascular m oderado o alto y orientar hacia una terapia más
agresiva de descenso de lípidos.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
AHA/CDC Scientiñc Statement. Markers of Inflammation and Cardiovascular
Disease. Application to Clinical and Public Health Practice. Circulation 2003;
107:499-511.
American Heart. Disponible en: httpV/www.americanheart.org/
Criteria for Evaluation of Novel Markers o f Cardiovascular Risk: A Scientific
Statement From the American Heart Association. Circulation 2009;
119: 2408-2416.
Framingham Heart Study. Disponible en; http://www.framinghamlieartstudy.org/
Hansson GK. Inflammation. atherosclerosis, and coronary artery disease.
N Engl J Med 2005; 352; 1685-1695.
M oraS. Musunuru K. Blumenthal RS. The clinical utility of high-sensitivity
C-reactive protein in cardiovascular disease and the potential impEcation
of JU PITER on cm:rent practice guidelines. Clin Chem 2009; 55: 219-228.
Myers GL (ed.). National Academy of Clinical Biochemistry. Laboratory
Medicine Practice guidelines: emerging biomarkers for primary prevention
of cardiovascular disease. American Association for Clinical Chemistry 2009.
Clin Chem 2009; 55: 378-384.
Packard RR, Libby P. Inflammation in atherosclerosis; from vascular biology
to biomarker discovery and risk prediction. Clin Chem 2008; 54:24-38.
Zipes DP, Libby P, Bonow RO. Braunwald. Tratado de cardiología, 7.* edición.
México: McGraw-Hill, 2006.

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Capítulo
Hormonas hipofisarias
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
H ipófisis 279
Características bioquím icas
de las horm onas de la adenohip ó fisis 280
Regulación hipotalám ica de la producción
de horm onas por la adenohipófisis 281
Som atotropina 281
Circulación de la somatotropina en plasma 282
Acciones de la somatotropina 232
Hiperproducción de somatotropina 283
Deficiencia de somatotropina 284
Prolactina 285
Acciones de la prolactina 285
IHiperprolactinemia 286
D eterm inaciones analíticas 286
Somatotropina 285
Factor de crecimiento similar a la insulina de tipo 1
Prolactina 287
Referencias adicionales 287
286
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Recordar el origen anatómico, la regulación de la síntesis
y la liberación de las hormonas hipofisarias.
• Identificar las acciones de la somatotropina y su vía efectora.
• Conocer los parámetros analíticos que expresan el
funcionameinto de la vía de la somatotropina y del factor
de crecimiento similar a la insulina de tipo I, así como sus
alteraciones, tanto por hiper como por hipofunción
y resistencia periférica.
• Revisar, desde un punto de vista fisiológico, las acciones
de la prolactina y, desde un ángulo analítico, la información
asociada con su estudio en los estados de sobreproducción.
• Conocer las pruebas basales y funcionales útiles para
averiguar la integridad de las vías de control y la secreción
hipofisaria de somatotropina y de prolactina.
por dos lóbulos, la adenohipófisis y la neurohipófisis, que son
diferentes desde una perspectiva anatóm ica, em briológica y
funcional:
1. La adenohipófisis o hipófisis anterior, que constituye el 75%
de la glándula, está form ada por células endocrinas, clasificadas
originariamente en tres tipos según la tinción con
colorantes: acidófilas (40%), basófilas (10%) y cromófobas
(50% ). N o obstante, las técnicas inm unohistoquím icas
actuales permiten su clasificación según el producto secretado
(tabla 24-1). Estas células producen las siguientes hormonas
peptídicas: corticotropina (horm ona adrenocorti-
Tallo
hipofisario
H ip ó fisis
La hipófisis (glándula pituitaria) es una glándula que pesa
unos 0 ,5-0,9 g y mide menos de 1 cm , situada en la silla turca
del hueso esfenoides, en la base del cerebro y conectada con el
hipotálam o por el tallo hipoñsario (ñg. 24-1). Está form ada
Figu ra 24-1.
'
Neu^ipófisis
Localización y estructura de la hipófisis.

280 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Tabla 24-1. Hormonas producidas
por la adenohipófisis
Tipo celular
Hormona
Corticotrofas Corticotropina 3-5
Somatotrofas Som atotropina 40-50
Lactotrofas Prolactina 10-25
Tirotrofas Tirotropina 3-5
Abundancia en
la hipófisis (% )
En el desarrollo embrionario, la hipófisis se constituye como
glándula m ixta de origen ectodérmico (neurohipófisis) y endodérm
ico (adenohipófisis), lo que determ ina también la diferente
irrigación y funcionamiento de las dos partes. La com u­
nicación de la adenohipófisis con el hipotálamo se produce por
un sistema porta de las arterias hipofisarias superiores, ramas
de la carótida interna, con capilarizaciones en ambos tejidos,
hasta drenar en los senos petrosos. En la neurohipófisis, la irrigación
procede d irectam ente de la arteria hipofisaria inferior.
Gonadotrofa
Lutropina
Folitropina
10-15
C a ra cte rística s b io q u ím ica s de
las h o rm o n a s de la a d e n o h ip ó fisis
cotropa; ACTH, del inglés, aárenocorticotrophic hormone),
som atotropina (horm ona de crecim iento; GH, del inglés,
grow th horm one), prolactina, tirotrop in a (TSH , del inglés,
thyroid-stim ulating horm one), lutropina (LH , del
inglés, luteinizinghorm one) yfolitropina (FSH, del inglés,
follicle-stimulating horm one; ñg. 24-2).
2. La neurohipófisis o hipófisis posterior está form ada por las
term in acion es n erviosas proced entes de los núcleos
supraóptico y paraventricular del hipotálam o. Estas neuronas
del hipotálam o producen oxitocina y vasopresina,
que viajan a la neurohipófisis a través de los axones, donde
se alm acenan para su secreción com o una respuesta a los
estímulos nerviosos. La liberación de vasopresina es provocada
por el increm ento de la osmolalidad y el descenso
del volumen sanguíneo, y produce sed, reabsorción renal
de agua y vasoconstricción. La succión m am aria y la distensión
del cuello uterino durante el p arto estim ulan la
liberación de oxitocina, que provoca la contracción de los
músculos uterinos y, en las m adres lactantes, la eyección
de leche por las glándulas m am arias. Por tanto, su regulación
se produce por un m ecanism o de retroalim entación
positiva.
Todas las horm onas adenohipofisarias son de naturaleza
peptídica y, una vez que se han sintetizado, se alm acenan en
gránulos de secreción hasta que se liberan en respuesta a un
estímulo. Existen dos tipos de glucoproteínas entre las horm o­
nas hipofisarias:
L Las form adas por dos cadenas polipeptídicas unidas p o r
puentes disulfuro: tirotropina, lutropina y folitropina. Éstas
tienen un peso m olecular aproxim ado de 30 kD a y están
form adas por una cadena a , que es idéntica en las tres,
unida por puentes disulfuro a otra cadena p, que les confiere
la especificidad biológica a cada una de ellas (fig. 24-3).
La gonadotropina coriónica hum ana sintetizada por la placenta
también tiene esta estructura.
2. Las formadas por una única cadenapolipeptídica: corticotropina,
somatotropina y prolactina. La corticotropina está
form ada por un péptido de 39 aminoácidos. La som atotropina
y la prolactina tienen una estructura muy similar, una
cadena de 190-2 0 0 am inoácidos con puentes disulfuro
intramoleculares. Los genes de estas dos hormonas derivan
de un gen ancestral com ún e, incluso, poseen regiones de
aminoácidos con secuencias iguales. También es similar a
estas horm onas el lactógeno placentario.
Adenohipófisis
ACTH
Glándulas /
suprarrenales
Glándula
tiroidea
Prolactina
LH
FSH
Vs,
Gónadas
Mamas
Cortisol
Tlroxina
Crecimiento
Producción
de leche
Testosterona
Estradiol
Figura 24-2. Acciones de las hormonas producidas por la adenohipófisis. ACTH: corticotropina (hormona adrenocorticotropa (del inglés, adrenocorticotrophichorm
one)', FSH: folitropina (del inglés, follicle-stimulating horm one)' GH: somatotropina (hormona de crecimiento; del inglés, grow th
hormone)', LH: lutropina (del inglés, luteinizing hormone)', TSH: tirotropina (del inglés, thyroid-stim ulating horm one).

Capítu lo 24— Hormonas hipofisarias 281
FSH
32,6 kDa
Subunidad p
■SH
Subunidad a común
14,6 kDa
Subunidad p TSH
15,9 kDa
TSH
30,5 kDa
mitentemente en respuesta a éstos. Además, algunas hormonas
tienen unos picos de secreción a determinadas horas del día,
com o la somatotropina en las horas nocturnas o la corticotropina
a prim era hora de la m añana. La existencia del ritm o circadiano
implica que se debe considerar la hora de la extracción
en la determinación de la concentración de horm onas hipofisarias.
Subunidad p LH
14,8 kDa
So m a to tro p in a
Figura 24-3.
LH
29,4 kDa
Estructura de las hormonas hipofisarias diméricas folitro-
pina (FSH), lutropina (LH) y tirotropina (TSH).
R e gu lació n h ip o talám ica
de la p ro d u cció n de horm o n as
p o r la a d e n o h ip ó fisis
En el hipotálamo existen unos grupos neuronales denominados
núcleos, que producen horm onas estimulantes o inhibidoras
de la adenohipófisis, tal y com o se indica en la ta ­
bla 24-2. Hasta estas neuronas llegan diversas señales a través
de neurotransmisores, com o la noradrenalina (norepinefrina)
o la serotonina, y producen horm onas en respuesta a factores
fisiológicos e, incluso, emocionales. De esta form a, la producción
de horm onas hipofisarias, com o la corticotrop ina o la
som atotropina, puede estar alterada por situaciones de estrés.
El sistema inm unitario también ejerce un efecto modulador
de la secreción de hormonas hipotalámicas y, en consecuencia,
hipofisarias. Así, la interleucina 1, producida por los macrófagos,
estimula la liberación de corticoliberina y, en consecuencia,
de corticotropina.
U na vez que se han liberado, los factores hipotalámicos circulan
hasta la hipófisis p o r el sistem a portal hipofisario y
actúan sobre la síntesis y la secreción de horm onas hipofisarias.
Dado que estos factores no pasan a la circulación general,
su evaluación debe realizarse indirectamente midiendo la respuesta
de las horm onas hipofisarias a estímulos.
Los estímulos hipotalámicos se producen de form a pulsátil,
por lo que las hormonas hipofisarias también se secretan inter­
La somatotropina es la horm ona más abundante producida
por la adenohipófisis. Es un péptido de 191 aminoácidos y tres
puentes disulfuro, con un peso m olecular de 22 kD a. Por
ayuste alternativo, también se produce un 5-10% de una isoform
a de som atotropina menos activa de 20 kDa, que tiende
a dim erizar. Adem ás de las isoform as de 22 kD a y 2 0 kD a,
también circulan oligómeros de éstas y fragmentos inm unorreactivos.
La secreción de somatotropina se regula mediante dos péptidos
hipotalám icos, la som atostatina, y la som atoliberina
(fig. 24-4). La somatoliberina ejerce una acción estim ulante
sobre la síntesis y liberación de som atotropina. La som atostatina,
en cambio, tiene un efecto inhibitorio sobre la liberación
de som atotropina, sin afectar a su síntesis. A su vez, la som a­
totropina liberada ejerce un efecto de retroalim entación negativa
sobre el hipotálamo.
La producción de estos dos fectores y, por ende, la secreción
de somatotropina está influida por factores ambientales, hormonales
y metabólicos que pueden actuar com o estimuladores
o inhibidores de la secreción:
L
2 .
Estimulantes: la hipoglucemia, los aminoácidos (sobre todo,
la arginina), el ejercicio físico, el sueño y horm onas, com o
la testosterona, los estrógenos o la tiroxina.
Inhibitorios: la hiperglucem ia, los glucocorticoides o la
depresión. La secreción de somatotropina también puede
estar disminuida en la obesidad.
Además de por la somatoliberina y la somatostatina, la liberación
de somatotropina está regulada por la grelina, una horm
ona de 28 aminoácidos liberada por las células neuroendocrinas
de la m ucosa gástrica.
Tabla 24-2. Factores hipotalámicos que regulan la producción
de hormonas hipofisarias
Estructura Estim ula Inhibe
Corticoliberina Péptido de 41 aminoácidos Corticotropina
Tiroliberina Tripéptido Tirotropina
Prolactina
Somatoliberina Péptido de 44 aminoácidos Som atotropina
Dopamina Catecolamina Som atotropina Tirotropina
Prolactina
Gonadoliberina Decapéptido Lutropina
Folitropina
Somatostatina Péptido de 14 aminoácidos Som atotropina
Tirotropina

282 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Arginina e hipoglucemia
Ejercicio y sueño
Testosterona, estradiol y tiroxina
Hiperglucemia
Glucocorticoides
Hipotálamo
ipófisis
Figura 24-4. Regulación de la secreción hipofisaria desomatotropina.
IGF-1: factor de crecimiento similar a la insulina de tipo 1 (del inglés,
insulin-like grow th factor-1).
Circulación de la somatotropina en plasma
La liberación de somatotropina es pulsátil en respuesta a la
acción coordinada de la somatoliberina y de la somatostatina,
con picos de secreción a las 3 h tras las comidas y, sobre todo,
a los 90 m in del inicio del sueño profundo (ñg. 24-5). La concentración
de somatotropina durante gran parte del día puede
ser indetectable con los m étodos habituales de m edida (< 2
fig/L), pero se eleva en varios picos de secreción. Por ello, al
no ser interpretable, la determinación de somatotropina en un
m omento aislado no tiene interés. La edad también afecta a la
concentración de somatotropina ya que existe una mayor producción
durante la pubertad, que desciende progresivamente
durante la edad adulta y es m enor en los ancianos.
La somatotropina tiene una vida m edia de unos 30 m in y,
aproxim adam ente, el 50% de la som atotropina circu la en
plasm a unida a la proteína de unión de la som atotropina
(GHBP, del inglés, growth horm one bináing-protein). En cuanto
a su eliminación, aproxim adam ente el 65% de la som atotropina
se filtra en el riñón y se degrada en las células tubulares.
A c c io n e s d e la s o m a to tro p in a
Los receptores de som atotropina están am pliam ente distribuidos
en el organ ism o, especialm ente en el hígado, y
transm iten la señal a través del sistem a JAK/STAT-cinasas
(ñg. 24-6). La parte extracelular del receptor puede ser liberada
por m etaloproteasas y esta fracción constituye la GHBP, a la
cual se une la somatotropina. La parte intracelular del receptor
está asociada con una tirosincinasa JAK2. Tras la unión de
la somatotropina a su receptor, éste dimeriza y la enzima JAK2
provoca una fosforilación cruzada de ellas y del propio receptor.
Posteriorm ente, la JAK2 fosforilada también fosforila la
proteína STAT5 que, a su vez, también dim eriza e inicia una
cascada de señalización que lleva a la activación de factores de
transcripción.
M ediante este receptor, la som atotropina estim ula en el
hígado la producción del factor de crecim iento sim ilar a la
insulina de tipo 1 (IGF-1, del inglés, insulin-like growth factor-1;
somatomedina C), el cual ejerce una retroalim entación negativa
sobre la producción de somatotropina. La somatotropina
puede ejercer sus acciones biológicas directam ente o a través
del IG F -L D ichas acciones son fundam entalm ente anabólicas:
L Provoca el crecim iento óseo y estimula la proliferación del
cartílago en la epífisis.
2. Estimula la síntesis de proteínas y la captación de am inoácidos
por el m úsculo, lo que produce un increm ento de la
masa muscular.
3. Estimula la lipolisis y reduce la lipogénesis y la reesterificación
de ácidos grasos libres en el tejido adiposo. Además,
increm enta la cantidad de LDL y H DL circulantes.
4. Produce hiperglucem ia al estim ular la gluconeogénesis
hepática y, además, disminuye la captación de glucosa por
el músculo y por el tejido adiposo.
5. Estimula el crecim iento de los órganos y tejidos.
Factor de crecimiento similar
a la insulina de tipo 1
El factor de crecim iento sim ilar a la insulina de tipo 1 o
IGF-1 es una proteína con estructura similar a la insulina, que
ejerce sus efectos metabólicos y sobre el crecim iento al unirse
al receptor de IG F-L La concentración sanguínea de IGF-1
Receptor
Hora del día
Figura 24-5. Ritmo circadiano de la concentración de somatotropina
sérica. Se aprecian los niveles más elevados a las 3 h tras las comidas y
ejercicio y a los 90 min del inicio del sueño profundo.
STAT5 ®
Activación de factores
de transcripción
Figura 24-6. Unión de la somatotropina a su receptor y activación de
la vía de señalización JAK/STAT-cinasa.

Capítu lo 24— Hormonas hipofisarias 283
de IGF-1 y determ ina su concentración y su actividad biológica.
Debido a la gran afinidad con la cual el IGF-1 se une a la
proteína transportadora IGFBP-3, su vida media es mucho más
larga que la de la som atotropina ( 2 0 m in) y otras horm onas
polipeptídicas (unas 15 h). Por la m ism a razón, su concentración
es mucho m ás estable que la de la somatotropina, lo que
proporciona una información que no se puede obtener de aquélla.
De hecho, suele medirse una única vez durante las pruebas
de estim ulación de GH y, al m antenerse los niveles estables
durante el día, es un indicador útil de la m edia de la concentración
de GH.
Figura 24-7.
Edad
Evolución de la concentración sérica de factor de crecimiento
similar a la insulina de tipo 1 (IGF-1) basa! en función de la edad.
depende, principalmente, de su producción en el hígado en respuesta
a la somatotropina. Sin embargo, otros factores pueden
afectar a su concentración, com o los genéticos, los nutricionales
o los horm onales (la tiroxina, el cortisol o las horm onas
sexuales). Su concentración sanguínea va aumentando desde
el nacimiento hasta la pubertad, m omento en el cual comienza
a descender (ñg. 24-7). Sus niveles también están influidos por
la dieta: las dietas proteicas y grasas aumentan sus niveles mientras
que la restricción calórica y las dietas ricas en hidratos de
carbono los dism inuyen. Así, la producción de IGF-1 por el
hígado puede estar disminuida en diversas situaciones patológicas,
com o la m alnutrición, la enfermedad hepática, el hipotiroidismo
o la diabetes mellitus m al controlada. Al igual que
ocurre con la somatotropina, los niveles de IGF-1 total también
están disminuidos en la obesidad. Sin embargo, los niveles de
IGF-1 libre están elevados. Por tanto, la cuantifícación de IGF-1
no es una prueba útü en los pacientes obesos.
El IGF-1 puede circular en plasma unido a seis tipos de proteínas,
pero sobre todo lo hace unido a la proteína de unión
del factor de crecim iento sim ilar a la insulina de tipo 3
(IGFBP-3, del inglés, insulin-like growth factor bindingprotein).
La concentración plasmática de esta proteína también depende
de la somatotropina. El IGF-1 se disocia de la IGFBP-3 antes
de pasar a través de la m em brana capilar hacia las células diana,
de m odo que la IGFBP-3 actúa com o un depósito circulante
Hiperproducción de somatotropina
El exceso de somatotropina se produce en la mayoría de los
casos (95%) por un adenoma hipofisario. Esta hiperproducción
provoca un crecimiento exagerado del esqueleto y los tejidos blandos,
cuyas consecuencias dependen de la edad del paciente:
1. Si el exceso de som atotropina se produce antes del fin del
crecim iento de huesos largos y cierre de la epífisis, se produce
gigantismo.
2. Cuando la hípersecreción se produce en adultos, en los cuales
ya se ha cerrado la epífisis de los huesos, se produce
acrom egalia. Las m anifestaciones clínicas aparecen de
form a lenta durante varios años antes del diagnóstico y
causan deformaciones óseas, alteraciones neurológicas, cardíacas
(hipertrofia, arritm ias y alteraciones valvulares),
respiratorias (apnea del sueño por estrecham iento de las
vías respiratorias) y metabólicas (com o la intolerancia a la
glucosa, que se produce en la mayoría de pacientes).
Estudio bioquímico del exceso
de producción de somatotropina
Se lleva a cabo de la siguiente manera:
1. Seguim iento del ritm o circadiano. La hípersecreción de
som atotropina en la acrom egalia se caracteriza por una
alteración de la secreción pulsáti, de forma que la concentración
de somatotropina perm anece elevada durante las
24 h sin descender a niveles indetectables a lo largo del día
(ñg. 24-8). Para observar esta alteración del ritm o, es nece­
Secreción diaria
Curva de sobrecarga de glucosa
(75 g vía oral)
i
12 15 18 21 24 3
Hora del día
Minutos tras estimulación
— Control — Acromegalia Control — Acromegalia
Figura 24-8.
Ejemplo de un paciente con acromegalia. Se muestra la alteración en el ritmo circadiano de la somatotropina y en la respuesta a la
sobrecarga oral con 75 g de glucosa.

284 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
sario realizar múltiples extracciones de sangre a lo largo
del día. Sin embargo, una concentración elevada de somatotropina
tam bién puede observarse secundariam ente a
otras enfermedades, com o diabetes mellitus, insuficiencia
renal o malnutrición.
2. Supresión con sobrecarga de glucosa. Debido a la elevada fluctuación
diaria de la concentración de somatotropina, la falta
de regulación de su secreción se pone de manifiesto mediante
pruebas dinámicas, com o la sobrecarga oral de glucosa. La
administración de 75 g de glucosa por vía oral a individuos
sanos produce un descenso de somatotropina a concentraciones
inferiores a 2 [xg/L durante las 2 h siguientes (fig.
24-8). Este descenso no se observa en los individuos con
hiperproducción de somatotropina (acromegalia), en los cuales
incluso puede elevarse. Se pueden considerar pacientes
en remisión o con acromegalia controlada aquellos con un
nivel de somatotropina inferior a 1 ng/L y con niveles normales
de IGF-1 a las 2 h de la estimulación con glucosa. Los
pacientes en teórica remisión en que se observa un fallo de
la supresión presentan m ayor riesgo de recurrencia de la
enfermedad activa. Esta prueba de sobrecarga no es específica
ya que también puede existir una respuesta alterada en
pacientes diabéticos, con enfermedad hepática u obesos.
3. Cuantificación de IGF-1. El exceso de somatotropina produce
un increm ento de IGF-1, que incluso puede ser más
inform ativo en el diagnóstico de la hiperproducción de
somatotropina que la cuantificación de la propia som atotropina.
De esta form a, es im portante la medida de ambas
magnitudes y se puede excluir la existencia de acromegalia
si la concentración de somatotropina es inferior a 0,4 ng/
m L, y la de IGF-1 se encuentra dentro de su intervalo de
referencia (si el paciente no sufre otra enfermedad al mismo
tiempo). Además, los niveles elevados de IGF-1 correlacionan
habitualmente m ejor con la gravedad de la enferm e­
dad. La determ inación de la IGF-1 es muy útil en la evaluación
de la eficacia del tratam iento y la persistencia de
una concentración elevada se asocia con una inadecuada
supresión de la som atotropina y/o con la continuidad de
los síntomas.
El objetivo del tratam iento es n orm alizar los niveles de
somatotropina e IGF-1, que se puede conseguir con un procedimiento
quirúrgico o farmacológico. El tratam iento quirúrgico
consiste en reseccionar el tum or hipofisario. Sólo se produce
una pérdida de la función hipofisaria com o consecuencia
de la cirugía en un núm ero muy bajo de pacientes (

Capítu lo 24— Hormonas hipofisarias 285
Estimulación con insulina
Estimulación con clonidina
•5.«=í
o g
•5.'=í
o O]
Minutos tras estimulación
Minutos tras estimulación
Control — Insuficiencia
— Control — Insuficiencia
Figura 24-9.
o con clonidina.
Ejemplo de la evaluación de la insuficiencia de somatotropina mediante el uso de pruebas bioquímicas de estimulación con insulina
ejercicio intenso estandarizado. Todas estas son pruebas
de estim ulación de la secreción de somatotropina
con m enor riesgo que las anteriores (ñg. 24-9).
Los pacientes con insuficiencia de somatotropina se benefician
de la terapia con la horm ona recom binante y la determinación
de IGF-1 en suero es el mejor parám etro bioquímico
para evaluar la eficacia de este tratam iento.
Resistencia a la somatotropina
(síndrome de Laron)
La resistencia a la som atotropina es una enfermedad poco
frecuente, que puede deberse a:
1. Deficiencia de IGF-1, por alteración en el receptor de somatotropina,
en su señalización o en la síntesis del propio
IGF-1.
2. Resistencia a IGF-1, por una alteración en el propio receptor
de IGF-1 o en su cascada de señalización.
Esta alteración produce un notable enanismo, con estatura
inferior a 142 cm , obesidad, debilidad m uscular y osteoporosis.
A nalíticam ente, es característica una concentración de
som atotropina elevada y muy dism inuida de IGF-1, excepto
en el caso de alteraciones en el receptor de IGF-1. En ese caso,
la concentración de IGF-1 también se encontrará elevada.
Un ejemplo de resistencia a la somatotropina es la población
de pigmeos africanos con talla media muy baja (aproximadamente,
140 cm). Su secreción de somatotropina es normal, pero
la concentración de IGF-1 es baja. Estos individuos presentan una
alteración de los receptores de somatotropina, que se traduce en
una concentración plasmática de GHBP disminuida. Por ello, no
responden a la administración exógena de somatotropina.
2. D ím eros o trím eros de unos 50 kD a (bigprolactin), que
representan el 5-15% de la prolactina circulante.
3. M acroprolactina form ada por complejos inactivos de prolactina
con la inmunoglobulina IgG (big big prolactin), que
tienen un peso m olecular superior a 100 kDa. La m acroprolactina
está presente en cantidad variable en sangre.
Al contrario de lo que ocurre con las demás hormonas hipofisarias,
el hipotálam o regula la secreción de prolactina fundamentalmente
por los estímulos inhibitorios de la dopamina.
El m ayor estímulo de la liberación es la succión del neonato
aunque también hay otros estímulos que provocan su liberación,
com o el estrés (problamente mediante la supresión de la
dopam ina), la hiperosmolalidad o la tiroliberina. Tal y como
ocurre con la somatotropina, esta secreción es pulsátil y mayor
durante el sueño, y alcanza el m áxim o en las etapas de sueño
profundo y un nadir diurno (fig. 24-10).
Acciones de la prolactina
La prolactina actúa uniéndose a sus receptores a través de
la vía de señalización JAK/STAT-cinasas, un mecanism o similar
al descrito en el caso de la som atotropina. La glándula
Prolactina
La prolactina es un péptido similar a la som atotropina, de
la cual existen tres form as circulantes:
1. Una forma monomérica de 22,5 kDa, que generalmente com ­
prende el 85-95% de la prolactina presente en la sangre.
Hora del día
Figura 24-10. Ritmo circadiano de la concentración de prolactina sérica.
La secreción tiene picos y es menor al mediodía y mayor durante
el sueño.

286 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Tabla 24-3. Evolución de la concentración
plasmática de prolactina a lo largo
del embarazo
mU/L
Hombres

Capítu lo 24— Hormonas hipofisarias 287
Prolactina
La obtención de un espécimen de sangre a cualquier hora
del día es suficiente para la investigación de la hiperprolactinemia,
ya que el ritm o circadiano influye poco en la interpretación
de los resultados. En el caso de obtener una concentración
no muy elevada, es necesario repetir la determinación en
otro espécimen. Hay que tener en cuenta que factores com o el
estrés, el ejercicio, la hipoglucemia o el masaje m am ario increm
entan la concentración de prolactina.
La prolactina se determina mediante inmunoanálisis de tipo
sándwich. La mayoría de las presentaciones comerciales están
estandarizadas frente al tercer estándar internacional de la OMS
8 4 /5 0 0 , obtenido a partir de extracto hipofisario y form ado
exclusivamente por prolactina de 22,5 kDa. Estos calibradores
están medidos respecto a unidades de actividad y no frente a
masa, por lo que los resultados deben referirse en mU/L.
Hay que tener en cuenta que algunos anticuerpos empleados
por las firm as com erciales tienen la m ism a reactividad
frente a las distintas form as de prolactina m ientras que otros
reaccionan preferentem ente frente a la form a m onom érica.
Esto puede conducir a la obtención de resultados muy diferentes
entre distintos laboratorios.
Para elim inar la m acroprolactina del espécimen y cuantificar
sólo la prolactina m onom érica, com únm ente se emplea la
precipitación con polietilenglicol al 12,5% (p/v), así com o la
ultrafiltración con filtros de 100 kD a de poro o gel de filtración.
E n el caso de detectarse m acroprolactina, es necesario
indicar la proporción de ésta en la estim ación de la concentración
total de prolactina.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Surtís CA, Ashwood ER, Btuiis DE (eds.). Tietz fundamentáis ofclinical
chemistry, 6.* edición. San Luis; Saunders-Elsevier, 2008.
Chalía] J, Schlectte J. Hyperprolactinemia. Pituitary 2008; 11; 141-146.
De Palo EF, De Filippis V, Gatti R, Spinella P. Growth hotraone isofbrms
and segraents/fragments; molecular structure and laboratorymeasurement.
Clin Chim Acta 2006; 364; 67-76.
Leung KC, Ho KK. Measurement of growth hormone, insulin-like growth
factor 1 and their binding proteins: the clinical aspects. Clin Chim Acta 2001;
313:119-123.
Melmed S, Kleinberg D. Anterior Pituitary. En; Kronenberg HM, Melmed S,
PolonskyKS, Larsen PR (eds.). Williams Textbook ofEndocrinology,
11.* ed. San Luis: Saunders-Elsevier, 2007.

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Capítulo 2 5
Hormonas tiroideas
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Estructura de la glártdula tiroides 289
Horm onas tiroideas 290
Síntesis de las hormonas tiroideas 290
Transporte de las hormonas tiroideas 290
Metabolismo de las hormonas tiroideas 290
Regulación de la secreción de las hormonas tiroideas 291
Acciones de las hormonas tiroideas 292
A lteraciones de la función tiroidea 293
HIpotiroidismo 293
Hipertiroidismo 294
A lg o ritm o de análisis bioquím ico de la función
tiroidea en pacientes am bulatorios 295
Cam bios en la función tiroidea provocados
por enferm edad no tiroidea 296
Resistencia a las horm onas tiroideas 297
Cáncer de tiroides 297
Cáncer medular de tiroides 298
D eterm inaciones analíticas 299
Tirotropina 299
Tiroxina y triyodotironina totales 299
Tiroxina y triyodotironina libres 299
Tiroglobulina 300
Autoanticuerpos antitiroideos 300
Referencias adicionales 300
BJETIVOS DE APRENDIZAJE
Describir el metabolismo de las hormonas tiroideas
en el organismo.
Explicar cómo se regula la secreción de las hormonas
tiroideas.
Saber las principales funciones metabólicas de las hormonas
tiroideas.
Identificar las causas y las manifestaciones clínicas
del hipertiroidismo y del hipotiroidismo.
Conocer las principales magnitudes bioquímicas
para el estudio de la función tiroidea.
Saber interpretar los resultados de las magnitudes
bioquímicas en el estudio de las principales alteraciones
tiroideas.
y una longitud de unos 4 cm. Está situada en la región anterolateral
de la tráquea, justo debajo de la faringe (ñg. 25-1).
Las unidades estructurales que form an el tejido tiroideo son
los folículos. Cada folículo es una esfera cuya pared está form
ada por un epitelio glandular cúbico de células foliculares o
tirocitos y un interior constituido por un líquido espeso llam
ado coloide tiroideo, producido por las propias células. El
volumen de coloide es inversamente proporcional a la actividad
de la glándula y contiene, sobre todo, tiroglobulina, una
glucoproteína de elevado peso molecular.
Estru ctu ra de la g lá n d u la tiro id e s
La glándula tiroides está form ada por dos lóbulos laterales
unidos por un istmo estrecho, y se asemeja a una mariposa. Pesa
alrededor de 30 g y cada lóbulo tiene un grosor de unos 2-2,5 cm
Glándula tiroides
Folículo tiroideo
Figura 25-1. Estructura de la glándula tiroides.

290 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Entre los folículos se encuentran vasos sanguíneos, fibras
nerviosas autónomas y células C o parafoliculares, productoras
de calcitonina. Esta horm ona contribuye a m antener la
hom eostasia del calcio ya que tiende a reducir los niveles de
calcio en sangre y a fomentar la conservación de la matriz ósea.
H orm o nas tiro id e a s
Síntesis de las hormonas tiroideas
La glándula tiroides produce, almacena y secreta las horm o­
nas tetrayodotironina (tiroxina o T^) y la triyodotironina (T j).
Éstas se sintetizan en la glándula tiroides a p artir de la proteína
tiroglobulina por un proceso en que se introduce yodo
(fíg. 25-2). Para atender esta demanda, es necesario ingerir 150-
2 00 [Ag/día de yodo. El yodo se absorbe en el tubo digestivo y
pasa a la sangre. Una tercera parte del yodo circulante pasa a
la glándula tiroides por un sistema de cotransporte activo con
Na"" m ientras que el resto se elim ina por el riñón. De esta
form a, en las células foliculares se alcanza una concentración
de yodo hasta 4 0 veces m ayor que en plasma. Este sistema de
transporte al interior de las células foliculares es activado por
la tirotropina (TSH, del inglés, thyroid-stimulatinghormone).
Posteriorm ente, un segundo transportador en la mem brana
apical, llamado pendrina, lleva el yoduro al coloide.
La tiroglobulina es una glicoproteína sintetizada exclusivamente
por los tirocitos, form ada por dos subunidades idénticas,
con un peso m olecular de unos 6 60 kDa y 5 00 am inoácidos,
de los cuales 115 son tirosinas. Una vez que se ha sintetizado,
la tiroglobulina se secreta al coloide. Las horm onas tiroideas
se form an dentro de la molécula de tiroglobulina de forma que
los residuos de tirosina continúan form ando parte de la m olécula
durante el proceso de síntesis. La peroxidasa tiroidea o
tiroperoxidasa es una proteína de membrana que oxida el yodo
Tiroglobulina
~ r
' Tyr
Tiroglobulina
de yodo
DIT
DIT'l
^ L^ J^ TTirope
i^ eroxid asa
^Pendrina
I
3 m m ol/L) pueden desplazar com petitivamente
a las horm onas tiroideas de su unión a las proteínas
transportadoras y producir un increm ento de la horm ona
libre. Los tratamientos con heparina pueden producir una concentración
de T4 libre in vitro falsamente elevada debido a la
activación de la lipasa.
Metabolismo de las hormonas tiroideas
La vida media de la T^ es, aproximadamente, de 7 días mientras
que la de T j es de 1 día. Alrededor del 80% de la T j circu ­
lante se genera periféricam ente por desyodación de la T^. El

Capítu lo 25— Hormonas tiroideas 291
NH,
Desyodasa I y I
Desyodasa I
-I (5)
NH,
H,C-C-COOH
H
3,5,3’-Triyodotironina
(T3 )
Desyodasa I y I
-I (5')
3,3’,5’-Triyodotironina
(T3 reversa)
3,3'-Diyodotironina
Figura 25-3.
Metabolismo de las hormonas tiroideas por las desyodasas.
metabolismo de las hormonas tiroideas está catalizado por tres
tipos de desyodasas, que elim inan yodo del anillo interno y
del anillo externo {fig. 25-3). Éstas son unas selenoenzimas que
se diferencian, sobre todo, por la preferencia del sustrato sobre
el cual actúan y por el tejido en que predom inan (tabla 25-1).
Las desyodasas I y II catalizan la conversión de al producto
activo Tj y la desyodasa de tipo I es la principal responsable
de la form ación periférica de la T j. E sta desyodasa
requiere un cofactor citosólico que debe mantenerse reducido,
por lo que es necesario nicotinam ida adenina dinucleótido
reducido {NADPH ) derivado de la vía de las pentosas monofosfato.
Su actividad se incrementa por las hormonas tiroideas,
por lo que aum enta en el hipertiroidism o y disminuye en el
hipotiroidismo. De esta form a, es la responsable de la form a­
ción de la T j en los pacientes hipertiroideos.
La enzima desyodasa II, en cambio, tiene m ucha m ayor afinidad
por la T4 y es im portante en la hipófisis en la regulación
negativa de la secreción de TSH por la T^. Las horm onas tiroi­
deas disminuyen la actividad desyodasa II, por lo que ésta disminuye
en el hipertiroidism o y aumenta en el hipotiroidismo.
En el riñón, el hígado, el m úsculo esquelético y el corazón,
la T j intracelular se obtiene, fundam entalm ente, de la circu ­
lación mientras que en la corteza cerebral, la hipófisis y la grasa
parda, el 50% de la Tj intracelular se produce dentro del tejido
por conversión de la T^ a T j por la desyodasa de tipo II. La
enzim a desyodasa III es la principal inactivadora fisiológica
de las horm onas tiroideas T^ y Tj, ya que produce a p artir de
ellas T j reversa o 3,5-diyodotironina, respectivamente.
Regulación de la secreción
de las hormonas tiroideas
La producción de T^ y Tj por la glándula tiroides depende
de la TSH, cuya producción está regulada, a su vez, por la hormona
hipotalám ica tiroliberina (TRH , del inglés, thyrotropin-
Tabla 25-1. Tipos de desyodasas
D esyodasa1 Desyodasa II Desyodasa III
Tejido Hígado, riñón, hipófisis y tiroides Cerebro, hipófisis, tejido
adiposo marrón y placenta
Cerebro y piel
A nillo desyodado Interno (5)
Externo (5')
Externo (5') Interno (5)
Constante de
Michaelis-Menten
para la T4
HM nM nM
Sustrato preferido rT3>T4>T3 T4>rT, T ,yT 4
M etabolito de T, T,
T 3 reversa
T, T 3 reversa
Efecto de la T4 M ayor actividad M enor actividad M ayor actividad

292 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
situado en la mem brana basolateral de los tirocitos, acoplado
a proteína G y produce señales intraceiulares mediadas por
adenosina monofosfato ciclico (AM Pc), cuyos efectos finales
son la estim ulación de la síntesis y liberación de horm onas
tiroideas. Además, la TSH estimula el crecim iento de la glándula
tiroides.
Acciones de las hormonas tiroideas
tínicam ente la T^ y la Tj tienen actividad biológica ya que
los otros derivados yodados son biológicamente inactivos. Adem
ás, la actividad m etabólica se debe principalm ente a la Tj,
que es diez veces m ás activa que la T^ porque:
Figura 25-4. Regulación hipotalémica-hipofisaria de la secreción de 3.
hormonas tiroideas. T3: triyodotironina; T4: tiroxina.
1. Aunque la T j total está en una concentración cien veces
más baja que la T^ total, las form as libres, que tienen actividad
biológica, están a una concentración casi similar.
2. La T 4 libre dentro de la célula se convierte en T j por la
acción de las desyodasas.
La proteína receptora del núcleo tiene m ayor afinidad por
T j que por T^.
releasing horm one), que es liberada a velocidad más o menos
constante desde el hipotalám o. La desyodasa en la hipófisis
convierte la en T j y cuando la concentración intranuclear
de Tj desciende, la hipófisis se vuelve más sensible a la tiroliberina
(fig. 25-4 ). La libre inhibe por retroalim entación
negativa la producción de TSH y también de TRH.
La TSH es una glucoproteína de 28 aminoácidos sintetizada
por las células tirotropas de la adenohipófisis. Está form ada
por dos subunidades, a y |3. Esta últim a le confiere especificidad
y es la que se une a su receptor. El receptor de la TSH está
T Ral N-
TRa2
N ■
TRpi N-
Los receptores tiroideos son proteínas nucleares m onom é-
ricas que pertenecen a la familia c-erbA. Hay dos receptores,
a y p, codificados por dos genes diferentes situados en los crom
osom as 17 y 3, respectivam ente (fig. 2 5 -5 ). C ada tipo de
recep tor presenta, a su vez, otras dos isoform as por ayuste
alternativo de m anera que se distinguen hasta cuatro receptores
distintos con diferente distribución tisular:
L TRa¡. Tiene una distribución bastante generalizada: m úsculo
esquelético, corazón (es el principal receptor tiroideo
en este órgano), hueso y tejido celular subcutáneo.
2. rj?a^ (c-erbA a-2). E stá situado en el cerebro, hipófisis,
riñón y corazón.
3. rj?p,. E stá presente en el cerebro, hígado, riñón y corazón.
4. TR^2- expresa de form a específica en la hipófisis anterior
e hipotálamo.
TRp2 N-
Dominio de
unión al ADN
Dominio de unión a T3
Casi todas las células expresan receptores de hormonas tiroideas,
que están situados en el núcleo. La horm ona libre, una
vez que entra en la célula y llega al núcleo, se une a un receptor
específico que form a hom odím eros o heterodímeros con
el receptor del ácido retinoico y se unen a secuencias especificas
de ADN llamadas elementos de respuesta a hormonas tiroideas
(T R E, del inglés, thyroid horm one response elements). A
estos receptores se les unen moléculas correguladoras que, a
su vez, se unen a componentes de la maquinaria de transcripción
y regulan la transcripción de una serie de genes concretos.
Mediante la unión a sus receptores, las hormonas tiroideas
ejercen acciones fundamentales para el metabolismo norm al
del individuo, como:
Figura 25-5. Tipos de receptores tiroideos. Tienen un dominio carboxiterminal
de unión a T3 (a excepción del TRa2), otro intermedio de unión al
ADN y uno aminoterminal de unión a factores de transcripción. La región
de unión al ADN tiene una estructura de dedos de zinc que forman hélices
a para interaccionar con el ADN en las secuencias denominadas elemento
de respuesta a hormonas tiroideas (TRE). C: correguladores; RAR: receptor
del ácido retinoico; T3: triyodotironina; T4: tiroxina.
2 .
3.
Aumento del metabolismo de los azúcares, pues ejercen un
efecto hiperglucemiante.
Aumento del metabolismo de los lípidos, pues favorecen la
lipólisis y disminuyen la concentración plasmática de colesterol.
Aumento de la captación de aminoácidos por los tejidos y
de la síntesis de proteínas.

Capítu lo 25— Hormonas tiroideas 293
4. Aumento del metabolismo basal del organismo, pues increm
entan el consum o de oxígeno y la termogénesis.
5. Aum ento de la velocidad y la fuerza de contracción cardíaca,
aumento del volumen minuto y sensibilización del
corazón al efecto de las catecolam inas.
Primario
Secundario
Hipotiroidismo central
Adem ás, las horm onas tiroideas son im portantes para la
activación funcional y el desarrollo del sistema nervioso.
A lte ra cio n e s de la fu n ció n tiro id e a
Hipotiroidismo
El hipotiroidism o es una deficiencia de la actividad de la
glándula tiroides que causa una disminución de las horm onas
tiroideas. Las características clínicas de los pacientes hipotiroideos
incluyen síntom as com o cansancio, estreñim iento,
ganancia de peso o intolerancia al frío y signos com o bradicardia,
m ixedem a, disminución del crecim iento, retraso de la
edad ósea, insuficiencia cardíaca congestiva e, incluso, coma.
En función del origen de la alteración, el hipotiroidism o
puede ser prim ario si es en la glándula tiroides o central si falla
su estimulación (ñg. 25-6A ). Éste, a su vez, puede ser secundario
si es por fallo hipofisario o terciario si es por una alteración
hipotalámica. El hipotiroidismo más frecuente es el primario.
Inicialm ente, en el hipotiroidism o prim ario subclínico la
concentración de se mantiene dentro del intervalo de referencia,
pero la hipófisis ya responde con un increm ento notable
de TSH para estim ular la tiroides para que m antenga los
niveles de horm onas tiroideas. Cuando existen síntomas, la
ya está dism inuida aunque no siempre se acom paña de una
disminución de la Tj. Esto se debe al hecho de que en el hipotiroidismo
hay un increm ento de la conversión de la a la Tj,
que mantiene la concentración de Tj norm al hasta que el hipotiroidismo
alcanza un grado intenso.
O tras alteraciones bioquímicas asociadas con la alteración
metabólica en el hipotiroidismo son hipercolesterolemia, increm
ento de la creatina-cinasa y anemia. Adem ás, en la curva de
tolerancia a la glucosa se puede producir un perfil plano debido
a m enor absorción intestinal de la glucosa.
Hipotiroidismo primario
La causa más com ún del hipotirodism o prim ario es la tiroiditis
de Hashim oto o tiroiditis crónica, una enfermedad autoinmune
caracterizada por la existencia de un infiltrado linfocitario
y abundantes células plasm áticas en la tiroides. La
existencia de linfocitos citotóxicos sensibilizados y la producción
de autoanticuerpos conducen a la destrucción del tejido
tiroideo. En esta enfermedad es característica la existencia de
autoanticuerpos contra antígenos de la glándula tiroides, como
los anticuerpos antitiroperoxidasa, antitiroglobulina o antirreceptor
de TSH. Los anticuerpos antitiroperoxidasa aparecen
muy pronto en la activación autoinmune, incluso antes de que
se eleve la TSH. Los anticuerpos antirreceptor de TSH pueden
bloquear la acción de la TSH y provocar la atrofia de la tiroides.
Otras causas de hipotiroidismo primario son la tiroidectomía
posquirúrgica (por cáncer o hipertiroidismo), la deficiencia o
intoxicación por yodo, bocio por acumulación de coloide, ingesta
de algunos fármacos com o el litio, congénita (hipoplasia o aplasta),
radiación de ‘^‘I o rayos X , etc.
[Tirotropina] |[Tirotropina] [Tirotropina]
4,
m* V A'Anticuerpos
i y
r'±'
antitiroideos
itTa
iíTal
Figura 25-6A. Tipos de hipotiroidismo. T4: tiroxina.
En la fase inicial del hipotiroidismo, la TSH se eleva antes
de que el paciente esté sintomático y con la concentración de
T4 todavía dentro del intervalo de referencia. Esta es una situación
de hipotiroidism o prim ario com pensado o subclínico.
Cuando hay hipotiroidism o prim ario grave, se observa una
elevación notable de la TSH plasmática con T^ total y libre disminuidas.
El tratam iento de estos pacientes suele ser la administración
de T4. El seguim iento bioquím ico del tratam iento se realiza
cuantificando la T^ libre. Dado que se necesitan unos 2 meses
para que la TSH se adecúe a la nueva concentración de hormonas
tiroideas, su determinación tiene una utilidad limitada
en las fases iniciales del tratam iento. N o obstante, es m uy
válida para controlar la adhesión del paciente al tratam iento.
Hipotiroidismo central
El hipotiroidism o central es mucho menos frecuente que el
prim ario (fig. 25-6A ). El hipotiroidism o hipoñsario o secundario
se debe a una alteración hipofisaria que causa el descenso
de TSH. Com o consecuencia de la reducida estimulación, la
glándula tiroides produce una cantidad insuficiente de T^ y Tj.
Frecuentemente, se produce la deficiencia simultánea de TSH
y otras horm onas hipofisarias, com o la horm ona de crecimiento,
la corticotropina y las gonadotropinas.
El hipotiroidism o hipotalám ico o terciario es m uy infrecuente
y se debe a una alteración hipotalám ica que causa un
descenso de TRH , por lo que no se estim ula la liberación de
TSH y, com o consecuencia, disminuyen la T^ y la Tj.
Para diferenciar bioquímicamente el hipotiroidismo secundario
del terciario, puede emplearse una prueba de estim u­
lación de TSH tras ad m in istrar T R H por vía intravenosa
(fig. 25-6B ). En una respuesta norm al, pasados los primeros
30 min, la TSH se eleva entre 5 y 30 m U I/L. Si el hipotiroidismo
es de origen hipotalám ico, la TSH aumenta aunque de forma
más tardía, m ientras que, si es de origen hipoñsario, la elevación
de TSH en sangre no supera las 5 m U I/L.
Hipotiroidismo neonatal
El hipotiroidism o neonatal es una enferm edad congénita
con una prevalencia aproxim ada de un caso cada 3.500 nacimientos.
Habitualmente, el hipotiroidism o congénito es pri-

294 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Figura 25-6B.
Minutos
Test de estimulación con tiroliberina (250 ng) por vía
endovenosa. Se mide la concentración de tirotropina (TSH) en una muestra
basa! y cada 30 min tras el estímulo durante 2 h. Se presenta una respuesta
normal y otra alterada en el hipotiroidismo central.
m ario debido a la m alform ación de la glándula tiroides (disgenesia
tiroidea), a la alteración en la síntesis de horm onas
tiroideas (dishormogénesis) o, con m enos frecuencia, a una
resistencia a la TSH. Adem ás, un caso de cada 100.000 nacimientos
se debe a una alteración central, en la cual hay deficiencia
de TSH, norm almente asociada con la de otras horm o­
nas hipofisarias.
La deficiencia de horm onas tiroideas en los dos prim eros
años de vida produce cretinismo, con alteración en el desarrollo
del sistema nervioso central (retraso mental) y esquelético
(corta estatura). Para evitarlo, es esencial el diagnóstico tem ­
prano, por lo que en num erosos países se realiza obligatoriamente
la detección sistemática de esta enfermedad en recién
nacidos. Para ello, se miden los niveles de TSH o T^ total en la
sangre obtenida del talón del recién nacido a los 2 - 8 días, según
los lugares, y recogida sobre papel absorbente Whatman®. Estas
determinaciones norm alm ente se centralizan en laboratorios
autorizados y se realizan según protocolos estrictos.
En Europa se emplea la determinación de TSH en el diagnóstico
del hipotiroidism o congénito, utilizando un punto de
rPrimario
Central
J
|[Tirotropina]
Figu ra 2S-7 A .
"T"
TtiT J
Tipos de hipertiroidismo. T4: tiroxina.
corte de 10 m U I/L . Si la concentración de TSH es inferior a
10 m U I/L, no se requiere ningún seguimiento adicional mientras
que, si es muy superior y se confirm a, indica una disfunción
de la glándula tiroides en el neonato. Con el empleo de
TSH en lugar de T^ en la detección sistemática neonatal se pueden
diagnosticar las formas más leves de hipotiroidismo o deficiencias
de yodo, caracterizadas sólo por un ligero aumento
de la TSH. Sin embargo, esto provoca m ayor núm ero de falsos
positivos. O tro inconveniente es el hecho de que esta prueba
no detecta el hipotiroidism o central congénito y, ante la sospecha
de esta enfermedad, se debe realizar rápidamente una
determ inación de T^.
En el cribado neonatal, norm alm ente se realiza la determ i­
nación de TSH mediante una técnica de inmunofluorescencia
retardada (Delfia®).
Hipertiroidismo
El hipertiroidismo consiste en el aumento de la actividad de
la glándula tiroides, que provoca la elevación de las hormonas
tiroideas Tj y T^. El térm ino tirotoxicosis se refiere al síndrome
clínico causado por una elevada concentración de las h orm o­
nas tiroideas. En los casos de tirotoxicosis grave, el aumento
de T4 es m ucho m ayor que el de Tj debido a la disminución de
los niveles de TBG y a la saturación de su capacidad de unión
a pesar del aumento de la unión a la transtiretina y a la albúmina.
Los pacientes con hipertiroidismo pueden presentar síntom
as com o nerviosismo, fragilidad emocional, incapacidad de
con cen trarse, de descansar, de con ciliar el sueño, pérdida
de peso, diarrea, excesiva sudoración, intolerancia al calor o
irregularidades en el ciclo m enstrual. También pueden presentar
signos com o taquicardia, arritm ias, murm ullos sistólicos,
temblor o hipocolesterolemia. Según el origen de la elevación
de las horm onas tiroideas, el hipertiroidism o puede ser
p rim ario, por hiperfunción tiroidea, o cen tral si se debe a
hiperfunción hipofisaria (fig. 25-7A).
Hipertiroidismo primario
Las causas de hipertiroidismo prim ario pueden ser:
1. E nferm ed ad de Graves. La mayoría de los casos de hipertiroidism
o se debe a una enferm edad au toin m u ne, la
enferm edad de Graves o bocio tóxico difuso, que afecta
con más frecuencia a mujeres jóvenes. En esta enfermedad
hay infiltrado de linfocitos T, B y células plasm áticas en
la tiroides y se producen anticuerpos contra antígenos de
la glándula tiroides, com o los anticuerpos antiperoxidasa,
antitiroglobulina o antirreceptor de TSH (fig. 25-7B). A dem
ás de afectar a la glándula tiroides, tam bién hay una
inflam ación de los ojos, que causa protrusión o exolftalmos.
Los anticuerpos antirreceptor de TSH pueden estim
ular el recep tor de TSH y aum entar la producción de
hormonas tiroideas. La hiperfunción tiroidea provoca, por
retroalim entación negativa, un descenso de la concentración
de TSH hasta valores indetectables por los métodos
habituales de medida. Lógicam ente, estos anticuerpos no
están som etidos a retroalim en tación negativa, com o la
TSH , p o r lo que m antienen una estim ulación continua
sobre la tiroides.

Capítu lo 25— Hormonas tiroideas 295
form a autónoma un exceso de horm ona tiroidea) y adenoma
tóxico.
El tratam iento del hipertiroidism o consiste en reducir la
producción de la T^ mediante:
•|TSH ( \ • Antirreceptor de TSH
\ / Antitiroperoxidasa
/ \ Antitiroglobulina
L Empleo de medicamentos antitiroideos. La eficacia del tra ­
tam iento se m onitoriza midiendo la concentración de T^
libre cada pocas semanas hasta que el paciente vuelva a ser
eutiroideo. La TSH se mantiene suprimida y no se recupera
hasta pasado un tiem po más o menos largo desde que la
concentración de T^ libre haya vuelto a su normalidad.
2. Tratamiento quirúrgico o con yodo radiactivo. En este caso
el paciente se vuelve hipotiroideo, con la consiguiente elevación
de TSH.
Figura 25-7B. La autoinmunidad con la formación de anticuerpos estimulantes
del tiroides puede causar hipertiroidismo. T3: triyodotironina;
T4: tiroxina; TSH: tirotropina.
Durante el prim er trim estre de embarazo, la gonadotropina
coriónica, por su similitud con la TSH, puede estimular la tiroides
y provocar un increm ento de las horm onas tiroideas. Esta
situación, que ocurre hasta en el 18% de los embarazos, no está
acom pañada por una depresión de la concentración de TSH
ni hay anticuerpos antitiroideos. Esta situación transitoria no
puede considerarse un hipertiroidism o auténtico y muchas
veces pasa inadvertida.
2. Bocio tóxico nodular. Es la segunda causa más frecuente de
hipertiroidismo. Aparecen nodulos autónomos funcionales
que sintetizan horm onas tiroideas.
3. Tiroiditis. En la fase inicial de la tiroiditis, com o la de H a-
shim oto, la de Q uervain o la tiroiditis subaguda, se puede
producir un hipertiroidism o inicial transitorio debido a la
destrucción acelerada de la glándula que provoca la liberación
de horm onas tiroideas y de tiroglobulina. La tiroiditis
de Quervain es una enferm edad inflam atoria de la
tiroides a causa de una infección vírica.
4. Tum ores secretores de gonadotropina coriónica hum ana
(hCG, del inglés, hum an chorionic gonadotrophin), com o
m ola hidatiforme, coriocarcinom a o cáncer testicular. La
horm ona hCG estructuralm ente está próxim a a la TSH,
con la cual com parte la subunidad a , por lo que tumores
que producen en exceso esta horm ona pueden provocar un
efecto similar a la TSH sobre la glándula tiroides.
5. C áncer folicular de tiroides. Se produce la secreción de hormonas
tiroideas por parte del tumor.
6 . Ingestión excesiva de yodo (síndrome de Jod-Basedow).
7. Ingestión de horm onas tiroideas. Puede provocar una tirotoxicosis
ficticia y, en este caso, la concentración sérica de
tiroglobulina estará disminuida por la supresión de la función
glandular a causa de la horm ona exógena.
E n las form as subclínicas del hipertiroidism o se puede
observar una concentración sérica norm al de T^ y de Tj, pero
baja de TSH, que en el caso de la enfermedad de Graves puede
ser indetectable. Cuando existen síntomas, se observa, además
de la disminución de la TSH, una elevación de la T^ y la Tj. La
tirotoxicosis de T^ está presente cuando sólo la concentración
de T4 está elevada, pero no la de T j. Esta condición aparece
cuando el hipertiroidism o coexiste con una enfermedad eutiroidea
en que dism inuye la conversión de T^ a T j. En unos
pocos pacientes hipertiroideos se pueden detectar niveles elevados
de Tj con niveles normales de T^. Esta situación se conoce
com o tirotoxicosis de Tj y puede observarse en algunos casos
de enferm edad de Graves, bocio multinodular (producen de
Hipertiroidismo centrai
El hipertiroidism o debido a un exceso de producción de
TSH se llam a hipertiroidism o secundario. Es una condición
rara y suele deberse a la existencia de un adenoma hipofisario.
Esta elevada producción de TSH conduce al aumento de T^. El
hipertiroidism o terciario se debe a un exceso de producción
hipotalám ica de TRH , que provoca un aumento de TSH.
A lg o ritm o de a n á lisis b io q u ím ico
de la fu n ció n tiro id e a
en p a cie n te s am b u la to rio s
Cada persona m antiene un nivel de T^ libre que está determinado
por su producción y la concentración de las proteínas
de transporte. Dicho nivel presenta un intervalo de referencia
más o menos amplio en la población general. La producción
de TSH es muy sensible a las variaciones de los niveles circu ­
lantes de horm onas tiroideas de form a que la concentración
sérica de TSH y T^ libre presentan una relación inversa semilogarítmica
(fig. 25-8). Por tanto, la alteración de la concentración
de TSH precede a la de T^ libre al com ienzo de la disfunción
tiroidea ya que la TSH responde exponencialm ente a
pequeñas modificaciones de T^ libre, que es posible que perm
anezca dentro de los límites de referencia de la población.
Además, la TSH en circulación tiene una vida m edia de 30-50
m in m ientras que la de la T^ es de unos 7 días. Por ello, las
m odificaciones en el eje hipotalám ico-hipofisario-tiroideo
afectan antes y, sobre todo, a la concentración de TSH.
En los pacientes ambulatorios se pueden investigar las alteraciones
tiroideas tras establecer una secuencia analítica que
permite optim izar las determinaciones bioquímicas. En prim
era línea está el análisis de TSH en plasma, además del análisis
de T^ total o libre y, dependiendo de los casos, también de
Tj total (fig. 25-9). La concentración de TSH en plasma en los
individuos eutiroideos se sitúa entre 0,4 y 4 m U I/L. Si la con-

296 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
tiroides, tal y com o se describe en el siguiente apartado. En
estos pacientes, la determ inación de TSH se debe com binar
con la determ inación de T. libre.
C a m b io s en la fu n ció n
tiro id e a p ro vocados
p o r e n fe rm e d a d no tiro id e a
Figura 25-8.
Relación logarítmica entre la concentración sérica de tiro-
tropina (TSH) y tiroxina (T4) libres, y alteraciones tiroideas.
centración de TSH es inferior, tiene interés la determinación
de y Tj m ientras que, si la concentración de TSH es superior,
entonces tiene interés la determinación de T^.
La determinación de la concentración de la hormona Tj tiene
interés únicam ente com o tercera línea en el estudio del hipertiroidism
o, pero no en el hipotiroidism o. En el caso del hipertiroidism
o, se puede observar la Tj elevada con una concentración
de T^ dentro del intervalo de referencia en ciertas
condiciones clínicas, com o en una fase tem prana de la enfermedad
de Graves o en pacientes con bocio tóxico. La determ i­
nación de Tj sérica tam bién puede ser útil durante el tratam
iento con m edicam entos antitiroideos, por ejemplo, para
detectar la persistencia del exceso de Tj a pesar del nivel norm
al o bajo de T^.
Este algoritm o no es adecuado en el diagnóstico de alteraciones
tiroideas en pacientes hospitalizados o con enfermedades
no tiroideas, que pueden causar alteraciones en las determinaciones
tiroideas aunque no haya disfunción de la glándula
M uchas enfermedades agudas o crónicas pueden provocar
una alteración de las horm onas tiroideas sin que haya disfunción
de la glándula tiroides. Esta situación se conoce com o
síndrome del enfermo eutiroideo y puede ser causada por alteraciones
nutricionales, diabetes mellitus o el consumo de algunos
medicamentos, com o glucocorticoides o p bloqueadores.
En los pacientes hospitalizados es muy frecuente observar una
concentración de T^ dentro del intervalo de referencia mientras
que la concentración de Tj se encuentra disminuida. En
estas situaciones existe una disminución de la conversión periférica
de T4 a Tj, por disminución de la actividad desyodasa L
Por ello, en la enfermedad no tiroidea es muy com ún un descenso
de la concentración de Tj total y libre, acompañado del
incremento de la Tj de reversa (fig. 25-10).
El descenso de la concentración en sangre periférica de Tj
no suele provocar la elevación de TSH porque la actividad
desyodasa II perm ite la conversión intrahipofisaria de T^ a
T j . Por ello, la concentración de TSH suele estar dentro del
in tervalo de referencia aunque no es in frecu en te que se
encuentre ligeramente disminuida en las etapas agudas y ligeram
en te in crem en tad a d urante la recu p eració n . D e esta
form a, una con cen tración de TSH entre 0,1 y 10,0 m U I/L
puede corresponder con un estado eutiroideo, que es muy
diferente de las concentraciones de TSH indetectables que se
observan en los pacientes con enfermedad de Graves, o superiores
a 20 m U I/L que se observan en los pacientes hipotiroideos.
La determ inación de anticuerpos antitiroideos puede
Figura 25-9.
pina.
Algoritmo de análisis bioquímico de la función tiroidea en pacientes no hospitalizados. T3: triyodotironina; T4:tiroxina; TSH: tirotro-

Capítu lo 25— Hormonas tiroideas 297
TSH
Í--TB IrT^ i rT^
Intervalo de referencia
| T .
Resistencia hipofisaria y en
tejidos periféricos:
eutiroideos o hipotiroideos
T
0 [Tirotropina] (N / í'
Resistencia sólo
hipofisaria:
r
hipertiroideos
Q [Tirotropina] (N/t)
| t s h
Salud Inicial Grave Recuperación Salud
Figura 25-10.
Fases de la enfermedad
Evolución de las hormonas tiroideas en la enfermedad
no tiroidea. T3: triyodotironina; TSH: tirotropina.
ayudar a diferenciar la existencia de una enferm edad autoinm
une.
La concentración de puede estar reducida com o consecuencia
de la dism inución de las proteínas transportadoras
aunque la concentración de libre se m antiene dentro del
intervalo de referencia. N o obstante, en el laboratorio se puede
encontrar una concentración de libre dism inuida porque
los métodos habituales realizan una estim ación de la concentración
de horm ona libre.
También existen diversos m edicam entos que afectan a la
liberación de TSH, com o la dopam ina o los glucocorticoides,
o a la producción de horm onas tiroideas, com o el litio, o al
metabolismo de éstas. Algunos medicamentos, com o la amiodarona,
disminuyen la conversión de T^ a Tj, por lo que producen
un increm ento de TSH con un descenso de Tj.
En situaciones de disminución de la concentración de TBG,
tal y com o ocurre en la enfermedad hepática, la medida de T^
libre puede proporcionar inform ación adicional en el seguimiento
del paciente. Ciertos medicamentos, com o la fenitoína,
los salicilatos y la fenilbutazona, pueden desplazar a la T^ y la
Tj de su unión a la TBG, por lo que sus concentraciones totales
dism inuirán, pero no se afectarán las concentraciones de
las horm onas libres. Incluso la adm inistración de Tj a dosis
elevadas puede suprimir la vía de formación de hormonas tiroideas.
Tal y com o se ha descrito anteriormente, puede producirse
una elevación de la T^ por increm ento de las proteínas
transportadoras o por anormalidades en sus moléculas, com o
en la hipertiroxinemia disalbuminémica familiar o en el exceso
de tiroxina familiar. Puede sospecharse una de estas situaciones
si la T^ total está elevada, pero la T^ libre, Tj libre, Tj total
y TSH son normales.
R esistencia a las h o rm o n a s tiro id e a s
Todas se deben a mutaciones en el receptor TRp y no hay
descritas alteraciones en el receptor T R a. Es una enfermedad
autosómica dominante, con una prevalencia de 1/40.000 nacim
ientos y m ayor riesgo en mujeres. Aparte de la expresión
familiar, también existen casos esporádicos. Se han descrito
deleciones que provocan que no se exprese la proteína, pero la
mayoría de las mutaciones están localizadas en el dominio de
unión de la Tj o en zonas adyacentes. La consecuencia de la
m utación del gen del receptor TRp es una m enor capacidad
- Í[T4] t[T4
Tejidos periféricos
Figura 25-11.
Tejidos periféricos
Resistencia a la hormona tiroidea. T4: tiroxina.
inhibidora de las hormonas tiroideas sobre la secreción de TSH,
que estimula de form a continua el tiroides. Asi pues, se produce:
1. U na elevación sérica de T^ libre y Tj libre, que puede llegar
a duplicar su límite de referencia.
2. U na concentración de TSH norm al o ligeramente elevada.
Se produce tam bién una m ayor respuesta de la TSH a la
estim ulación por tiroliberina.
Estos pacientes presentan bocio, pero no los síntomas habituales
ni las consecuencias metabólicas que acom pañan a un
hipertiroidism o. La resistencia a la horm ona tiroidea puede
ser generalizada o sólo hipofisaria (fig. 25-11):
1. La resistencia generalizada afecta tanto a la hipófisis com o
a los tejidos periféricos, por lo que los pacientes, a pesar de
tener elevadas las concentraciones de T^ y Tj, no presentan
signos de hipertiroidism o, sino que son eutiroideos o,
incluso, hipotiroideos, ya que es necesaria m ayor concentración
de hormonas tiroideas para ejercer los mismos efectos.
Estos pacientes pueden sufrir taquicardias por la acción
de las horm onas tiroideas en el receptor T R o, cardíaco.
2. En la resistencia hipofisaria, los tejidos periféricos responden
a las horm onas tiroideas, pero es necesaria una m ayor
concentración de horm onas tiroideas para producir una
respuesta hipofisaria. En este caso, el paciente tiene algunos
síntomas de hipertiroidism o, com o taquicardia o agitación,
ya que los tejidos periféricos responden n orm almente
a la acción de las horm onas tiroideas.
C á n ce r de tiro id e s
El cán cer de tiroides es un tu m o r bastante infrecuente,
representa el 1-3% de los cánceres y, en general, tiene buen
pronóstico. La m ayoría procede de las células epiteliales y,
según el aspecto histológico, pueden ser papilares o foliculares.
El carcin om a papilar es el m ás frecuente, representa el
80% del total de los cánceres de tiroides. O tros tipos de cán ­
cer son el anaplásico y el medular, que presentan m ayor agresividad.

298 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
70-
60-
50-
05
c 4ü-
Diagnóstico de
cáncer de tiroides.
Tiroidectomía total
\
O 30-
OI
\
p 20-
K
Tratamiento
10- con
\
\ Lim ite de referencia
\
Imágenes radiológicas
muestran restos
tumorales.
Tratamiento con
A
Imágenes radiológicas normales
TG indetectable
Evolución satisfactoria
No se observan restos
tumorales. Tratamiento
con ’^’ l porTG
detectable
0 -
O 12 15 18 21
Figura 25-12.
Meses desde el diagnóstico
Evolución de la concentración de tiroglobulina (TG) durante el seguimiento de un carcinoma papilar de tiroides.
Entre los riesgos de padecer cáncer de tiroides está el hecho
de haber sido sometido a radiación intensa, com o la radioterapia,
especialmente en la infancia. Afecta m ás a las mujeres,
en una proporción de 3 a 1 respecto a los hombres. El tratam
iento consiste en la elim inación de la glándula tiroides
mediante cirugía seguida de la eliminación de los restos tum o-
rales mediante la administración de altas dosis de yodo radiactivo
‘^^I. Este tratam iento provoca que el paciente se vuelva
hipotiroideo, por lo que ha de seguir un tratam iento de sustitución
con L-tiroxina.
El laboratorio tiene gran im portancia en el seguimiento del
tratam iento del cáncer de tiroides, junto con técnicas de diagnóstico
por imagen, com o el rastreo con una gammagrafía con
yodo radiactivo. La tiroglobulina circulante indica la existencia
de tejido tiroideo residual, pues hay cierta relación entre el
tam año tum oral y la concentración de tiroglobulina. Su concentración
no guarda relación, por tanto, con la actividad glandular,
sino con la existencia de tejido tiroideo (fig. 25-12):
1.
2 .
La concentración de tiroglobulina se debe volver indetectable
a las 6 - 8 semanas tras la tiroidectom ía total y el tratamiento
con yodo radiactivo. La persistencia de una con ­
centración detectable de tiroglobulina indica la existencia
de un resto tum oral en el organismo.
U na concentración de tiroglobulina que se eleva posteriormente
al tratam iento indica recidiva, progresión tum oral,
o la existencia de metástasis.
Dada la im portancia de la medición de niveles m ínim os de
tiroglobulina para detectar la existencia de pequeños restos
tumorales, es necesario disponer de técnicas inm unométricas
altam ente sensibles, con un límite de sensibilidad inferior a
0,2 [xg/L. Para aum entar la sensibilidad de la técnica, se suspende
la ingesta de la horm ona tiroidea 2 - 6 semanas antes de
la prueba para que la hipófisis produzca TSH. Así, junto con
la determ inación de tiroglobulina, es necesario cuantiñcar la
concentración de TSH para saber que ha habido una adecuada
estim ulación. U na alternativa para evitar el hipotiroidism o
producido por la suspensión de la horm ona tiroidea consiste
en la inyección intram uscular de tirotropina a (TSH recom -
binante) y determ inar la concentración de tiroglobulina basal
a los 3 días de la últim a dosis.
Cáncer medular de tiroides
El cáncer m edular de tiroides es una neoplasia de las células
parafoliculares C que representa m enos del 5% del total
de tu m ores que afectan el tiroides. Estas células producen
calcitonina, que en este tipo de tumores se eleva notablemente
en sangre, y su determinación puede ser empleada com o m arcador
tum oral. La calcitonina es un polipéptido de 32 am i­
noácidos con un puente disulfuro y una am ida prolínica carboxi-term
inal. Inicialm ente se sintetiza com o procalcitonina
y, tras modificaciones postraduccionales, se convierte en calcitonin
a m ad u ra. La calciton in a se puede elevar en otros
tu m ores n eu roen d ocrin os, com o el carcin o m a de células
pequeñas de pulmón, en enfermedades autoinmunes del tiroides,
en la enfermedad renal grave, la hipercalcemia y la hipergastrinem
ia.
Aproximadamente, el 25% de los casos son hereditarios, asociados
con la neoplasia en d ocrin a m últiple (M E N -2A o
M EN-2B) o familiares sin otras alteraciones endocrinológicas.
En estos pacientes se debe realizar un análisis del gen ret y la
determ inación de catecolam inas y m etanefrinas para descartar
la existencia de un feocrom ocitom a (cap. 28).
Puede ser interesante la estimulación con calcio o con pentagastrina
para evaluar a los pacientes con calcitonina inferior
a 100 ng/m L, a personas con el gen reím utado y a los fam iliares
de los pacientes con cáncer medular de tiroides, en los cuales
no se pueda realizar el análisis genético. En esta prueba se
adm inistra el estím ulo por vía intravenosa y se obtiene un
espécim en basal y a los 1, 2, 5 y 10 m in. La perfusión intravenosa
de pentagastrina (0,5 ng/kg) o de gluconato de calcio
(2,5 m g/kg) produce una concentración de calcitonina mayor
de 100 n g/L en los tum ores de células C del tiroides. El test de
calcio no es tan sensible com o el test de pentagastrina, por lo
que, a veces, se emplean combinados.
El tratam iento consiste en la tiroidectom ía y se emplea la
determ inación de calcitonina en el seguimiento de form a que
una concentración detectable indica la existencia de tejido
tum oral residual o de una metástasis. Adicionalmente, tiene
interés la cuantificación del antígeno carcinoem brionario
(CEA , del inglés, carcinoem bryonic antigen) ya que su elevación
en el transcurso de la enfermedad sugiere peor pronóstico.

Capítu lo 25— Hormonas tiroideas 299
D ete rm in acio n e s a n a lítica s
Es conveniente realizar los análisis de horm onas tiroideas
en ayunas, ya que los lipidos pueden alterar la fracción de horm
ona unida a proteínas. La producción de TSH es pulsátil
y presenta ritm o circad ian o con u n m á x im o n octu rn o
(fig. 25-13) aunque la hora de la extracción de sangre no es
im portante para la interpretación de los resultados.
Algunos medicamentos pueden m odificar la concentración
plasmática de las horm onas tiroideas. Así, el litio aum enta la
concentración de TSH plasmática m ientras que los corticosteroides
pueden dism inuirla. Los antiinflam atorios no esteroideos
pueden dism inuir la concentración de total.
Tirotropina
La determinación de tirotropina (TSH, del inglés, thyroiástim
ulating horm one) en los laboratorios clínicos se realiza
m ediante inm unoanálisis au tom áticos no isotópicos que
emplean moléculas fluorim étricas o quimioluminiscentes. A
la hora de definir el límite de detección, es necesario fijar más
la sensibilidad funcional en lugar de la analítica. La sensibilidad
funcional es la concentración que puede ser determinada
con un coeficiente de variación (CV) interanálisis inferior al
20% . La mayoría de los métodos actuales tienen una sensibilidad
funcional de al menos 0,02 m U l/L y se denominan m étodos
de tercera generación. De este m odo, la determinación de
TSH permite diferenciar pacientes con enfermedad de Graves
(TSH inferior a 0,01 mUI/L) de otros estados con menor supresión
de TSH, com o pacientes con enfermedad no tiroidea. La
determinación de TSH con un m étodo de sensibilidad funcional
igual o inferior a 0,02 m U I/L es más útil que la de T^ libre
para la detección temprana tanto del hipotiroidismo com o del
hipertiroidism o. La prevalencia de una disfunción tiroidea
leve, con una concentración de TSH alterada y una concentración
de T4 libre dentro del intervalo de referencia es del 1 0 %
en el caso del hipotiroidism o y del 2 % en el caso del hipertiroidismo.
La TSH circulante tiene diversas isoformas en función del
grado de glucosilación, que puede afectar a su reactividad
frente a anticuerpos. En algunos casos de hipotiroidismo puede
encontrarse una TSH anorm al con actividad disminuida aunque
el inmunoanálisis la mida com o una horm ona normal.
Tiroxina y triyodotironina totales
Las concentraciones de las hormonas T^ y Tj totales se miden
generalmente con métodos de inmunoanálisis no isotópicos
competitivos. Las horm onas tiroideas circulan en sangre fundam
entalm ente unidas a proteínas tran sportad oras y, por
tanto, es necesario liberarlas. Para ello se emplea un agente que
desplace a las horm onas de su unión con las proteínas TBG y
TBPA. Además, las horm onas tiroideas se unen a los anticuerpos
de detección con una afinidad mucho m ayor que a la albúm
ina, por lo que la unión de las horm onas a la albúm ina no
causa ninguna interferencia analítica. La horm ona endógena
liberada de su unión con las proteínas de transporte compite
con la añadida y m arcada por los sitios de unión al anticuerpo.
El desplazamiento de la unión de la horm ona a las proteínas
transportadoras y la dilución de la m uestra en el tam pón facilitan
la unión de la horm ona al anticuerpo. Los intervalos de
Figura 25-13.
Hora
Ritmo circadiano de la concentración plasmática de tirotropina
(TSH). La variación de la concentración a lo largo del día no es
tan amplia como para tener significado clínico.
referencia de la T^ y la Tj totales presentan cierta variabilidad
entre los distintos métodos empleados y se sitúan entre 58 y
150 nm ol/L para la T^ total y entre 1,2 y 2,7 nm ol/L para la Tj
total.
U na m odificación en los niveles de las proteínas transportadoras
puede afectar a la concentración total de T^ y Tj, pero
no la de horm onas libres. Así, en el embarazo, los estrógenos
estimulan la síntesis de la globulina fijadora de T^, por lo que
los niveles de T^ y Tj total en plasm a pueden estar elevados.
Asim ismo, se puede producir una interferencia analítica si en
el espécim en hay otro tipo de proteínas ligantes anorm ales,
com o los autoanticuerpos antihorm onas tiroideas. Estas proteínas
anómalas pueden provocar errores de interpretación en
los resultados de horm onas totales.
Tiroxina y triyodotironina libres
Las determ inaciones de las horm onas tiroideas libres son
muy útiles cuando la concentración de TBG está alterada. Tal
y com o se ha comentado anteriormente, sólo el 0,03% de T^ y
el 0,3% de Tj circulan libres. Los métodos directos de medida
de estas pequeñas concentraciones y que emplean separación
física entre la horm ona libre y la unida son muy engorrosos y
tan sólo se emplean en los laboratorios de referencia. En los
laboratorios clínicos habituales se utilizan, en ocasiones, análisis
de horm onas libres que no determ inan la concentración
real, sino que estim an la concentración de horm ona libre en
función de la horm ona total. Estos métodos son muy adecuados,
pero dependen en cierto grado de la concentración de las
proteínas transportadoras, que pueden provocar interferencias
y una interpretación errónea de los resultados. En general,
sobreestiman la concentración de la horm ona libre cuando la
concentración de proteínas es elevada y la subestiman cuando
la concentración de proteínas es baja. Por ello, la National Academy
o f Clinical Biochem istry (NACB) recom ienda denominar
a estos análisis «estim ación de las horm onas libres» para
evitar confusiones.
U no de los procedim ientos, m uy usado, emplea un anticuerpo
inmovilizado con gran afinidad por la horm ona que
se añade en m uy pequeña cantidad y une una porción muy
limitada de la horm ona total de la muestra. Al alcanzarse un
nuevo equilibrio, la cantidad de horm ona extraída es proporcional
a la libre. Los sitios de unión en el anticuerpo que quedan
desocupados y que son inversamente proporcionales a la

300 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
concentración de horm ona libre se determinan utilizando horm
ona m arcada con fluorescencia o quimioluminiscencia.
Tiroglobulina
La cuantificación de tiroglobulina se realiza con métodos
inmunométricos con un anticuerpo de captura y otro de detección.
Existen técnicas isotópicas y no isotópicas, y es recom endable
que el m étodo emplee com o estándar el CRM -457. Es
importante com unicar al especialista cHnico el límite de detección
de la técnica empleada, fundam entalm ente cuando las
concentraciones de tiroglobulina sean indetectables.
Un problema im portante en la determinación de tiroglobuhna
es la existencia de anticuerpos antitiroglobulina, que pueden
estar presentes hasta en el 25% de los pacientes con cáncer
de tiroides. La existencia de anticuerpos antitiroglobulina en
la m uestra interfiere en el resultado de la tiroglobulina e invalida
la información proporcionada por ésta. Por ello es conveniente
m edir la concentración de tiroglobulina y cuantiñcar
los anticuerpos antitiroglobulina de form a simultánea.
Autoanticuerpos antitiroideos
Algunas alteraciones de la glándula tiroides tienen su origen
en enfermedades autoinmunes, que la lesionan tanto por mecanism
os hum orales com o celulares que causan una reacción
inflamatoria con destrucción celular. Los autoanticuerpos más
interesantes desde el punto de vista analítico-clinico son los
anticuerpos antitiroglobulina, antitiroperoxidasa y antirreceptor
de TSH. Además, los autoanticuerpos antirreceptor de
TSH pueden producir una acción estimulante o bloqueadora
de la función tiroidea al unirse a los receptores de mem brana,
y producen hiper o hipotiroidismo, respectivamente. Cuando
aparecen autoanticuerpos antitiroideos en circulación durante
el embarazo, dado que pueden atravesar la placenta, provocan
una disfunción tiroidea en el feto que el neonato expresará clínicamente.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Bei^oglio LM, Mestman JH (eds.). NACB. Guía de Consenso para el D ií^ ó stico
y Seguimiento de la Enfermedad Tiroidea. Washington: NACB Laboratory
Medicine Practice Guidelines, 2005.
Comité Científico. Comisión de Hormonas. Sociedad Española de Bioquímica
Clínica Y Patología Molecular. Recomendaciones metodológicas para
la cuantificación y evaluación de la tiroglobulina sérica en el seguimiento
del carcinoma diferenciado de tiroides. Química Clínica 2006; 25; 419-422.
Kratzsch J et al. New reference intervals for thyrotropin and thyroid hormones
based on National Academy o f Clinical Biochemistry criteria and regular
ultrasonography of the thyroid. Clin Chem 2005; 51:1480-1486.
Kronenberg HM, Melmed S. Polonsky KS, Larsen PR (eds.). Williams. Tratado
de endocrinología, 11.‘ edición. Madrid: Elsevier, 2009.
WMtley RJ, Aín KB. Thyroglobulin: a specific serum marker for the management
o f thyroid carcinoma. Clin Lab Med 2004; 24: 29-47.
Yturriaga Matarranz R (ed.). Actualizaciones en endocrinología: tiroides,
2.* edición. México: McGraw-Hill, 2007.

Hormonas esteroideas
suprarrenales
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
D escripción anatóm ica de la corteza
suprarrenal 301
Sín tesis de las horm onas esteroideas
suprarrenales 302
Transporte de las horm onas esteroideas 303
M etabolism o de las horm onas esteroideas 303
A ldosterona 303
C o rtisol 304
Regulación de la secreción de cortisol.
Eje hipofisario-corticosuprarrenal 304
Ritmo circadiano del cortisol en sangre 305
Acciones del cortisol 305
Estudio dinám ico del m etabolism o
del cortisol 305
Pruebas de estimulación de la secreción de cortisol 305
Pruebas de supresión de la secreción de cortisol 305
A lteraciones de las horm onas esteroideas
suprarrenales 306
Hipercortisolismo (síndrome de Cushing) 305
Hipocortisolismo 308
IHiperplasia suprarrenal congénita 308
D eterm inaciones analíticas 310
Consideraciones preanalíticas 310
17-Hidroxicorticosteroides 310
Cortisol 311
Corticotropina 311
Referencias adicionales 311
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Repasar las bases anatómicas y la dependencia endocrina
de la producción de hormonas esteroideas de la corteza
suprarrenal.
• Conocer la disponibilidad, transporte, metabolismo
y eliminación de estas hormonas.
• Entender las acciones de la corticotropina en la corteza
suprarrenal, su acción estimuladora selectiva, el efecto
en la síntesis y secreción de glucorticoides y su regulación
por retroalimentación.
• Conocer la dependencia de la secreción de cortisol de
factores hormonales y metabólicos, y extraer la información
derivada de su análisis sanguíneo.
Seleccionar las pruebas más informativas del metabolismo
del cortisol, de su síntesis y liberación en distintas condiciones
clínicas, así como las pruebas basales y dinámicas que informan
del comportamiento del eje hipotálamo-glucocorticoideo.
Aplicar correctamente las pruebas analíticas en el estudio
del hiper e hipocortisolismo.
Evaluar analíticamente los estados de hiper
e hipoaldosteronismo.
Conocer las causas moleculares y el estudio analítico
de la hiperplasia suprarrenal congénita.
D escrip ció n an ató m ica
de la co rteza su p rarrenal
Las glándulas suprarrenales comprenden dos formaciones de
unos 4 g situadas en los polos superiores de los riñones (fig. 26-1).
Éstas reciben el sum inistro sanguíneo a través de las arterias
suprarrenales y están inervadas por el sistema nervioso autónomo.
Cada glándula suprarrenal está compuesta por dos estructuras
embriológicamente diferentes: la médula, que produce las catecolaminas,
y la corteza, que produce hormonas esteroideas.
La médula suprarrenal está form ada por las células crom a-
ñnes, que son células nerviosas posganglionares con una acti-

302 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Corteza
suprarrenal
Riñón
Zona reticulada
(andrógenos)
Zona fasciculada
(cortisol)
\ Glándula suprarrenal
Médula
deriva fundamentalmente del captado de las lipoproteínas de
baja densidad (LD L, del inglés, low-áensity lipoprotein) circulantes
y menos del 2 0 % proviene de la síntesis de novo a partir
de acetil-C oA . Para ello, la corteza suprarrenal posee abundantes
receptores de LD L, que le proporcionan una elevada
capacidad de captar colesterol, que se alm acena en form a de
ásteres de colesterol. Los tejidos esteroidogénicos poseen numerosas
vacuolas de ésteres de colesterol y abundante retículo
endoplásmico liso.
Zona glomerular-
(aldosterona)
Figura 26-1. Localización y estructura de las glándulas suprarrenales.
vidad neurosecretora que liberan al torrente circulatorio, fundamentalmente,
adrenalina (epinefrina) y, en m enor medida,
noradrenalina (norepinefrina) (Cap. 28). El térm ino crom afín
hace referencia a su afínidad por las sales de bicrom ato potásico,
que les confieren una tinción de color m arrón característica.
La corteza suprarrenal constituye el 80-90% de la glándula
y rodea la médula. A su vez, la corteza comprende tres capas
morfológica y funcionalmente diferentes:
1. Zona glom erular, m ás externa, que sintetiza, sobre todo,
aldosterona.
2. Zonafascicular, intermedia, que sintetiza, sobre todo, cortisol
y también algo de andrógenos.
3. Z ona reticular, m ás interna, que sintetiza, sobre todo,
andrógenos y algo de cortisol.
Las horm onas producidas por la corteza suprarrenal son de
naturaleza esteroidea y derivan del colesterol (fig. 26-2). Éste
S ín te sis de las h o rm o n a s
e ste ro id e a s su p rarre n ale s
Las enzimas que participan en la síntesis de horm onas esteroideas
son de cuatro tipos: desmolasas, hidroxilasas, isomerasas
y deshidrogenasas. Las que intervienen en la rotura de la
cadena lateral de colesterol y en las hidroxilaciones pertenecen
a la fam ilia del citocrom o P450. La enzima colesterol-esterasa
hidroliza los ésteres de colesterol y form a colesterol libre, que
la proteína StAR (proteína de la regulación de la esteroidogénesis
aguda) tran sp o rta hasta la m em brana m itocondrial
interna. Allí, la enzima colesterol-20,22-desm olasa (C Y P llA l)
escinde la cadena lateral de colesterol y lo transform a en pregnenolona,
de 2 1 átom os de carbono, que es precursora de las
horm onas esteroideas (fig. 26-3). La pregnenolona sale de la
m itocondria y en la zona glom erular o fasciculada la enzima
3|3-h¡droxiestero¡de-deshidrogenasa (3p-HED ) oxida el grupo
3 hidroxilo e isomeriza el doble enlace a A* para form ar la
progesterona. A partir de ésta se sintetizan los corticosteroides
C-21:
L Síntesis de aldosterona en la zona gom eru lar: la enzim a
21-hidroxilasa (CYP21B) hidroxila la progesterona y pro-
Colesterol
Pregnenolona
Androstenodiona Cortisol Aldosterona
Figura 26-2. Estructura de algunas hormonas esteroideas suprarrenales derivadas del colesterol. Se representa con letras la estructura del perhidrociclopentanofenatreno,
presente en todas ellas.

Capítu lo 26— Hormonas esteroideas suprarrenales 303
Colesterol- StAR
17-Hidroxipregnenolona
CYP17
Deshidroepiandrosterona
Androstenodiona
-*ColKterol
|CYP11A1
• P r e g r t e n d w i a
Mitocondria
3P-HED
Progesterona
CYP17/
.CYP21B
✓ 17-Hidroxiprogesterona'
3p-HED ^/^YP17 |CYP21B
Retículo endoplásmico
11-Desoxicortisol 11-Desoxicorticosterona
CortisoJ
C rP lIB ^
AkJostefona
Figura 26-3. Biosíntesis de esteroides suprarrenales. StAR: proteína de
la regulación de la esteroidogénesis aguda; CYP11A l : colesterol-20,22,-
desmolasa; CYP11B1: 11-hidroxilasa; CYP11B2: aldosterona-sintasa;
CYP21B: 21-hidroxilasa; CYP17: 17a-hidroxilasa; 3p-HED: 3p-hidroxies-
teroide-deshidrogenasa.
duce desoxicorticosterona. Posteriormente, en la m itocondria,
la enzima exclusiva de la zona glomerular aldosteronasintasa
(CYP11B2), con actividad llp-hidroxilasa y también
18-hidroxilasa y 18-oxidasa, forma inicialmente corticosterona
y después, aldosterona.
2. Síntesis de cortisol en la zona fasciculada: la progesterona
recibe dos hidroxilaciones sucesivas, una por la 17a-h i-
droxilasa (CYP17) que la transform a en la 17-hidroxiprogesterona
que a su vez, es h idroxilad a por la enzim a
21-hidroxilasa (CYP21B) que produce 11-desoxicortisol.
Este compuesto entra nuevamente en la mitocondria, donde
es hidroxilado por la enzima ll-|5-hidroxilasa (C Y P llB l)
a cortisol.
En la zona reticulada se sintetizan los andrógenos C-19 y en
ella la 17-a-hidroxilasa hidroxila la pregnenolona y produce
17-hidroxipregnenolona. La eliminación posterior de la cadena
lateral en C17 produce deshidroepiandrosterona, que se transform
a en androstenodiona por la 3p-hidroxiesteroide-deshidrogenasa
y en deshidroepiandrosterona-sulfato mediante una
sulfotransferasa.
Las glándulas suprarrenales producen progesterona, estrógenos
y andrógenos, pero en m enor cantidad que las glándulas
sexuales. Éstas, en cambio, no tienen las enzimas llp-hidroxilasa
y 2 1 -hidroxilasa, que sólo se encuentran en las glándulas
suprarrenales, por lo que el cortisol y la aldosterona son sintetizados
exclusivamente en la corteza suprarrenal.
Tran sp o rte de las
h o rm o n a s este ro id e as
Las hormonas esteroideas no se almacenan en las glándulas,
sino que se liberan a la sangre según se van sintetizando. Al
ser insolubles en agua, mayoritariam ente circulan en sangre
fuertemente unidas a proteínas transportadoras, que sirven de
depósito circulante de las horm onas esteroideas.
El cortisol plasm ático tiene una vida m edia en sangre de
unos 60-9 0 m in y circula en más del 90% unido con alta afinidad
a la proteína enlazante de cortisol (transcortina o globulina
transportadora de corticosteroides [CBG, del inglés.
corticoesteroid-bindingglobulin]) que se encuentra p rácticamente
saturada de cortisol y también unido a la albúmina aunque
a esta última se une con baja afinidad. La concentración
de tran scortina se increm enta durante el em barazo y con el
consum o de anticonceptivos m ientras que disminuye en alteraciones
de la proteinemia, com o la enfermedad renal, o en el
shock séptico. Estos cambios en la concentración de transcortina
afectan a la concentración de cortisol total. El 4-10% de
cortisol circula libre y, a m edida que se increm enta la concentración
de cortisol, también aumenta la concentración de cortisol
libre. Este cortisol libre, que es la fracción biológicamente
activa, se puede filtrar y eliminar por el riñón; por ello, la concentración
de cortisol urinario se correlaciona con la concentración
de cortisol plasmático libre. El cortisol salival refleja
también el nivel de cortisol libre.
La aldosterona tiene una secreción episódica, similar al cortisol,
y una vez que se ha liberado a la circulación tiene una
vida m edia de unos 10 m in . Esta horm ona se encuentra en
cantidades extremadamente bajas, unas 1 . 0 0 0 veces menor que
el cortisol, con una concentración media de 0,4 nm ol/L. La
aldosterona se transporta unida a la proteína enlazante de cortisol
en un 20% y a la albúmina en un 40% mientras que el 40%
restante circula libre en el plasma.
M etab o lism o de las
h o rm o n a s e ste ro id e as
Las horm onas esteroideas se metabolizan en el aparato gastrointestinal,
en el riñón y, fundam entalm ente, en el hígado.
Las enfermedades hepáticas pueden disminuir el metabolismo
de los esteroides suprarrenales y producir, por ejemplo, una
concentración más elevada de cortisol, com o en el caso de los
pacientes con cirrosis alcohólica. El metabolismo consiste en
diversas reacciones que neutralizan su actividad biológica, por
lo que los esteroides son m ás polares y se elim inan rápidamente.
Estas reacciones pueden ser reducciones, oxidaciones,
fragm entación de la cadena lateral, conjugación con el ácido
glucurónico o form ación de sulfatos. Estos metabolitos conjugados
con ácido glucurónico o sulfatados son las principales
formas en que se encuentran los esteroides en orina. Por ello,
su determinación en orina exige una hidrólisis previa con glucuronidasa.
E n ocasiones, el m etabolism o produce com puestos con
m ayor actividad biológica. El principal andrógeno suprarrenal
es la deshidroepiandrosterona y su sulfato, que tienen una
actividad androgénica débil. Estos com puestos se m etabolizan
periféricam ente a androstenodiona y, posteriorm ente,
a testosterona por la 17p-hidroxiesteroide-deshidrogenasa.
La testosterona es un com puesto con una elevada actividad
androgénica y, m ientras que en el hombre tiene poca im portancia,
com parado con la de síntesis testicular, en la mujer la
testosterona de origen suprarrenal puede tener relevancia clínica.
A ld o ste ro n a
El principal estímulo para la activación de la aldosteronasintasa
que lleva a una secreción de aldosterona es el descenso
de la presión arterial o de la concentración de sodio en el túbulo
distal a través del sistema de la renina-angiotensina (cap. 7) o

304 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Proopiomelanocortina
98 139 208
Procorticotropina
P-Lipotropina
C o rtira^ ^ ^a
1 13 39
Y-Lipotropina p-Endorfina ''
a-Melanotropina
p-Melanotropina
I
Lóbulo intermedio I
Figura 26-4. Procesamiento proteolítico de la proopiomelanocortina en la hipófisis y formación de los derivados peptídicos.
un incremento de la concentración de potasio plasmático. Adem
ás, la corticotropina o ACTH ejerce una ligera estimulación
al activar las etapas sintéticas iniciales. El sistema de la reninaangiotensina-aldosterona
interviene en el equilibrio de sodio
y potasio, en la regulación del líquido extracelular y en la presión
sanguínea. Los esteroides naturales o sintéticos con acción
sim ilar a la aldosterona se llam an m ineralocorticoídes. Los
esteroides 2 1 -hidroxilados tienen cierta actividad m ineralocorticoide.
C o rtiso l
Regulación de la secreción de cortisol.
Eje hipofisario-corticosuprarrenal
La ACTH es una horm ona peptídica hipofisaria de 39 am i­
noácidos que regula la síntesis y secreción de cortisol. Inicialm
ente se sintetiza la glucoproteina precursora proopiom
elan o co rtin a (fíg. 2 6 -4 ), que en la hipófisis an terior se
procesa produciendo A C T H y |3-lipotropina. E n el lóbulo
interm edio, la P-lipotropina se continúa procesando a los
neuropéptidos Y-lipotropina, p-endorfina y y-m elanotropina
(y-M S H ), y la A C T H se p rocesa a a -m e la n o tro p ín a
(a-M SH ).
D iversos estím ulos pueden p rovocar la síntesis de co rtisol,
com o la baja con cen tración de éste, la interleucina 1 , el
estrés, traum atism os, hipoglucem ia, la ingestión de alcohol
o la desnutrición. E n respuesta a estos estím ulos fisiológicos
y em ocionales, el hipotálam o produce la corticoliberina
(fíg. 2 6 -5 A ), que llega a la hipófisis p o r el sistem a p ortal
hipofisario y estim ula la secreción de A CTH . Ésta llega por
circulación a la glándula suprarrenal, donde estim ula la síntesis
y secreción de cortisol. La unión de A CTH a su recepto
r eleva el adenosina m onofosfato cíclico (A M P c), que
activa la proteína-cinasa A (fíg. 2 6 -5B ). É sta induce rápidam
ente la enzim a colesterol-esterasa, así com o la tran scrip ­
ción de las enzim as relacionadas con la síntesis de cortisol,
la C Y P llA l y la C YP21, además de la proteína StAR. El cortísol
producido inhibe p o r retro alím en tació n negativa la
secreción de corticoliberina y de ACTH.
Ritmo circadiano,
interleucina 1 , estrés y otros
Hipotálamo
^ ____________________________ ^
— Ésteres de
colesterol \
I Colesterol] Receptor ?ceptor
^ esterasay
„ ^ \ este T o \ J^
n
Corticotropina
StAR - ■
PKA
CYP11A1
Colesterol "*
Cortisol*---
Corteza suprarrenal
-* Cortisol
Figura 26-5A. Regulación hipotalámico-hipofisaria de la liberación
del cortisol.
Figura 26-5B. Proteínas de la síntesis de cortisol que son activadas por
la corticotropina. PKA: proteína-cinasa A, StAR: proteína de la regulación
de la esteroidogénesis aguda.

Capítu lo 26— Hormonas esteroideas suprarrenales 305
Ritmo circadiano del cortisol en sangre
La producción de corticoliberina depende del ritm o fisiológico
y emocional, por lo que, a su vez, las concentraciones plasm
áticas de ACTH y cortisol siguen un ritm o circadiano en
condiciones norm ales de vigilia y sueño (fig. 26-6 ). De esta
form a, las concentraciones plasm áticas de A CTH y cortisol
son m áxim as a las 6 - 8 h de la m añana (2,2-12 pm ol/L y 138-
690 nm ol/L, respectivamente), van disminuyendo progresivamente
a lo largo del día y son m inim as a las 2 0 h y durante la
noche (inferior a 4,4 pm ol/L y a 138 nm ol/L, respectivamente).
Este ritm o circadiano puede alterarse por num erosos factores,
com o el estrés físico o em ocional, la fiebre, las alteraciones
nutricionales, la depresión, la ansiedad o el uso de medicamentos.
El uso excesivo de glucocorticoides puede producir atrofia
de la corteza suprarrenal debido a la supresión de la ACTH. La
recuperación del ritm o de cortisol puede llevar sem anas o,
incluso, meses tras el cese de la adm inistración del glucocorticoide.
CC
^ 1. E\ test de estimulación con A C T H (test de Thorn) se emplea
con el fin de evaluar la capacidad de las glándulas supra-
@ rrenales de producir cortisol (ñg. 26-7A). Para ello se admi-
600-
500-
400-
300-
100-
8 12 16 20 24
Hora del día
Figura 26-6. Evolución de la concentración plasmática de cortisol a
lo largo del día.
Acciones del cortisol
El cortisol es una horm ona fundamentalmente catabólica:
1. Estimula la gluconeogénesis y disminuye el uso periférico
de glucosa, por lo que ejerce una acción hiperglucém ica.
Por ello, tiene un efecto diabetogénico. También estimula
la síntesis de glucógeno.
En el músculo estimula la proteólisis e inhibe la captación
de aminoácidos y la síntesis de proteínas.
Estimula la lipolisis en el tejido adiposo.
Favorece la redistribución de la grasa en cara, cuello, y
tronco.
El cortisol tiene un importante efecto sobre el sistema inmunitario,
pues es antiinflam atorio e inmunosupresor. Los esteroides
naturales o sintéticos con efectos similares al cortisol
se llam an glucocorticoides, com o la dexam etasona. Éstos se
emplean farmacológicam ente para tratar procesos inflam atorios,
alérgicos, reum áticos o respiratorios. El cortisol también
tiene cierta acción m ineralocorticoide e influye en el equilibrio
hidroelectrolítico y en la presión sanguínea.
E stu d io d in ám ico
del m e ta b o lism o del co rtiso l
Diversos factores fisiológicos o farmacológicos pueden alterar
la producción de ACTH y cortisol, por lo que es necesario
realizar pruebas de estim ulación o supresión para una adecuada
evaluación de estas horm onas.
I Pruebas de estimulación
I de la secreción de cortisol
*w>
g- En el estudio del eje A CTH -cortisol se emplean dos pruebas
I de estimulación:
nistran 2 50 ¡xg de tetracosactin (Synacthen*), un péptido
sintético con la porción de aminoácidos 1-24 am inoterm i-
nal activa de la ACTH . Una respuesta adecuada consiste
en un pico de cortisol superior a 550 nm ol/L dentro de un
intervalo de 6 0 m in . Los individuos con insuficiencia
suprarrenal no producen esta respuesta a la ACTH.
2. El test de estimulación con corticoliberina (test de CRH) se
usa para evaluar la secreción de ACTH por la hipófisis y
de cortisol por la corteza suprarrenal. Consiste en adm i­
nistrar 1 0 0 [xg o 1 [xg/kg de corticoliberina por vía intravenosa
y m edir el increm ento de A C T H y cortisol cada
30 m in durante 2 h.
Pruebas de supresión
de la secreción de cortisol
Existen dos pruebas, el test de supresión con dexametasona,
con el cu al se m ide la función suprarrenal p ara evaluar la
hiperfunción suprarrenal, y el test de m etirapona, con el cual
se mide la producción hipofisaria de ACTH (fig. 26-7B):
1. La dexam etasona es un glucocorticoide sintético mucho
m ás potente que el cortisol, que inhibe la liberación de
ACTH y, consecuentemente, de cortisol. Existen diversos
protocolos para realizar el test, que varían en función de
la dosis de d exam etasona adm inistrada oralm ente o el
núm ero de dosis de dexametasona:
a) Supresión nocturna con dexametasona (test de Nugent).
Consiste en adm inistrar una dosis de dexam etasona
( 1 m g norm alm ente u 8 m g en el caso de una supresión
con dosis elevadas) y medir la concentración de cortisol
en sangre venosa a las 8 h de la mañana del día siguiente,
que ha de ser inferior a 55 nm ol/L. Esta prueba produce
pocos falsos negativos, con elevada sensibilidad, del
95%. La especificidad, en cambio, es del 62% y puede
ocu rrir una falta de supresión adecuada en personas
estresadas o deprimidas, con obesidad, anorexia, infecciones
o que estén tom ando m edicamentos que incrementen
el metabolismo de la dexametasona.

306 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
500 -
750-
250-
L n
Lim i f
feren da
I
o 60
Minutos
Figura 26-7A. Test de estimulación con corticotropina: Se administra
250 ng de Synacthen® en un bolo intravenoso y se extraen muestras, a
tiempo O, y a los 30 y 60 min. Se muestra una respuesta normal (azul),
con una producción de cortisol superior a 550 nmol/L, y una respuesta
anormal por una hipofunción suprarrenal (rojo).
b) Supresión con dosis múltiples de dexam etasona. C onsiste
en adm inistrar dexam etasona (0,5 mg o 2 mg en
el caso de supresión con dosis elevadas) cada 6 h durante
2 días. Durante este tiem po se recoge orina cada día
y sangre venosa a las 8 h de la m añana del prim er y
del quinto días, y a las 20 h del prim er día. E n estos
especímenes se mide el cortisol. Los medicamentos que
inducen el m etabolism o m icrosóm ico, com o los an ­
tiepilépticos, pueden in crem en tar la d egradación
de dexam etasona de forma que no se alcancen concentraciones
suficientes para suprim ir el cortisol.
2. La m etirapona es u na d roga que in hib e la enzim a
llp-hidroxilasa, que cataliza el paso de 1 1 -desoxicortisol
a cortisol, por lo que produce un descenso de esta hormona.
Se adm inistran oralmente m etirapona por la noche y a la
m añana siguiente se obtiene un espécimen venoso para la
determ inación de cortisol, 11-desoxicortisol y ACTH. En
individuos sanos se ha de obtener una concentración de
ACTH superior a 33 pm ol/L y de 11-desoxicortisol superior
a 300 nm ol/L.
A lte ra cio n e s de las horm o n as
e ste ro id e a s su p rarre n ale s
Hipercortisolismo (síndrome de Cushing)
El hipercortisolism o puede ser p rim ario, por una hiperfunción
sup rarren al (p. ej., p o r un tu m o r suprarren al), o
secu n d ario a una h iperfu nción hipofisaria (p. ej., p o r un
tu m o r hipofisario secreto r de A C T H ; fig. 2 6 -8 ). A lgunos
tu m ores, tal y com o puede o cu rrir en los de pulm ón o los
n euroen docrinos, pueden prod u cir A C T H de form a ectópica,
que no se regula p o r el sistem a de retroalim entación
negativa por el exceso de cortisol. La producción excesiva
de A C T H conduce a una hiperplasia suprarrenal. N o obstante,
la causa m ás frecuente de síndrom e de Cushing es la
adm inistración excesiva de glucocorticoides, com o dexam e­
tasona, prednisolona, prednisona o hidrocortisona, empleados
m uy frecuentem ente com o antialérgicos, antíinflam a-
torios, en tratam ientos con tra el asm a, en las enferm edades
gastrointestinales, etc. M uchos pacientes que sufren estrés
por enferm edades o traum atism o, sobre todo los ingresados
en las unidades de cuidados intensivos, presentan una con ­
centración de cortisol elevada.
En más del 80% de los casos de pacientes con síndrome de
Cushing existe obesidad central, hipertensión e hiperglucemia,
con una respuesta alterada al test de sobrecarga oral de glucosa.
El exceso de andrógenos produce hirsutismo, acné y alteraciones
menstruales en la mujer. La actividad m íneralocorticoide
produce edem a. O tros síntom as m uy frecuentes son
estrías en la piel, pérdida de m asa m uscular, osteoporosis y
alteraciones psiquiátricas. Por su acción inm unosupresora,
estos pacientes también pueden tener m ayor tendencia a infecciones
y a una m ala curación de heridas. El abuso del alcohol
y la obesidad pueden producir alteraciones clínicas similares
al síndrome de Cushing, que se denom inan seudo-Cushing.
En estos casos, la concentración de cortisol urinario y el cortisol
sérico a las 24 h de la noche están dentro del intervalo de
referencia.
U na de las alteraciones iniciales del síndrome de Cushing
es la pérdida de la supresión de cortisol durante el ritm o círcadiano
de form a que m uchos pacientes tienen una concentración
plasmática de cortisol dentro del intervalo de referencia
por la m añana, muchas veces superior a 550 nm ol/L, pero
que no desciende a últim a hora de la tarde ni durante la noche
Test de dexametasona
Test de metirapona
750-
500-
ó 250-
Control
Hiperfunción
suprarrenal
Control
Hipofunción
hipofisaria
Figura 26-7B. Test de supresión nocturna con dexametasona (1 mg oral) y con metirapona (2 g oral). ACTH, corticotropina.

Capítu lo 26— Hormonas esteroideas suprarrenales 307
Ó
ACTH
f
Cortisol
y
Cortisol
Cortisol]
ACTH
i
Cortisol
Hiperfunción
Hiperfunción
suprarrenal
hipofisaria
Producción
ectóp ica de
corticotroD ina
Administración de
glucocorticoides
Figura 26-8.
Causas del síndrome de Cushing. ACTH, corticotropina.
^abla 26-1. Alteraciones bioquímicas en el hipercortisolismo
Suprarrenal Hipofisario Producción ectópica de ACTH Yatrogénico
Cortisol sérico ( 8 a.m.) >275 nmol/L >275 nmol/L 275 nmol/L 276 nmol/24 h >276 nmol/24 h >276 nmol/24 h 55 ng/L >55 ng/L Indetectable
Test de dexametasona No suprime Suprime No suprime
Test de corticoliberina No responde Elevada estimulación No responde
Test de metirapona
Elevada inhibición
ACTH: corticotropina (hormona adrenocorticotropa; del inglés, adrenocorticotrophichormone)
(tabla 26-1). La determinación de cortisol salival puede ser de
ayuda para estudiar la producción nocturna de cortisol; una
concentración de cortisol salival superior a 5,5 nm ol/L (límite
de referencia: 3,6 nm ol/L) a las 23 h repetido sugiere la existencia
de hipercortisolismo. La determinación del cortisol urinario
es m uy útil para descartar el sindrome de Cushing si la
concentración es inferior a 100 (xg/24 h si bien no tiene una
elevada sensibilidad diagnóstica.
En estos pacientes no se produce una supresión adecuada
de cortisol tras una dosis baja de dexametasona ( 1 m g la noche
previa). U n a supresión de co rtisol a un valor inferior a
55 n m ol/L excluiría el síndrom e de Cushing, ya que estos
pacientes no m uestran supresión y la concentración de cortisol
es norm alm ente superior a 2 48 nm ol/L.
En caso de que estas pruebas sugieran un síndrome de Cushing,
se pueden emplear otras pruebas para identificar el origen
del hipercortisolismo. El test con dosis elevadas de dexametasona
( 8 mg) produce supresión del cortisol en caso de que
la causa del hipercortisolism o sea de origen hipoñsario aunque
no es así si se debe a hiperfunción suprarrenal o producción
ectópica de ACTH. U na respuesta disminuida se puede
observar en pacientes con insuficiencia hipotalám ica o hipofisaria,
o con tum ores productores de A CTH . Asim ism o, el
test con metirapona produce una respuesta exagerada de secreción
de A CTH en el hipercortisolism o central.
La concentración de ACTH está suprimida en caso de que
el síndrome de Cushing sea por una m asa tum oral suprarrenal,
que puede ser confirm ada mediante el empleo de técnicas
radiológicas. Si el hipercortisolism o se debe a un exceso de
A CTH de origen hipoñsario o tum oral, entonces la concentración
de ACTH es detectable y generalm ente más elevada
cuando éste es de origen ectópico.
La corticoliberina producirá un increm ento exagerado de
ACTH y de cortisol en los pacientes con síndrome de Cushing
hipofisario. El estím ulo con corticoliberina no produce un
incremento de ACTH en los pacientes con síndrome de Cushing
de origen adrenal, pero con una concentración de ACTH no
muy suprimida, o debido a una producción ectópica de ACTH.
Una variante de esta prueba para estudiar un posible microadenom
a hipofisario en pacientes con exceso de ACTH consiste
en la extracción de sangre periférica y en las venas derecha e
izquierda del seno petroso inferior tras la adm inistración de
corticoliberina y en m edir el gradiente de A CTH . La relación
es superior a 3 en pacientes con síndrome de Cushing hipoñsario
y m enor de 3 cuando el exceso de A CTH tiene un origen
ectópico.

308 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Algunos tum ores de pulm ón, páncreas o carcinoides son
productores de A CTH , que alcanza una elevada concentración
en plasma, superior a 150 ng/L. Esta ACTH puede ser liberada
com o p recu rsor biológico con una actividad variable. Los
pacientes con producción ectópica debido a un tum or también
suelen producir otras horm onas, com o gastrina o calcitonina,
o m arcadores tum orales, com o el antigeno carcinoem briona-
rio (CEA , del inglés, carcinoem brionic antigen), o la enolasa
neuronal específica (NSE, del inglés, neuron-specific enolase).
La determinación de estos m arcadores tumorales es muy útil
para diagnosticar la existencia de una masa tum oral.
Hipocortisolismo
La deficiencia de cortisol plasm ático puede deberse a una
insuficiencia suprarrenal prim aria (enfermedad de Addison)
o secundaria a una hipofunción hipofisaria. La causa de una
insuficiencia suprarrenal prim aria puede ser una destrucción
de la glándula, por una enfermedad autoinmune, o infecciones,
com o tuberculosis, enfermedades infiltrantes, com o amiloidosis,
metástasis tumorales, medicamentos, o tener su causa
en alteraciones genéticas. La hipofunción hipofisaria, con baja
producción de ACTH puede deberse a una deficiencia congé-
nita, traumatismo, irradiación, infecciones, lesiones vasculares
o tum orales, etc.
Los pacientes con enfermedad de Addison sufren debilidad,
anorexia, náuseas que llevan a una pérdida de peso, hipotensión
y alteraciones de la percepción y de la conducta. La
deficiencia de cortisol plasmático puede producir hipoglucemia.
Además de la deficiencia de cortisol, habrá deficiencia de
aldosterona que produce hiponatremia, hiperpotasemia y acidosis
metabólica y concentración de sodio urinario baja. También
provoca dism inución del gasto cardíaco, hipotensión e
hipovolemia que produce, a su vez, un increm ento de la vasopresina
plasmática. Estos desequilibrios pueden ser graves, con
lo que el paciente ha de recibir tratam iento rápidamente. Los
pacientes con insuficiencia suprarrenal no siempre presentan
una concentración baja de cortisol a las 8 h de la m añana de
form a que la m edida simultánea de A CTH ayuda al diagnóstico.
M uchas veces tienen un increm ento secundario de la
A CTH plasm ática, que produce una hiperpigm entación de
la piel.
U na insuficiencia hipofisaria con m enor producción de
A CTH provocará una insuficiencia suprarrenal secundaria.
En este caso, la deficiencia no afectará la producción de aldosterona.
Los pacientes presentan síntomas similares a la enfermedad
de Addison aunque sin hiperpigmentación. La medida
de la concentración de A C T H ayuda a diferenciar entre un
hipocortisolismo suprarrenal, con una concentración plasmática
de ACTH elevada, y otro central, con una concentración
de ACTH plasmática m uy disminuida.
La con firm ació n de la insuficiencia se puede realizar
mediante el test de Synacthen* (fig. 26-7A), en el cual se observa
una falta de increm ento adecuado de cortisol. Si, además, hay
una concentración de ACTH elevada, se puede confirm ar que
el origen es una insuficiencia suprarrenal prim aria. En el caso
de que la insuficiencia tenga origen hipotalámico o hipofisario
se observará también una respuesta deficiente de cortisol ya
que la falta de A CTH puede causar una atrofia suprarrenal.
No obstante, el uso de 2 50 [xg de Synacthen* puede ser excesivo
para estudiar el hipocortisolism o central y es de mayor
utilidad em plear una dosis de 1 fig, m ás fisiológica. En este
caso se considera una respuesta anorm al por parte de las glándulas
suprarrenales si el cortisol no se increm enta por encim a
de los 385 nm ol/L. O tra form a de estim ulación es el test de
Synacthen* prolongado. Esta prueba de estimulación consiste
en ad m in istrar 1 m g de Synacthen* intram uscular durante
3 días y m edir la concentración de cortisol a las 5-8 h después
de cada dosis. E n la insuficiencia suprarrenal prim aria no
se observa n ingún increm ento de cortisol p o r en cim a de
6 0 0 nm ol/L m ientras que si la insuficiencia tiene un origen
central, se observa un incremento progresivo tras las sucesivas
dosis de cortisol.
En num erosos tratam ientos se emplean terapias prolongadas
con glucocorticoides a dosis elevadas, que pueden provocar
insuficiencia suprarrenal yatrogénica. El test de Synacthen*
prolongado puede ser útil para evaluar la reserva suprarrenal
sintética, previamente a la retirada de los glucocorticoides.
Los pacientes con insuficiencia central no responden a la
estim ulación con corticoliberina y el test de m etirapona tam ­
poco produce un increm ento de ACTH.
Hiperplasia suprarrenal congénita
La hiperplasia suprarrenal congénita tiene su origen en una
deficiencia de alguna enzima implicada en la síntesis de cortisol,
como la de 21-hidroxilasa, 11-p-hidroxilasa, 17-a-hidroxi-
lasa, 3-P-hidroxiesteroide-deshidrogenasa, aldosteronasintasa
o la deficiencia de la proteína StAR. En m ás del 90% de los
casos se debe a la deficiencia de 21-hidroxilasa. Com o consecuencia
de estas deficiencias enzimáticas, se produce un descenso
de la síntesis de cortisol y de la retroalim entación negativa
que éste ejerce sobre la A C T H y la corticolib erin a, y
provoca, por tanto, un incremento de la ACTH plasmática y,
com o consecuencia, una hipertrofia de la corteza suprarrenal.
En el caso de la deficiencia de 21-hidroxilasa y de 11-p-hidroxilasa
los intermediarios acumulados por el déficit enzimático
se dirigen hacia la síntesis de andrógenos, que se increm entan
en plasma m ientras que en el caso de deficiencia de la proteina
StAR y de la 3-p-hidroxiesteroide-deshidrogenasa, al ser enzimas
comunes a la síntesis de andrógenos, también se produce
una deficiencia de éstos.
Deficiencia de 21-hidroxilasa
Es una enfermedad autosómica recesiva, por un defecto en
el gen que codifica la enzim a m icrosóm ica citocrom o P450
21-hidroxilasa (CYP21B; fig. 26-9). Este gen está situado en el
crom osom a 6 en el entorno del complejo del antigeno leucocitario
hum ano (H LA, del inglés, hum an leukocyte antigen) y
próxim o al seudogen inactivo C YP 21A que procede de una
duplicación ancestral. La mayoría de las deficiencias de CYP21B
se producen por recom binación del gen activo y el seudogen,
causan deleciones u otro tipo de mutaciones, que producen
una enzim a inactiva. Esta recom binación intergénica se ve
favorecida por el hecho de que ambos genes están próxim os a
la zona del HLA.
La enzima 21-hidroxilasa cataliza el paso de progesterona a
11-desoxicorticosteronayde 17-hidroxiprogesterona a 11-desoxicortisol.
El descenso en la producción de cortisol y de
aldosterona por déficit de esta enzim a provoca un aum ento
de los niveles de 17-hidroxiprogesterona, que se desvía hacia

Capítu lo 26— Hormonas esteroideas suprarrenales 309
Cromosoma 6
Clase Clase I Clase I
DP DQ DR C2 CFB C4 C4
CYP21A
CYP21B
C A
Figura 26-9. Localización del gen de la 21-hidroxilasa dentro del complejo del antígeno leucocitario humano (HLA). C2: componente del complemento
2; C4: componente del complemento 4; CFB: factor B del complemento; CYP21A: seudogen; CYP21B: 21-hidroxilasa. A b a jo : reacción
catalizada por la enzima.
la formación de andrógenos (ñg. 26-10). Las consecuencias clínicas
de la deficiencia dependen de la actividad enzim ática
residual:
1. La. fo rm a clásica corresponde a una deficiencia grave
(menos del 1 1 % de actividad residual), con una prevalencia
de 1 caso de cada 16.000 nacidos vivos. Se debe a una alteración
grave de ambos alelos de la enzima. Esta deficiencia
grave produce virilización por exceso de andrógenos que
comienza ya en el periodo prenatal. El paciente puede tener
únicamente un déficit de cortisol o, además, también puede
presentar una deficiencia de aldosterona, lo que ocurre en
el 75% de los casos. Este déficit de aldosterona causa una
pérdida im portante de sodio por la orina que puede llegar
a prod u cir crisis fatales. Se observa un aum ento de la
17-hidroxiprogesterona, progesterona, androstenodiona y
testosterona. En la mujer, el exceso de andrógenos causa
genitales externos ambiguos (que responden a los andrógenos)
e hirsutismo mientras que los genitales internos son
norm ales y no está afectada la fertilidad de la mujer. En el
hombre, los genitales externos son norm ales con un descenso
de la fertilidad.
2 . L a fo rm a no clásica, en que existe una actividad residual
entre el 20 y el 50% , tiene una prevalencia m ucho m ayor y
llega a 1 caso de cada 1.000 nacim ientos. Su prevalencia es
m ucho m ayor en algunas poblaciones, com o en los judíos
askenazis. Se debe a una alteración m oderada de ambos
alelos o a la alteración m oderada de uno, y grave del otro.
En esta form a no se producen alteraciones electrolíticas
por deficiencia de aldosterona, la deficiencia de cortisol es
rara y tam poco se produce virilización prenatal. Las mujeres
nacen con los genitales normales y sufren síntomas más
tardíam ente, com o en la adolescencia, y más suaves por el
exceso de andrógenos, com o pubarquia precoz, hirsutismo,
acné, alteraciones menstruales, ovario poliquístico, infertilidad,
etc. En los hombres, los altos niveles de andrógenos
llevan a la inhibición de la producción de la gonadotropina
que lleva a una fertilidad menor.
La magnitud bioquím ica fundam ental es la determinación
de 17-hidroxiprogesterona, de la cual se produce un notable
increm ento en estos pacientes. En casos dudosos, com o las
formas tardías, se puede realizar un test de estimulación intra-
Colesterol
Pregnenolona
17-Hldroxipregnenolona
i
Deshidroepiandrosterona
Hiperplasia
Androstenodiona*
\CYP21B
17-Hidroxiprogesterona \
\
C YP21B|
\ '»
11-Desoxicortisol 11-Desoxicorticosterona
Cortisol
Figu ra 26-10.
▼
Cortisol
Aldosterona
Bloqueo de la síntesis de cortisol y aldosterona por la deficiencia de la enzima 21-hidroxilasa (CYP21B). ACTH: corticotropina.

310 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
venosa con 250 [ig de ACTH y m edir las concentraciones plasm
áticas de 17-hidroxiprogesterona y de cortisol a tiempo O, y
a los 60 m in de la adm inistración del estímulo. Los pacientes
con hiperplasia suprarrenal congénita producirán una notable
elevación de 17-hidroxiprogesterona, con una baja respuesta
de cortisol, y una relación 17-hidroxiprogesterona/cortisol
elevada. E sta prueba está con sid erad a com o la de
referencia en el diagnóstico de la hiperplasia suprarrenal congénita.
Deficiencia de la enzima 11-p-hidroxilasa
Es una enfermedad mucho menos frecuente que la deficiencia
de 2 1 -hidroxilasa, con una prevalencia de 1 caso de cada
1 0 0 . 0 0 0 nacim ientos, y constituye la segunda causa de hiperplasia
suprarrenal congénita con, aproxim adam ente, el 5% de
los casos de virilización por hiperplasia suprarrenal. Es especialmente
frecuente en algunas poblaciones del norte de África.
Existen 2 isoenzimas con esta actividad: la 11-p-hidroxilasa
(C Y P llB l)y la aldosteronasintasa (CYP11B2), ambas codificadas
en el brazo largo del crom osom a 8 . En la zona fasciculada,
la C Y P llB l convierte el 11-desoxicortisol en cortisol y la
1 1 -deoxicorticosterona en corticosterona.
E n la hiperplasia suprarrenal congénita p o r déficit en
1 1 -p-hidroxilasa se produce un fallo en la conversión de 1 1 -desoxicorticosterona
a corticosterona y de 1 1 -deoxicortisol a cortisol
(fig. 26-3). Com o consecuencia, hay un aum ento de los
niveles plasmáticos de ambos precursores: 1 1 -desoxicorticosterona
y 1 1 -desoxicortisol, respectivamente.
Al igual que ocurría con la 21-hidroxilasa, el déficit de 11-hidroxilasa
tiene com o consecuencia una virilización. Además,
la 1 1 -desoxicorticosterona tiene cierta actividad mineralocorticoide,
con lo que su acum ulación producirá una alteración
hidroelectrolítica e hipertensión similar a la del hiperaldosteronismo.
El diagnóstico analítico se basa en la detección de niveles
elevados de desoxicorticosterona y desoxicortisol.
Cribado neonatal de la hiperplasia
suprarrenal congénita
Es importante realizar un diagnóstico temprano de la hiperplasia
suprarrenal congénita con el fin de instaurar un tratamiento
que evite la deficiencia de cortisol y m ineralocorticoides,
que puede llegar a ser m ortal en el neonato. En algunos
países existen program as de cribado neonatal basados en la
determinación de la concentración de 17-hidroxiprogesterona
en sangre total, obtenida en papel de filtro, a p artir del tercer
día de vida. La 17-hidroxiprogesterona se mide por métodos
inm unom étricos, com o radioinm unoanálisis, enzimoinmunoanálisis
o fluoroinm unoanálisis. Estos m étodos tienen el
riesgo de sobreestim ar la concentración de 17-hidroxiprogesterona
debido a la baja especificidad del anticuerpo, que puede
reaccionar con otros esteroides suprarrenales, una situación
especialmente im portante en los recién nacidos. El punto de
corte es de 60 nm ol/L (20 fAg/L) y los neonatos con hiperplasia
suprarrenal congénita grave suelen tener concentraciones unas
tres veces superiores al punto de corte. En la detección sistem
ática neonatal se detecta la form a clásica de la deficiencia de
21-hidroxilasa y no las form as más suaves. La introducción de
la espectrom etría de masas en tándem ha m ejorado notablemente
la especificidad analítica y se puede realizar la determ i­
nación simultánea de 17-hidroxiprogesterona, cortisol, 11-desoxicortisol,
androstenodiona y desoxicorticosterona.
Tratamiento de hiperplasia
suprarrenal congénita
El tratam iento se basa en la sustitución horm onal con corticoides
y m ineralocorticoides, y así corrige, además, la producción
de A CTH y andrógenos. El control del tratam iento
consiste en la cuantificación periódica de 17-hidroxiprogesterona.
Hay que tener en cuenta que, aunque no se presente déficit
de aldosterona, se suele observar un aum ento de la actividad
de la renina, que también debe ser controlada.
D ete rm in acio n e s a n a lítica s
Consideraciones preanaliticas
Los especímenes para m edir de la concentración de cortisol
y A CTH se deben obtener teniendo en cuenta la hora del día,
dado el ritm o circadiano de estas horm onas. Norm alm ente se
extraen a las 8 o a las 2 0 h y, para el estudio del ritm o circadiano
de cortisol y ACTH, se realizan las extracciones de especímenes
a las 8 ,1 2 ,1 6 y 2 0 h.
Menos del 2% del cortisol se filtra en el riñón y aparece en
orina, y se eliminan unos 100-220 nm ol/24 h. La determ inación
de la concentración de cortisol en orina de 24 h es útil
para m edir la fracción de cortisol libre circulante. Adem ás,
esta prueba está libre de la variabilidad por el ritm o circadiano
del cortisol. H ay que tener en cuenta que una recolección
inadecuada o una función renal alterada puede m odificar los
resultados.
El cortisol en saliva también está en equilibrio con el cortisol
libre plasm ático, y existe una elevada correlación entre
ambos. Sin embargo, su correlación es peor con la concentración
de cortisol sérico total debido a la influencia de las proteínas
transportadoras. La determ inación de cortisol salival
nocturno (23-24 h) es una buena alternativa a la obtención de
sangre, pues se evitan los problemas de estrés derivados de esta
punción nocturna y el ingreso del paciente para su realización.
Para la recogida de saliva existen sistemas especiales que contienen
un algodón que se m astica y se deposita en un tubo.
Tras centrifugación, se obtiene la saliva para la cuantificación.
La concentración del cortisol en saliva es independiente de la
producción de saliva.
La ACTH es inestable en sangre y tiene una elevada adherencia
a los tubos de extracción. Para una adecuada cuantificación
en plasma venoso se han usar tubos con ácido etilendiam
inotetraacético (EDTA) previamente enfriados en hielo
y, una vez que se ha obtenido, el espécimen se coloca de nuevo
inmediatam ente en hielo y se centrifuga en frío. Para evitar su
hidrólisis, es útil utilizar inhibidores de proteasas, com o la
aprotinina. Adem ás, los especímenes se han de obtener antes
de la ad ministración de glucocorticoides.
17-l-lidroxicorticosteroides
Los esteroides metabolizados se elim inan principalmente
por la orina, donde se encuentran los llamados 17-hidroxicorticosteroides,
derivados m ayoritariam ente del metabolismo
del cortisol, y los llamados 17-cetosteroides, derivados m ayo-

Capítu lo 26— Hormonas esteroideas suprarrenales 311
ritariam ente del metabolismo de los andrógenos. La determ i­
nación de 17-hidroxicorticosteroides en orina tradicionalmente
se realizaba mediante la técnica colorim étrica de Porter-Silver.
Los metabolitos que mide son, sobre todo, los derivados tetrahidro
del cortisol, 1 1 -desoxicortisol y cortisona, por lo que se ha
usado para evaluar la hiperfunción suprarrenal. Este método
puede tener diversas interferencias por fárm acos. Además, se
pueden observar concentraciones elevadas de 17-hidroxicorticosteroides
en pacientes obesos, hipertensos o mujeres em ­
barazadas. C on el desarrollo de técnicas inm unoquím icas
precisas para m edir directam ente el cortisol, esta técnica colorim
étrica ha quedado obsoleta y ya no se usa.
Cortisol
El cortisol se puede cuantiñcar en especímenes de plasma
heparinizado o suero, orina recogida durante 24 h o saliva. La
determ inación de cortisol se realiza generalmente mediante
técnicas inm unom étricas directas con sistemas de detección
isotópicos o no isotópicos. Existen num erosos análisis com erciales,
algunos de ellos automatizados. No se realiza extracción
previa de la m uestra y, dado que la mayoría del cortisol está
unido a la proteína transportadora, se incluye algún agente
que desplace al cortisol de esta unión. Los anticuerpos muestran
una elevada especificidad aunque los esteroides pueden
tener cierto grado de reactividad cruzada y alterar la determinación.
Así, la dexam etasona no interfiere en el análisis de
cortisol. Sin em bargo, la prednísona o prednisolona puede
interferir al unirse a los anticuerpos de form a significativa.
Corticotropina
La cuantificación de ACTH en plasma se realiza habitualmente
mediante métodos inmunométricos isotópicos o no isotópicos.
Dada la baja concentración de la ACTH, algunos análisis
requieren u na extracció n de la h orm on a previa a la
incubación del anticuerpo, lo que prolonga el tiempo de determinación.
Existen métodos automatizados no competitivos que
emplean dos anticuerpos, uno de captura y otro de detección,
que reconocen epítopos diferentes. Estos métodos son rápidos,
pero existe el inconveniente de que algunos tumores producen
ACTH incompleta, pero activa, con lo que quizá no sea reconocido
por estos métodos. En estos casos es preferible emplear
métodos competitivos, com o el radioinmunoanálisis.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Lozano GB. Hiperplasia suprarrenal congénita. En; Sanjurjo P, Bandellou A,
eds. Diagnóstico y tratamiento de las enfermedades metabólicas hereditarias,
2.* edición. Madrid: Ergón, 2006.
Mochón F, Yturriaga Matarranz R. Actualizaciones en endocrinología: glándulas
suprarrenales. Madrid; McGraw-Hill/Interamericana, 2008.
Raíf H. Utility of salivary cortisol measurements in Cushing’s syndrome
and adrenal insufficiency. ] Clin Endocrinol Metab 2009; 94: 3647-3455.
Reimondo G et aL Laboratory differentiation o f Cushing's syndrome.
Clin CMm Acta 2008; 388; 5-14.
Stewart PM. La corteza suprarrenal. En: Kronenberg HM, Melmed S. Polonsky
KS, Larsen PR (eds.). Williams. Tratado de endocrinología, 11.* edición.
Madrid; Elsevier, 2009.
Thibodeau GA y Patton K T (ed.). Anatomía y fisiología, 6.* edición.
Madrid; Elsevier, 2007.
White PC- Neonatal screening fbr congenital adrenal hyperplasia.
Nat Rev Endocrinol 2009; 5; 490-498.

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Capítulo 2 7
Hormonas sexuales
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Recuerdo anatóm ico 313
Aparato reproductor masculino 313
Aparato reproductor femenino 314
Horm onas sexuales esteroideas 314
Síntesis de las hormonas sexuales esteroideas 314
Transporte de las hormonas sexuales 315
Metabolismo de las hormonas sexuales 316
Acciones de las hormonas sexuales 317
Regulación de la síntesis de hormonas gonadales esteroideas 318
Pubertad precoz 319
H ipogonadism o m asculino 319
Andropausia 320
Alteraciones en la diferenciación sexual masculina 320
A lteraciones del ciclo m enstrual
fem enino 320
M enopausia 321
H iperandrogenism o fem enino 321
Síndrom e del o vario poliquístico 321
Evaluación de la in fertilid ad 322
Evaluación de la reserva ovárica 322
Evaluación de la ovulación 322
Estudio bioquímico del semen 322
D eterm inaciones analíticas 324
Hormonas esteroideas 324
Gonadotropinas 325
Referencias adicionales 325
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Repasar los órganos que integran el aparato reproductor
masculino y el femenino.
• Conocer la vía de síntesis y regulación de las hormonas
sexuales, su metabolismo y sus acciones más importantes.
• Entender el significado del análisis de las hormonas sexuales
esteroideas y las hormonas reguladoras, así como
las consideraciones metodológicas fundamentales para
su determinación.
• Conocer las principales alteraciones funcionales
de las gónadas y el estudio analítico que se aplica para
su diagnóstico.
• Abordar analíticamente el estudio de los cuadros de
infertilidad y de la implicación de los sistemas reproductores
masculino y femenino.
R ecuerdo an ató m ico
Aparato reproductor masculino
Los testículos son los órganos reproductores masculinos que
producen los espermatozoides en cientos de tubos plegados de
una longitud de 30 a 70 cm, llamados túbulos seminíferos. Los
espermatozoides pasan de los túbulos seminíferos a los conductos
esperm áticos intratesticulares y de allí al epidídimo,
donde adquieren su m ovilidad y capacitación fecundativa.
En la eyaculación, los esperm atozoides se expulsan p o r el
conducto deferente al conducto eyaculador donde vierten las
vesículas seminales. A continuación, a su paso por el cuerpo
prostátíco, el eyaculado recibe las secreciones prostáticas y posteriorm
ente se incorpora a la uretra.
Los túbulos seminíferos alojan el epitelio germinal estratiñcado,
en el cual las células germinales o espermatogonias de
las capas profundas coexisten estrechamente unidas a las células
de Sertoli, secretoras y facilitadoras de la espermatogénesis.
También están las células de Leydig, que son células intersticiales
que producen testosterona por estímulo de la lutropina
(LH , del inglés, luteinizing horm one) hipofisaria.
D urante la espermatogénesis, los espermatozoides se form
an a p artir de las espermatogonias en un proceso que dura
unos 70 días (fig. 27-1). Diariamente inician este proceso unos
dos millones de espermatogonias en cada testículo, cada una
de las cuales puede producir 64 espermatozoides. La espermatogénesis
no se produce sincrónicamente a lo largo de todo el
túbulo seminífero, sino que hay un desfase temporal a lo largo
de los tubos, la llam ada onda espermática.

314 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Espermatogonia (2n)
Espermatocito
primario (2 n)
Espermatocito
secundario (n)
Espermátide (n)
Espermatozoide (n)
Primera división
meiótica
Segunda división meiótica'
Células de
Leydig
Membrana basa! del
túbulo seminífero
Célula de Sertoli
Figura 27-1. Esquema de la espermatogénesis en el túbulo seminífero. Primero, una división mitótica produce los espermatocitos primarios. Luego,
una división meiótica genera los espermatocitos secundarios. Éstos se transforman en espermátidesy, a continuación, en espermatozoides, por cambios
celulares que se denominan espermiogénesis
Granulosa
Trompa de Falopio
Oocito
Fimbrias
Figura 27-2. Estructura interna del aparato reproductor femenino. La
fecundación del óvulo se produce en el tercio final de la trompa de Falopio
tras el ascenso de los espermatozoides, por lo que la oclusión de
dichas trompas produce esterilidad (condensación del núcleo, pérdida
del citoplasma y formación del acrosoma).
ten unos 4 0 0 .0 0 0 folículos prim ordiales, de los cuales sólo
maduran unos 300-4 0 0 durante la etapa reproductora. Durante
la maduración, a la vez que el oocito sufre una división m eiótica
para originar el óvulo, se produce una proliferación de las
células epiteliales que lo rodean. Al finalizar la maduración,
los folículos están formados por tres capas celulares que rodean
el óvulo: la teca externa, la teca interna y la granulosa. La rotura
del folículo m aduro en el m om ento de la ovulación libera el
óvulo, que m igra hacia el útero por las trom pas de Falopio u
oviductos, que son unos tubos de 1 0 a 1 2 cm de largo.
El útero es un órgano hueco con forma de pera achatada que
com unica las trom pas de Falopio con la vagina y cuya función
es albergar el cigoto y, posteriormente, el feto. Consta de una
fuerte capa muscular, llamada miometrio, cubierta por una mucosa
llamada endometrio. Éste último sufre una serie de cam ­
bios durante el ciclo m enstrual que lo preparan para albergar
el em brión. En caso de que no haya habido fecundación, el
endometrio se desprende y provoca la m enstruación.
Aparato reproductor femenino
Los ovarios son dos órganos del tam año y forma aproximado
de una almendra situados a ambos lados del útero y su función
es la producción de horm onas y óvulos (fig. 27-2). Su tam a­
ño es m ayor durante la ovulación y durante la gestación mientras
perdura el cuerpo lúteo. En la zona cortical se alojan los
folículos que contienen en su interior los óvulos. Al nacer, exis-
H orm o nas se xu a le s e ste ro id e as
Síntesis de las hormonas sexuales
esteroideas
Las horm onas sexuales esteroideas tienen com o precursor
el colesterol y, según el núm ero de átomos de carbono, se distinguen
las siguientes (fig. 27-3):
OH
OH
Hormonas esteroideas C-21
Progesterona
Hormonas esteroideas C-19
Testosterona
Hormonas esteroideas C-18
17-p-estradiol
Figura 27-3.
Estructura de las hormonas esteroideas gonadales.

Capítu lo 27— Hormonas sexuales 315
CYP17
Colesterol
\ CYP11A1
Pregnenolona
3-p-HED
17-Hidroxipregnenolona
17,20-Desmolasa
Deshidroepiandrosterona
3-p-HED
Progesterona
CYP17
17-Hidroxiprogesterona
17,20-Desmolasa
17-p-HED
Estrena *-
CYP19
Androstenodiona
17-p-HED
Estradiol
CYP19
Testosterona
5-a-reductasa
D i h idrotestosterona
Figura 27-4. Síntesis de las hormonas sexuales. CYP11A1: colesterol-20,22-desmolasa; CYP17: 17-a-hidroxilasa; CYP19: aromatasa; 3-p-HED:
3-phidroxiesteroide-deshidrogenasa; 17-p-HED: 17-p-hidroxiesteroide-deshidrogenasa.
1. Horm onas esteroideas C-21: progesterona.
2. Horm onas esteroideas C-19: andrógenos, com o la testosterona.
3. Hormonas esteroideas C-18: estrógenos, como el 17p-estradiol.
Las etapas iniciales desde la síntesis de horm onas sexuales
esteroideas hasta la formación de androstenodiona son iguales
a las que ocurren en la corteza suprarrenal (fig. 27-4). Posteriorm
ente, la enzim a 17-p-hidroxiesteroide-deshidrogenasa
convierte la androstenodiona en testosterona que, por acción
de la aromatasa CYP19, se transform a en estradiol. Los ovarios
sintetizan fundam entalm ente progesterona y estradiol, y una
fracción m ínim a de andrógenos m ientras que los testículos
producen, sobre todo, testosterona. También se producen estrógenos,
tanto en el hombre com o en la mujer, por la arom atización
periférica de la androstenodiona. Ésta es la causa de la
existencia de estrona en el suero de las mujeres posmenopáusicas
pese a no haber producción en los ovarios.
Los andrógenos producidos por la glándula suprarrenal y
las gónadas son la deshidroepiandrosterona, androstenodiona
y, sobre todo, la testosterona, que es el principal andrógeno. La
testosterona en los hombres se sintetiza, sobre todo, en las células
de Leydig de los testículos, y sólo el 5% procede del m etabolism
o de los andrógenos suprarrenales. La testosterona
difunde a los túbulos seminíferos donde las células de Sertoli
producen la proteína enlazante de andrógenos, que une testosterona.
Estas células tam bién expresan u na enzim a, la
enzima 5-a-red u ctasa, que transform a la testosterona en dihidrotestosterona,
que posee una actividad androgénica mayor
(fig. 27-4). Existen dos isoenzimas de la 5-a-red u ctasa codificadas
por genes diferentes. La isoenzim a 1, codificada en el
crom osom a 5, se expresa preferentemente en el hígado y la piel
y la isoenzima 2 , codificada por el crom osom a 2 , tiene m ayor
afinidad por la testosterona y se expresa, sobre todo, en los testículos,
en la próstata y en los folículos pilosos. El 80% de la
dihidrotestosterona sérica procede de la conversión periférica
de la testosteron a. Los testículos tam bién producen una
pequeña cantidad de estradiol, sobre todo, las células de Sertoli
en la etapa prepuberal y las células de Leydig en la fase
pospuberal.
La síntesis de las horm onas sexuales en el folículo ovárico
de la mujer comienza en la zona de la teca donde, a p artir del
Figura 27-5. Síntesis del estradiol en el folículo ovárico. FSH: folitropina
(del inglés, follide-stim ulating hormone)', LH: lutropina (del inglés,
luteinizing horm one).
colesterol y por estim ulación de la LH, se sintetiza la androstenodiona,
que difunde a través de la m em brana basal a la
granulosa, donde se convierte en estradiol por estimulación
de la folitropina (FSH, del inglés, follide-stimulating hormone;
fig. 27-5). El estradiol, a su vez, potencia la expresión de receptores
de LH en las células de la teca. E n el plasma de la mujer,
también circula testosterona procedente, sobre todo, de la conversión
periférica de la deshidroepiandrosterona (D H EA ) y,
m ucho menos, de la síntesis en el ovario y en la corteza suprarrenal.
Por su parte, el cuerpo lúteo secreta la progesterona después
de la ovulación y la placenta durante el embarazo.
Transporte de las hormonas sexuales
Sólo se activa la pequeña fracción de las horm onas sexuales
(2 %) que circula libre en plasma ya que pueden entrar en las

316 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Receptor^
Proteína enlazante de cortisol
Progesterona
Albúmina
La SHBG es una P^-globulina que se sintetiza en el hígado.
El estradiol estimula su síntesis y la testosterona la inhibe, por
lo que su concentración en mujeres es el doble que en hombres.
Aunque transporta testosterona y 17-p-estradiol, tiene mayor
afinidad por la prim era. Los cambios en la concentración de
SHBG alteran la proporción entre testosterona libre y estradiol
libre, que son las fracciones activas. Así, un aumento de la concentración
de SHBG disminuye la proporción entre testosterona
y estradiol libre:
Receptor*
Testosterona Estradiol -Receptoi
Globulina enlazante
de hormonas sexuales
Figura 27-6. Transporte plasmático de la progesterona, testosterona y
estradiol a las proteínas plasmáticas.
células y unirse a su receptor. El resto circula en sangre unida
a proteínas de transporte (fig. 27-6):
1. La testosterona se encuentra unida fuertemente a la globulina
enlazante de horm onas sexuales (SHBG, del inglés,
sex-horm one-bináingglobulin), que actúa com o depósito.
También se une a la albúmina, pero la unión es débil, con
lo que la testosterona es biodisponible. El 45% de la testosterona
está unida a la SHBG en los hombres y el 70% en las
mujeres.
2. El estradiol circula., sobre todo, unido a albúmina y menos
a la SHBG.
3. La progesterona circu la unida a albúm ina y tam bién se
puede unir a la transcortina.
1. Increm entan su concentración: la cirrosis, el hipertiroidism
o, la anorexia nerviosa, los estrógenos o el hipogonadismo.
2. D ism inuyen su concentración: la obesidad, el hipotiroi-
dism o, los glucocorticoides, los andrógenos o el síndrome
del ovario poliquístico.
Metabolismo de las hormonas sexuales
La vida media de las horm onas sexuales es corta: 5 m in la
de la progesterona, 1 0 m in la de la testosterona y 2 0 m in la del
estradiol. La m ayor parte del m etabolism o de los esteroides
gonadales se produce en el hígado por reacciones de hidrogenación,
deshidrogenación e hidroxilación. Para increm entar
su solubilidad, se form an glucurónidos y, en m enor medida,
derivados sulfatados, com o el sulfato de D H EA (DHEA-S), de
m odo que se puedan elim inar por vía renal.
La m ayoría de los andrógenos, com o la testosterona o la
D H EA , se m etaboliza a un grupo de m etabolitos llam ados
17-cetosteroides (ñg. 27-7). Sin em bargo, el 0,3% de la testosterona
y de la androstenodiona se convierte en estradiol por
la enzim a aro m atasa, que es abundante en el tejido adiposo.
Estradiol DHEA Testosterona
t ^
Glucuronico
2-Metoxiestrona Estriol 17-Cetosteroides
Glucurónido de preqnanodiol
Figura 27-7.
Principales metabolitos de las hormonas sexuales. DHEA: deshidroepiandrosterona.

Capítu lo 27— Hormonas sexuales 317
Te
5-a-Reductasa
Te ----- --------- * DTe
Núcleo
cSHBG
ARNm
Receptor
androgénico
Elemento de respuesta
a andrógenos
Figura 27-8. Mecanismo de acción androgénico. 1. Reducción de la testosterona por la 5- a-reductasa. 2. Unión de la dihidrotestosterona al receptor.
3. Dimerización del receptorhormona. 4. Traslocación al núcleo. 5. Activación de los genes. Dte: deshidrotestosterona; Hsp: proteína de choque
térmico; SHBG: globulina enlazante de hormonas sexuales (del inglés, sex-horm one-binding globulin)' Te: testosterona.
El estradiol puede metabolizarse por dos rutas, una que conduce
a la formación de estriol y la otra, a la de 2 -metoxiestrona.
Posteriormente, los metabolitos se conjugan y se eliminan por
orina o por heces. La concentración de estriol se encuentra
notablemente elevada en el suero y orina de las mujeres embarazadas
ya que es sintetizado en la placenta a p artir de precursores
producidos en el hígado y las glándulas suprarrenales
fetales. Su determ inación tiene utilidad para valorar el bienestar
fetal ya que un descenso indica una alteración fetoplacentaria.
La progesterona se metaboliza en el hígado por sucesivas
reducciones a pregnanodiol m ientras que la 17-hidroxiprogesterona
se m etaboliza a pregnanotriol. Estos metabolitos, tras
conjugarse con ácido glucurónico y volverse más solubles en
agua, se eliminan por orina.
Conducto
deferente
Uretra
Pene
Testículo
Uretra
Vesículas seminales
Próstata
Epidídimo
Dependiente de testosterona
B Dependiente de
deshidrotestosterona
I l.
s 2.
Acciones de las hormonas sexuales
Los receptores de las horm onas sexuales son unas proteínas
citoplasm áticas que están unidas a proteínas de choque térm
ico (ñg. 27-8). Tras la unión de la horm ona al receptor, éste
se separa la proteína de choque térm ico y el complejo receptorhorm
ona dim eriza y se trasloca al núcleo, donde se une a
secuencias específicas de ADN para regular la transcripción
de diversos genes.
La progesterona producida por el cuerpo lúteo es importante
para el desarrollo endom etrial y lo prepara para alojar el
embrión y m antener el embarazo.
En la m ayoría de los tejidos diana, la testosterona se convierte
en d ihid rotestosterona, que es un andrógeno m ás
potente, antes de unirse a su receptor. Algunas acciones de la
testosterona se regulan por la expresión en tejidos de la 5 - a -
reductasa. Entre los efectos de los andrógenos están los siguientes:
P articip ar en el desarrollo y la función de los órganos
sexuales m asculinos (fig. 27-9).
Intervenir en la aparición de los caracteres secundarios
sexuales m asculinos: patrón de distribución del pelo, voz
grave y desarrollo característico de la musculatura.
Figura 27-9. Desarrollo sexual masculino dependiente de la testosterona
y de la deshidrotestosterona: La testosterona es importante en la
formación de epidídimo, conductos deferentes y vesículas seminales. La
dihidrotestosterona es importante en el desarrollo de uretra, próstata,
pene y escroto.
3. En el hueso, sobre todo tras la pubertad, estimulan el crecim
iento longitudinal y el cierre de las epífisis, por lo que
cesa el crecimiento.
Los estrógenos ejercen diversas acciones como:
1. Intervenir en el desarrollo y mantenimiento de los órganos
sexuales fem eninos y los caracteres sexuales femeninos
secundarios. Así, estimulan el desarrollo vaginal y uterino
en la pubertad y participan en el desarrollo de los conductos
m am arios y del endometrio.
2. Dism inuir la resorción ósea al antagonizar la acción de la
paratirina y contribuir al cierre de la epífisis en la pubertad.
3. Estim u lar la síntesis de triglicéridos, reducir la concentración
de LD L-colesterol e increm entar el H D L-colesterol.
4. Estim ular las síntesis de SHBG, transcortina, ceruloplasm
ina, transferrina y globulina transportadora de tiroxina.

318 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
de Sertoli. Pertenece a la fam ilia del factor de crecim iento
transformante p (FCT-p) con una estructura dimérica formada
por una subunidad a y otra p, de la cual hay dos tipos. Así,
existen dos isoformas: inhibina A (a-p A ) e inhibina B (a-p B ).
La unión de la inhibina a sus receptores en la hipófisis provoca
una disminución de la producción de FSH.
Regulación de la síntesis de hormonas
esteroideas en los testículos
Figura 27-10. Regulación de la función gonadal masculina. FSH: folitropina
(del inglés, follide-stim ulating hormone)', LH: lutropina (del inglés,
luteinizing horm one).
Regulación de la síntesis de
hormonas gonadales esteroideas
La gonadoliberina producida por el hipotálam o de forma
pulsátil estimula en la adenohipófisis la liberación de FSH y
LH , que se sintetizan y secretan también de forma pulsátil.
La FSH y la LH son horm onas form adas por dos subunidades,
a y p, y |Ses la específica de cada una de ellas. Aunque la
subunidad P posee cierta actividad, únicam ente el heterodímero
es completamente activo.
La FSH y la LH increm entan la concentración de colesterol
libre intracelular y su transporte a la m itocondria por la proteína
de la regulación de la esteroidogénesis aguda (StAR),
donde se convierte en pregnenolona por la enzima C Y P llA l.
La inhibina es una glucoproteína sintetizada en los ovarios
por las células de la granulosa y en los testículos por las células
La LH actúa sobre sus receptores en las células de Leydig y
estimula la producción pulsátil de andrógenos, sobre todo testosterona
(fig. 27-10). La testosterona producida actúa por
retroalim entación negativa sobre el hipotálam o y la hipófisis,
e inhibe la liberación de LH.
La FSH actúa sobre sus receptores en las células de Sertoli y
estim ula la síntesis de la inhibina B, que ejerce una retroalimentación
negativa de la FSH, y la proteína de unión de andrógenos.
También incrementa los receptores de andrógenos, por
lo que tiene una acción sinérgica a la testosterona en la maduración
de los espermatozoides. La proximidad celular y la existencia
de la proteína de unión a andrógenos permiten una elevada
concentración local de testosterona.
Ciclo menstrual
El ciclo m en stru al tiene una duración m edia de 28 días
y los cambios fisiológicos que suceden están condicionados
por las flu ctu acion es de las gonadotropinas que, a su vez,
están regulados por la retroalim entación ejercida por el estrad
iol y la p rogesteron a. E stá diferenciado en tres fases
(fig. 27-llA ):
1. Fase folicular o preovulatoria. Comienza coincidiendo con
la menstruación, previamente a la cual se produce un ligero
aum ento de FSH que estim ula la m aduración folicular.
D urante ésta se va incrementando la síntesis de estradiol,
sobre todo durante la segunda m itad, hasta el m om ento
anterior a la ovulación. También se produce inhibina B que,
Fase folicular Ovulación Fase luteínica
Figura 27-11 A. Función gonadal femenina y ciclo menstrual. Inicialmente se produce la maduración folicular que conduce a la formación del folículo
de Graff. Tras la ovulación se forma el cuerpo lúteo, constituido por la transformación metabólica de las células granulosas y tecales residuales del
folículo. A continuación se produce una regresión del cuerpo lúteo a cuerpo albicante. FSH: folitropina (del inglés, follide-stim ulating horm one)' LH:
lutropina (del inglés, luteinizing horm one).

Capítu lo 27— Hormonas sexuales 319
Minutos
Días del ciclo
Figura 27-11B. Evolución hormonal durante el ciclo ovárico. La cuantificación
de la concentración sérica de lutropina es útil para conocer el
momento de la ovulación.
Figura 27-12. Ejemplo de respuesta de la concentración de gonadotropinas
tras estimulación con 1 0 0 [ig de gonadorelina en un caso de
pubertad precoz, con una respuesta más propia de la pubertad. FSH:
folitropina (del inglés, follide-stim ulating hormone)', LH: lutropina (del
inglés, luteinizing horm one).
junto con el estradiol, inhibe la secreción de FSH en la hipófisis,
por lo que va decreciendo su concentración. Unas
12 h antes de la ovulación se produce un m áxim o de la LH,
estim ulada por el estradiol (fig. 27-llB ).
2. Fase ovulatoria. Se produce alrededor del día 14 y el pico
de LH es un m arcador de la ovulación. También se produce
un pequeño pico ovulatorio de la FSH. Previamente se produce
un descenso brusco del estradiol
3. Fase luteínica o secretora. Tras la rotura, el folículo se transforma
en el cuerpo lúteo, que produce progesterona y estradiol,
que aumentan hasta alcanzar un m áxim o unos 8 días
después. Tam bién se produce inhibina A , que ayuda a
m odular la acción de las gonadotropinas. Tanto la FSH
com o la LH van disminuyendo a lo largo de esta fase del
ciclo. Si no se produce la fecundación, hay una regresión
del cuerpo lúteo con el consiguiente descenso de progesterona
y estradiol que provoca la rotura del endom etrio y el
sangrado m enstrual. Al final del período se produce un
nuevo increm ento de la FSH.
En caso de producirse el embarazo, la gonadotropina coriónica
producida por el trofoblasto mantiene el cuerpo lúteo
y la producción de progesterona.
P u b ertad precoz
D urante la pubertad se desarrollan los caracteres sexuales
secundarios y se produce una aceleración del crecim iento. Se
produce un notable increm ento de la liberación de la gonadoliberina
que conduce a una respuesta hipofisario-gonadal
con elevación sérica de la concentración de gonadotropinas
y horm onas esteroideas sexuales. Los caracteres sexuales aparecen
en la niña entre los 9 y los 11 años y en los niños, entre
los 11 y los 13 años. Se denom ina pubertad precoz al desarrollo
de los caracteres sexuales secu ndarios antes de los
8 años en la mujer y antes de los 9 años en el hom bre. Tiene
una prevalencia aproxim ada del 0 , 2 % y afecta más a las mujeres.
La pubertad precoz puede ser cen tral (dependiente de
gonadoliberina) por activación tem prana del eje hipotalám i-
co-hipofisario-gonadal, periférica (independiente de gonadoliberina)
o m ixta.
La LH es la magnitud más importante en la evaluación bioquím
ica de la pubertad precoz central. U na concentración de
LH a prim era hora de la m añana superior a 0,4 U I/L y, sobre
todo, una concentración superior a 8 tJI/L tras estimulación con
gonadorelina (un análogo sintético de la gonadoliberina) son
muy específicas para la existencia de pubertad precoz de origen
central (fig. 27-12). En los hombres, la concentración de testosterona
por la m añana suele estar elevada y dentro del rango de
la pubertad; en las mujeres, por el contrario, la concentración
de estradiol generalmente tiene baja sensibilidad diagnóstica.
La pubertad precoz periférica puede ser un efecto secundario
a una hiperplasia suprarrenal congénita o a un tu m or
suprarrenal o de células germinales. Estos pacientes no responden
a la estimulación con gonadorelina y las concentraciones
de LH y FSH son bajas. Los hombres tienen una concentración
elevada de testosterona para su edad. Las mujeres
también presentan una concentración elevada de estradiol que,
si es superior a 367 pm ol/L, puede indicar com o origen un
tum or o quiste ovárico.
H ip o go n a d ism o m ascu lin o
El hipogonadismo m asculino se caracteriza por una dism i­
nución en la funcionalidad de los testículos y, por tanto, una
alteración en el desarrollo y la función sexual. La producción
dism inuida de testosteron a afecta los caracteres sexuales
secundarios y provoca la pérdida de pelo o de masa muscular.
Asim ismo, se producen alteraciones en el eyaculado con producción
deficiente de espermatozoides.
Analíticam ente, la diferenciación entre un estado de hipogonadism
o y una pubertad tard ía se puede realizar con la
adm inistración de gonadotropina coriónica. En la pubertad
tardía, la testosterona se eleva tras la administración intram uscu
lar de tres dosis de 1.500 U I de gonadotropina coriónica
hum ana (hCG, del inglés, hum an chorionic gonadotrophin) en
días alternos m ientras que en el hipogonadism o no hay respuesta
o ésta es muy leve.
Las causas de hipogonadismo pueden ser:
1. Deficiencia prim aria testicular o hipogonadismo hipergonadotrópico.
Puede ser por un defecto congénito, com o en

320 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
el síndrom e de Klinefelter y criptorquidia, o adquirido,
com o en orquitis, traum atism os, irradiación, enfermedad
hepática, enfermedad renal, fárm acos citotóxicos, alcoholismo,
etc. Com o respuesta a la baja producción de testosterona
se elevan la FSH y LH.
2. Deficiencia secundaria o hipogonaáismo hipogonadotrópico,
a causa de una alteración hipotalám ica o hipofisaria. Hay
un descenso de producción de FSH y LH que provoca
secundariamente menor producción de testosterona. Entre
las posibles causas se encuentra el síndrome de Cushing,
el hipotiroidismo, tumores hipoflsarios, traumatismos, etc.
H ay que tener en cuenta que el descenso de la producción
de gonadotropinas puede ser parte de una deficiencia generalizada
de horm onas hipoñsarias.
3. Respuesta deficiente o nula p o r parte de los órganos diana
de los andrógenos (resistencia androgénica).
Andropausia
La concentración de testosterona disminuye de forma natural
(el 0,4% anual para la total y el 1,2% anual para la libre) en los hombres
a partir de los 40-50 años. Sin embargo, no existe una pérdida
completa de la función gonadal. Este proceso natural, llamado
andropausia, en parte se debe a un descenso del número de células
de Leydig que producen testosterona. De esta forma, la concentración
media de testosterona a los 60 años es el 40% de la observada
a los 25 años. Aparte de ello, la concentración de LH se incrementa
ligeramente con la edad aunque también puede ser norm al o,
incluso, Iberamente baja. La concentración de SHBG se modifica
por numerosas condiciones, como la obesidad, la concentración de
insulina, etc. Por ello, en estos casos es más interesante la determinación
de la testosterona libre, que se encuentra disminuida con
más frecuencia que la concentración de testosterona total.
Alteraciones en la diferenciación
sexual masculina
La form ación de los genitales externos masculinos en el feto
necesita una función androgénica adecuada, que incluye la
producción de testosterona, la actividad 5-a -re d u cta sa y la
existencia de receptores androgénicos activos. Existen alteraciones
en estas proteínas que producen enfermedades, todas
ellas infrecuentes, que afectan la función o diferenciación
sexual m asculina con una alteración en el desarrollo gonadal
m asculino. Las alteraciones bioquím icas que afectan con
m ayor frecuencia a la virilización son el síndrome de resistencia
a los andrógenos y la deficiencia de 5-a-red u ctasa.
Alteraciones en el gen
del receptor de andrógenos
El gen del receptor de los andrógenos se encuentra en el cromosoma
X y codifica una proteína con dos dominios de unión:
uno muy conservado, form ado por dos dedos de Zn para la
unión al ADN y otro menos conservado para la unión a la hormona.
Además, en la región am inoterm inal hay dos dominios
polim órficos de repeticiones de poliglutamina y poliglicina.
Las mutaciones en el gen que codifica el receptor androgénico
producen el síndrome de resistencia a los andrógenos de forma
que, a pesar de poseer niveles normales e, incluso, elevados de
andrógenos, existe insensibilidad hacia ellos. El grado de feminización
es variable según la acción androgénica residual y va desde
una resistencia completa con existencia de genitales femeninos
hasta una suave con genitales masculinos e infertilidad.
La concentración sérica de testosterona y de LH es norm al
durante el período prepuberal, pero en la pubertad éstas están
elevadas. La testosterona se puede convertir en dihidrotestosterona,
pero una parte se tran sform a en estrógenos por la
acción de la arom atasa, por lo que la concentración de estradiol
también puede ser elevada.
La prueba de estimulación con gonadotropina coriónica sirve
para diferenciar la resistencia a andrógenos de la insuficiencia
androgénica. En el caso de la resistencia, la estimulación con
gonadotropina provoca un aumento en los niveles de testosterona,
lo que no se consigue en el caso de la insuficiencia.
Deficiencia de 5-a-reductasa
La deficiencia de 5-a-reductasa es una enfermedad autosóm
ico recesiva que tiene su origen en una deficiencia de la isoenzima
2, la relacionada con la diferenciación sexual. Dado que es
importante para el desarrollo de los genitales masculinos externos
durante la embriogénesis, los pacientes presentan órganos
genitales ambiguos. Estos pacientes tienen una elevada relación
de testosterona/dihidrotestosterona plasmática.
A lte ra cio n e s del ciclo
m e n stru al fe m e n in o
U na disfunción del eje hipotalám ico-hípofísarío-ovárico
puede alterar el ciclo m enstrual y causar oligomenorrea {intervalos
entre menstruaciones entre 6 semanas y 6 meses) o am e­
norrea (ausencia de m enstruación durante m ás de 6 meses).
Ésta última puede ocu rrir en período prepuberal (amenorrea
prim aria, con ausencia de menarquia) o pospuberal (am enorrea
secundaria a otros factores). Existen diversas causas que
pueden producir alteraciones en el período m enstrual, com o
trastornos psíquicos, pérdida de peso elevada, alteraciones
endocrinológicas, fallo ovárico, tum oral, etc.
Para evaluar estas alteraciones, es necesaria la determ inación
sérica de FSH, LH , estradiol y prolactina. También puede
ser necesaria la determinación de otras horm onas, com o TSH
o T 4. Si existe hirsutismo o virilización, es necesario cuantificar
en suero la testosterona y también sus precursores, DHEA-
S y androstenodiona, originados en las glándulas suprarrenales
y en las gónadas respectivamente.
En el fallo ovárico prim ario, debido a la falta de producción
de estradiol, no se regula adecuadam ente la secreción hipofisaria,
por lo que las concentraciones de gonadotropinas están
elevadas. Las alteraciones centrales, causadas por un tum or o
por necrosis hipofisaria en hemorragia posparto, por ejemplo,
producen un descenso de estradiol y progesterona com o consecuencia
de la baja producción de gonadotropinas.
Para evaluar la función hipofisaria, se puede emplear el test
de estimulación con gonadorelina, que consiste en la administración
en un bolo de 5 00 [xg de gonadorelina y la extracción
de especímenes de sangre venosa a intervalos de tiempo. No
hay un fallo hipofisario se observa un incremento m arcado de
LH (3-10veces)ym ucho menor de FSH (1,5-3 veces) alos 15-30
min. Esta elevación de las gonadotropinas excluye a la hipófisis
com o origen del hipogonadismo.

Capítu lo 27— Hormonas sexuales 321
M en opau sia
Existe un descenso de la reserva ovárica con la edad por la
disminución del número de folículos ováricos y ovocitos debido
a la atresia y la apoptosis. La capacidad de embarazo en la mujer
va dism inuyendo con la edad y, ap roxim adam ente, a los
35 años existe un descenso acelerado de la fertilidad, incluso
con ciclos menstruales norm ales. La menopausia es la detención
permanente de la m enstruación por la pérdida de la actividad
folicular ovárica, con una m edia de edad de 51 años.
Previamente existe un período de unos 5 años con ciclos menstruales
irregulares, llamado perimenopausia. La concentración
de FSH sérica se eleva durante la perim enopausia a m edida
que la capacidad funcional ovárica disminuye, pero sin que la
concentración de estradiol disminuya. No obstante, durante
este período existe gran variabilidad interindividual. En las
mujeres posmenopáusicas existe un notable increm ento de la
concentración de FSH, acompañado de un descenso de la concentración
de estradiol.
Causa de hirsutismo
Elevación plasmática
rSupi
DHEA-S
Androstenodiona
Testosterona
Ovárica
Androstenodiona
Testosterona
Figura 27-13. Hirsutismo de origen suprarrenal u ovárico y elevación
de la concentración plasmática hormonal. DHEA-S: sulfato de deshidroepiandrosterona.
H ip e ra n d ro g en ism o fe m e n in o
Aunque los ovarios y las glándulas suprarrenales producen
pequeñas cantidades de testosterona, la m ayoría de ésta p ro ­
viene de la conversión periférica de la androstenodiona. El
exceso de andrógenos en la m ujer puede causar trastornos,
com o infertilidad, oligomenorrea y amenorrea. Además, pueden
producir signos de virilización, acné e hirsutism o, en el
cu al hay un aum ento del vello co rp o ral con distribución
según un patrón m asculino. Hay que tener en cuenta que el
hirsutism o es bastante com ún en las mujeres, con un origen
benigno id iop ático, sin elevación de la co n cen tración de
andrógenos, con ciclos m enstruales norm ales y sin signos
de virilización.
En las mujeres con hiperandrogenismo femenino, el exceso
de testosterona suele provocar un descenso de SHBG. Por ello,
puede ser m ás inform ativa la determ inación de testosterona
libre o el índice de testosterona. La testosterona se convierte
en la piel, por la 5-a-red u ctasa, en dihidrotestosterona, que
se m etaboliza al glucurónido de 3-a-androstenodiol. Éste se
encuentra elevado en la m ayoría de las mujeres con hirsu ­
tismo.
Este exceso de andrógenos puede tener origen suprarrenal
u ovárico (fig. 27-13):
L Si es p o r hiperfunción suprarrenal se observa, adem ás
del in crem en to de an d ro sten o d io n a, la elevación de
D H EA-S. El hiperandrogenism o causado por una hiper-
I plasia suprarrenal congénita se caracteriza por el aumento
I de 17-hidroxiprogesterona, que se puede con firm ar por
Z su in crem en to tra s estim ulación con el test de Synac-
.§ then*.
I 2. Cuando el origen es ovárico, la producción excesiva de
I andrógenos ováricos se expresa principalmente en el incre-
,E m entó de androstenodiona, pero no de DHEA-S.
Sín d ro m e del o vario p o liq u ístico
El síndrome del ovario poliquístico tiene una prevalencia
muy elevada ya que afecta al 4-12% de las mujeres durante la
adolescencia. Sus causas no son conocidas y se caracteriza porque
los ovarios suelen contener abundantes quistes foliculares
bilaterales. El exceso de andrógenos que ocurren en otras situaciones,
com o en el síndrome de Cushing o la hiperplasia suprarrenal
congénita, también suele provocar quistes ováricos, ya
que se inhibe el desarrollo final de los folículos. Este síndrome
expresa un fenotipo heterogéneo y, en general, se caracteriza
por alteraciones ovulatorias, infertilidad, hiperandrogenismo
(acné, hirsutism o, etc.), obesidad y, aproxim adam ente, en el
50% de las pacientes, resistencia a la insulina con hiperinsulinismo.
En el estudio bioquím ico se encuentra habitualmente elevada
la concentración de LH , con una relación de LH /FSH
superior a 1,5 (fig. 27-14). El exceso de LH puede deberse, por
un lado, a la m ayor liberación de gonadoliberina y, por el otro,
al increm ento de la sensibilidad hipofisaria a esta horm ona.
La m ayoría de pacientes presenta un exceso de testosterona
aunque ésta quizá no se observe si se mide la concentración
total. Ello se debe al hecho de que la concentración de SHBG
suele estar baja, por lo que también desciende la de testosterona
total aunque está elevada la fracción libre. Puede elevarse
la D H EA-S si hay una hipersecreción suprarrenal y la androstenodiona.
La elevada producción androgénica se puede metabolizar
a estrógenos, por lo que la concentración de éstos se
mantiene.
Hirsutismo
Figura 27-14. Alteración de la concentración de gonadotropinas
en el síndrome del ovario poliquístico. FSH: folitropina (del inglés,
follicle-stimulating hormone)', LH: lutropina (del inglés, luteinizing horm
one).

322 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Evalu a ció n de la in fe rtilid a d
La infertilidad es la incapacidad de una pareja para concebir
después de 1 año de relaciones sexuales regulares y sin protección
anticonceptiva. Aproximadamente, el 25% de las parejas
pueden sufrir esta situación durante su etapa reproductiva
y, dado que es una alteración que afecta a la pareja, se debe
estudiar tanto al hombre com o a la mujer. El estudio ginecológico
y urológico aborda inicialmente la evaluación anatómica
y funcional. Entre los estudios bioquímicos se deben valorar
posibles trastornos del eje hipotalám ico-hipofisario-gonadal
u otras alteraciones horm onales, com o tiroideas o prolactinomas
(tabla 27-1). Por ejemplo, el exceso de prolactina inhibe el
eje hipotalám ico-hipoñsario-gonadal y actúa sobre los pulsos
de gonadoliberina.
Además de estudios endocrinológicos, en el hombre se realiza
un exam en de semen o esperm iogram a. Así, una azoosperm
ía junto con una concentración de testosterona dentro
del intervalo de referencia y FSH elevada indica una alteración
en los tubos seminíferos m ientras que, si la azoosperm ia está
acompañada por unos valores de testosterona y de FSH dentro
del intervalo de referencia, orienta m ás hacia u na obstrucción
del aparato genital bilateral. No obstante, debido a la participación
de tantos factores fisiológicos e inmunológicos, en
num erosas parejas no se llega a identificar la causa de la infertilidad.
Evaluación de la reserva ovárica
El análisis de FSH en los primeros días del ciclo (habitualmente
en torno al día 3) sirve para evaluar el envejecimiento
gonadal de m odo que una concentración de FSH superior a
15 U I/L indica baja reserva ovárica. Puesto que la FSH todavía
tiene capacidad de estim ular la producción de estradiol, una
con cen tración de estradiol inferior a 2 90 n m ol/L tam bién
indica m enor capacidad reproductora.
El clomifeno es un inhibidor com petitivo del receptor de
estradiol y la respuesta de FSH a éste es m ayor cuanto menor
sea la retroalim entación del estradiol. Tras la adm inistración
de 100 m g diarios de clomifeno los día 5-9 del ciclo menstrual,
se observa una fuerte elevación de FSH en el día 10 si la producción
ovárica de estradiol es baja.
E v a lu a ció n d e la o v u la ció n
El pico de LH que se produce unas 24-36 h antes de la ovulación
se puede determ inar en sangre o en orina. En una mujer
con un ciclo ovárico norm al, la determinación de la progesterona
sérica el día vigésimo prim ero del ciclo, en la fase luteínica,
tiene interés para evaluar si ha habido ovulación. Una
concentración superior a 30 nm ol/L indica una ovulación norm
al y la form ación del cuerpo lúteo. En cambio, una concentración
inferior a 10 nm ol/L indica que no ha habido ovulación
o bien que hay una producción insuficiente de progesterona.
U na concentración interm edia sugiere que ha habido ovulación,
pero que la fase luteinica está alterada.
Estudio bioquímico del semen
Composición del semen
El eyaculado está compuesto por espermatozoides y líquido
sem inal. El líquido sem inal se form a con la secreción de las
vesículas seminales (60%), de la próstata (30%), del epidídimo
y de las glándulas bulbouretrales ( 1 0 %):
1. La secreción de la vesícula seminal participa en la m ovilidad
de los espermatozoides y en las características de viscosidad
y alcalinidad del plasma seminal. Contiene ascorbato
y fru cto sa, con funciones red u ctoras, y factores
procoagulantes.
2 . Ld.próstata secreta citrato, antígeno prostático específico,
zinc, fosfatasa ácida, |3-microseminoproteína y otros com ­
puestos fundamentales para la función del espermatozoide.
El tam año y la secreción prostática dependen de la función
androgénica. La secreción prostática facilita la licuefacción
del líquido seminal, previamente coagulado por acción del
componente vesicular. El zinc secretado por la próstata es
im portante para m antener la estabilidad de la crom atina
del espermatozoide.
3. El epidídimo secreta carnitina.
La producción del eyaculado no es homogénea: la prim era
fracción, fluida y ácida, es rica en secreción p rostática; la
segunda fracción es rica en espermatozoides móviles y p ro ­
cede, sobre todo, del epidídimo, y la última fracción, gelatinosa
Tabla 27-1. Alteraciones endocrinológicas causantes de infertilidad
Alteración Testosterona Estradiol FSH LH Prolactina
Fallo gonadal primario
Testicular - + + N
Ovárico
+ + N
Hipogonadismo
hipogonadotrópico
Hombre - - N;/- N
M ujer N/- N/- N/- N
Hiperprolactinemia
Hombre - N/- - +
M ujer - - - +
Resistencia androgénica
en el hombre
Síndrom e del ovario
poliquístico
+ + + N
N/- N/- + N
FSH: folitropina (del inglés, foHide-stimulating hormone); LH: lutropina (del inglés, luteinizing hormone).

Capítu lo 27— Hormonas sexuales 323
y alcalina, procede de las vesículas seminales y contiene espermatozoides
inmóviles. La licuefacción de esta fracción se acelera
al ponerse en contacto con la prim era fracción, más rica
en secreción prostática.
Los espermatozoides tienen un tam año de 50-60 [xm y constan
de tres partes (fíg. 27-15):
1.
2 .
3.
Cabeza, que es oval, de 4 -5 fim de largo y 2 ,5 -3 ,5 ¡xm de
ancho. Contiene el núcleo y el acrosoma, un lisosoma modificado
rico en hialuronidasa, que representa el 40-70% del
volumen de la cabeza.
Pieza interm edia, que aloja los centriolos y gran cantidad
de m itocondrias. Está unida a la cabeza de form a axial y
tiene una anchura inferior a 1 [xm y 1,5 veces la longitud
de la cabeza.
Cola, que es ligeramente más fina que la pieza intermedia
y con una longitud de unos 45 [xm.
Espermiograma o seminograma
El estudio del semen es una parte muy im portante dentro
del estudio de la infertilidad de la pareja y proporciona inform
ación sobre la capacidad exocrina de las glándulas sexuales
m asculinas. El paciente debe obtener una m uestra completa
tras un período de abstinencia de 3 a 7 días y recogerla en un
recipiente adecuado y estéril. La m uestra debe llegar al laboratorio
en el plazo de 1 h para su estudio. La exploración física
se realiza después de m antener la m uestra durante 20-25 min
a 37 ®C. El semen coagula de forma espontánea tras su emisión
para licuarse de nuevo entre 5 y 30 m in después. La falta de
licuefacción, con existencia de m o co o grum os, indica una
secreción prostática insuficiente.
Dado que las fracciones de semen durante el eyaculado no
son homogéneas, el resultado de una m uestra incompleta no
refleja el total del eyaculado. Puede ser sospechosa, por ejemplo,
de una m uestra con una elevada concentración de espermatozoides
en un volumen pequeño. También numerosos factores
preanalíticos pueden afectar el resultado del análisis,
com o un retraso en la entrega de la m uestra en laboratorio
desde su recogida, el transporte y conservación inadecuados
de la muestra, períodos de abstinencia prolongados, recogida
inadecuada {coitus interruptus, etc.), con tam in ación de la
m uestra con jabón, agua u orina, etc. Por todo ello, no debe
establecerse un diagnóstico basado únicam ente en una muestra,
sino que ante unos resultados anómalos ha de obtenerse
una nueva.
E xisten unas recom endaciones de la OMS (1999) y de la
Sociedad Europea de Em briología y Reproducción Hum ana
para la realización del análisis del semen. Según estas reco ­
mendaciones, el estudio del semen se divide en tres tipos de
análisis según la im portancia de la inform ación que sum inistran
: básicos, opcionales (incluye el análisis bioquím ico del
líquido) y avanzados. Dentro de los básicos se encuentran:
1. E xam en macroscópico: licuefacción, aspecto, volumen, viscosidad
y pH.
2. E xam en microscópico: concentración de espermatozoides
y otras células, m ovilidad, vitalidad y m orfología de los
espermatozoides; existencia de aglutinaciones y detección
de anticuerpos antiespermatozoideos unidos a la superficie
del espermatozoide. La movilidad de los espermatozoides
se clasifica en cuatro tipos:
Anomalía
de cola
A
Figura 27-15.
alteraciones.
Anomalía ,
de cabeza
é
Anomalía de
pieza intermedia
'^ C o la
--- Pieza
--- - intermedia
Cabeza
Espermatozoide normal
Microfotografla de espermatozoides normales y con
a) P ara los esperm atozoides con m ovilidad progresiva
rápida.
b) Para los de movilidad progresiva lenta.
c) P ara los esperm atozoides con m ovilidad no progresiva.
d) Para los espermatozoides inmóviles.
Existe una gran variabilidad biológica, por lo que para una
evaluación inicial de la función testicular son necesarias dos
m uestras de eyaculado que difieran entre 1 y 3 semanas. Es
aconsejable repetirlo si el análisis produce resultados anóm a­
los, especialmente si el esperm iogram a se realiza dentro de un
estudio básico de esterilidad. Tras un tratam iento quirúrgico
o farm acológico del hombre para m ejorar la calidad seminal,
es necesario esperar al menos 3 meses para estudiar un nuevo
eyaculado y determ inar la influencia del tratam iento.
El m anual de la OMS de 1999 contiene unos valores de referencia
orientativos que corresponden a población fértil (tabla
27-2). Sin embargo, hombres con alteraciones de esos valores
pueden conseguir gestaciones.
La existencia de autoanticuerpos antiespermatozoideos se
suele determ inar mediante técnicas que emplean bolitas de
poliacrilam ida recubiertas de antiinm unoglobulinas hum a­
nas. La existencia de más del 50% de espermatozoides móviles
unidos a las bolitas sugiere la existencia de autoanticuerpos.
La existencia de células espermatogénicas inmaduras en un
porcentaje superior al 5% es indicativa de una irritación del
epitelio germinal.
El color am arillo puede indicar procesos supurativos, abstinencia
prolongada, ictericia, etc., m ientras que la m uestra
pardo-rojiza puede indicar que haya sangre. Un pH m ayor de
8 puede deberse a inflam ación o una alteración prostática
m ientras que, si es inferior a 7,2, sugiere una alteración de las
vesículas seminales aunque también puede ser causado por un
estudio excesivamente tardío. N o existen unos criterios m orfológicos
de referencia claros aunque, si hay menos del 15% de
formas normales, el hombre tiene m enor probabilidad de éxito
en fecundación in vitro. En los pacientes con un volumen de
eyaculado inferior a 1 m L o con aspermia puede ser recom endable
un análisis de orina posteyaculación para observar si hay
espermatozoides, que indicarían una posible eyaculación retrógrada.
Es frecuente la existencia de leucocitos, sobre todo neutrófilos,
aunque un exceso (recuento superior a 1.000.000/m L)
indica que hay infección.
El esperm iogram a también se utiliza para controlar la efectividad
de una vasectom ía. El estudio posvasectom ía consta
de un exam en en fresco y otro tras la centrifugación de la
muestra. Para indicar que un semen es azoospérm ico, se debe

324 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Tabla 27-2. Valores de referencia del eyaculado según la OMS
Parámetro Valor de referencia Alteración
Aspecto
Licuefacción
Nacarado
Completa en 40 min
Volumen 1,5-5,5 mL Asperm ia (hipogonadism o grave o eyaculación retrógrada)
Hipospermia ( 6 mL: inflam ación u otras)
Viscosidad
Filancia 7,2
Concentración
Cantidad
s 2 0 millones de
espermatozoides/mL
s40 millones de espermatozoides
Azoospermia: ausencia de espermatozoides (p. ej., vasectomia). Si se
acom paña de un pH inferior a 7,2, ausencia de coagulación y volumen
bajo, sugiere agenesia de las vesículas u obstrucción de los conductos
deferentes
Oligozoospermia: menos de 20 millones de espermatozoides/mL
Criptozoospermia: ausencia de espermatozoides en el examen
microscópico de la muestra, pero existencia en la muestra centrifugada
Movilidad Movilidad progresiva (tipos a y b)
> 5 0 % o bien rápida (a) > 2 0 %
Astenozoosperm ia (espermatozoides inmóviles por alteraciones
en el flagelo u otras)
Vitalidad
Más del 7 5 % de las formas
no teñidas con eosina
Necrozoospermia
M orfología a3 0 % normal Teratozoospermia: menos del 3 0 % de los espermatozoides con formas
normales según la O M S y menos del 14% de los espermatozoides
con formas normales según criterios estrictos de Krüger
Oligoastenoteratozoosperm ia: alteración de las tres variables
observar la m uestra tras centrifugación. A pesar de no encontrarse
esperm atozoides en el eyaculado antes y después del
embarazo, en 1 / 1 0 0 . 0 0 0 vasectomías se producen gestaciones,
confirm adas con estudios genéticos de paternidad, y atribuidas
a recanalizaciones transitorias.
D ete rm in acio n e s a n a lítica s
Hormonas esteroideas
Los procedimientos más habituales para la determinación
de las hormonas esteroideas en el laboratorio clínico son m étodos
de inmunoanálisis competitivos. Éstos se basan en la com ­
petición entre la horm ona de la muestra y la horm ona marcada
añadida a una concentración fija por los sitios de unión a anticuerpos.
Puesto que los sitios de unión son limitados, la can ­
tidad de la horm ona marcada que se une al anticuerpo es inversam
ente p rop orcional a la con cen tración existente en la
muestra. Norm alm ente se emplea un m arcador no isotópico.
Suelen ser m étodos directos, en los cuales no se realiza una
extracción previa de la horm ona, requieren poca m uestra y
son fácilmente automatizables.
Las concentraciones de las horm onas sexuales esteroideas
y de las gonadotropinas son m uy variables en función de la
edad y el sexo. Adem ás, en la mujer, tam bién dependen del
ciclo ovárico (tabla 27-3). Dado que las concentraciones de hormonas
sexuales prepuberales son muy bajas, para su cuantiñcación
hay que tener en cuenta la sensibilidad analítica del
m étodo empleado. Así, para el estradiol es necesario emplear
procedimientos con sensibilidad inferior a 18 pm ol/L y, en el
caso de la testosterona, inferior a 0,35 nm ol/L.
Testosterona
La secreción testicular de testosterona es pulsátil, con mayor
producción entre las 4 y las 8 de la m añana. Por ello, es recomendable
la obtención a primera hora de la mañana de dos especímenes
con un intervalo de unos 30 min. Posteriormente se
mezclan y se determina la concentración de esta hormona, normalmente
mediante técnicas de inmunoanálisis no isotópico.
P ara la determ in ación de testosteron a total se pueden
emplear tanto muestras de suero com o de plasma. Los m étodos
incluyen agentes que liberan la testosterona de las proteínas
de unión. Estas técnicas de inmunoanálisis generalmente
tienen un elevado coeficiente de variación a concentraciones
bajas de testosterona, lo que crea problemas en utilización en
mujeres o en niños. En estos casos, además, puede existir una
sobreestimación de su concentración por la existencia de interferentes
en la m uestra, que puede llevar a una interpretación
equívoca de los resultados. Para evitarlo, es necesario una purificación
previa de la muestra.
La cuantificación de la testosterona libre se puede realizar
por métodos de ultrafiltración o diálisis de equilibrio, pero son
laboriosos y no aptos para el laboratorio general. Existen m étodos
directos, pero son inexactos y dependen de la concentración
de testosterona total. Se ha propuesto que la con cen ­
tración de testosterona salival correlaciona con la testosterona
libre aunque solamente existen datos relevantes en el caso de
los hombres.
U na aproxim ación es el índice de testosterona libre, que es
el cociente entre la concentración de testosterona y la de SHBG.
Aunque este Índice no tiene en cuenta la fracción unida a albúm
ina y no se puede utilizar en hombres, tiene utilidad en la
evaluación del hirsutismo en la mujer.

Capítu lo 27— Hormonas sexuales 325
Tabla 27-3. Concentración sérica de hormonas esteroideas sexuales y de gonadotropinas
Testosterona (nmol/L) Estradiol (pmol/L) Progesterona (nmol/L) LH (Ul/L) FSH (Ul/L)
Hombre
1-5 meses

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Capítulo
Catecolaminas y serotonina
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Catecolam inas 327
Médula suprarrenal 327
Blosíntesis de catecolaminas 327
Liberación de catecolaminas 328
Metabolismo de las catecolaminas 328
Acciones de las catecolaminas 330
A plicaciones clínicas de la cuantificación
de catecolam inas 330
Feocromocitoma 330
Neuroblastoma 331
Neoplasia endocrina múltiple de tipo 2 332
Serotonina 332
Biosfntesis y metabolismo de la serotonina 332
Funciones de la serotonina 333
Carcinoide 333
D eterm inaciones analíticas 334
Catecolaminas 334
Metanefrinas 334
Ácidos vanilmandélico y homovanílico 335
Serotonina y ácido 5-hidroxindolacético 335
Cromogranina A 335
Referencias adicionales 335
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Actualizar el conocimiento fisiológico de la producción,
liberación y acciones de las catecolaminas.
Conocer algunas condiciones determinantes para la correcta
evaluación de la producción de catecolaminas.
Conocer el origen e información analítica
de la cromogranina plasmática.
Aprender a aplicar correctamente el análisis de
catecolaminas en situaciones clínicas definidas para informar
de su diagnóstico y/o evolución.
Entender el interés fisiológico del análisis de serotonina
y sus metabolitos y aplicarlo al estudio del carcinoide.
C a teco lam in as
Médula suprarrenal
Tal y com o se ha com entado anteriorm ente (Cap. 2 6), la
médula suprarrenal está rodeada por la corteza suprarrenal y
tiene su origen embriológico en la cresta neural. Las células de
la médula son neuronas posganglionares del sistema nervioso
simpático modificadas, sin dendritas ni axones. Estas células
se tiñen de color m arrón con las sales de bicromato potásico,
por lo que se denominan células cromafines.
Biosíntesis de catecolaminas
Las células de la médula suprarrenal producen, a partir del
aminoácido tirosina, las catecolaminas dopamina, adrenalina
(epinefrina) y noradrenalina (norepinefrina). El proceso de síntesis
se inicia con la hidroxilación de la tirosina a dihidroxifenilalanina
(DOPA, del inglés, áihydroxyphenylalanine) por
acción de la enzima tirosina-hidroxilasa, que emplea tetrahidrobiopterina
com o cofactor (fig. 2 8 -lA ). Esta enzim a es el
punto de regulación de la síntesis y el almacenamiento de catecolam
inas y se activa por increm entos de y adenosina
monofosfato cíclico (AMPc). Posteriormente, la DOPA se descarboxila
a dopamina por la L-aminoácido aromático-descarboxilasa
(DOPA-descarboxilasa), una enzim a con capacidad
para descarboxilar am inoácidos arom áticos que tiene una
amplia distribución hística. La dopamina es un importante neurotransm
isor en el cerebro, tanto en la sustancia negra com o en
los ganglios basales.
La dopam ina en tra en los gránulos secretores donde se
hidroxila a noradrenalina por la dopamina p-hidroxilasa, que
emplea Cu^% oxígeno m olecular y ascorbato. La síntesis se
detiene en la noradrenalina en las term inaciones simpáticas y

328 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Figura 28-1A. Biosíntesis de catecolaminas. DOPA: dihidroxifenilalanina (del inglés, dihydroxyphenylalanine).
en algunas células suprarrenales. No obstante, la mayoría de
la noradrenalina sintetizada en la m édula suprarrenal sale
de los gránulos de secreción al citoplasma, donde la enzima
feniletanolam ina-N -m etiltransferasa metila el grupo amino
usando S-adenosilmetionina y produce adrenalina. Esta adrenalina
se recapta y es almacenada en los gránulos de secreción.
La feniletanolamina-N-metiltransferasa increm enta notablem
ente su actividad por la acción del cortisol. El alm acenam
iento posterior de la adrenalina en las vesículas se lleva a
cabo por un transportador dependiente de la energía ligado a
una bomba de protones, que mantiene un gradiente de H"" con
adenosina trifosfato (ATP; fig. 2 8 -lB ). En estas vesículas de
secreción, las catecolaminas form an complejos con ATP y crom
ogranina A que las protege de la acción de enzimas degradantes.
La médula produce el 80% de adrenalina y el 20% de
noradrenalina. Las catecolam inas almacenadas en los gránulos
están en equilibrio dinám ico con las del citoplasma, donde
norm alm ente se encuentran en concentraciones muy bajas.
La crom ogran ina A es una proteína de unos 46 kD a que
pertenece de la familia de las graninas, unas proteínas ácidas
que se encuentran en gránulos secretores del sistema neuroendocrino,
donde se almacenan y secretan junto a los neurotransmisores
o péptidos de las células secretoras nerviosas, endocrinas
e inmunológicas.
La síntesis de catecolam inas es un proceso m uy regulado.
La regulación a largo plazo consiste en la m odificación de la
cantidad de enzimas tirosinhidroxilasa y dopaminhidroxilasa.
Además, la DOPA y la dopamina ejercen una retroalim entación
negativa sobre la tirosinhidroxilasa.
Liberación de catecolaminas
La médula suprarrenal está inervada por las terminaciones nerviosas
simpáticas preganglionares procedentes de la médula espinal
(fig. 28-2). Diversos estímulos de alerta, como el estrés, el dolor,
la fiebre, la actividad física, la hipoglucemia, etc., provocan que el
hipotálamo, a través de las terminaciones nerviosas, estimule la
despolarización de las células. Ello produce un incremento del calcio
intracelular, que conduce a la exocitosis de las catecolaminas
desde sus gránulos de almacenamiento. La médula suprarrenal
libera, sobre todo, adrenalina y mucha menos noradrenalina.
Metabolismo de las catecolaminas
Las catecolam inas circulan libres en plasm a y tienen una
vida m edia muy corta, de unos 2 min. El m ecanism o inicial
que lim ita la vida m edia de las catecolam inas es la captación
Estrés ídoior, fiebre, efe,)
Actividad física.
Niveles bajosH^gluccsa y^
ATPasa vesicular
Catecolaminas
Transportador 2 de
la membrana de la
Figura 28-1B. Almacenamiento de catecolaminas en los gránulos de
secreción. ADR: adenosina monofosfato; ATP: adenosina trifosfato.
Adrenalina
Noradrenalina
[pla-glucosa]
[pla-ácidos grasos]
Frecuencia cardíaca
Presión arterial
Metabolismo esquelético
Nervios
simpáticos
Médula suprarrenal
Figura 28-2. Liberación de catecolaminas por la médula suprarrenal
mediante estimulación nerviosa simpática.

Capítu lo 28— Catecolaminas y serotonina
329
QH
QH
N H - C H 3
Dopamina
MAO
COMT
COMT
Noradrenalina
S-adenosilmet
Adrenalina
Normetanefrina
HO
Ácido vanilmandélico
Figura 28-3A. Metabolismo de las catecolaminas. COMT: catecol-o-metiltransferasa; MAO: monoamino-oxidasa.
celular, llevada a cabo por diversos tipos de tran sp o rtad o­
res:
1.
2 .
Transportadores neuronales de catecolaminas, que recaptan
más del 90% de la noradrenalina liberada en la tran s­
misión sináptica.
Transportador de cationes orgánicos, que retira las catecolam
inas de circulación. Es inespecifico y la vía principal
de captación extraneuronal de catecolam inas.
La degradación de las catecolam inas se produce por acción
de las enzimas m onoam ino-oxidasa (M AO) y catecol-ortom
etiltransferasa (C O M T ), que se encuentran am pliam ente
distribuidas por todo el organism o (fig. 28-3A y B).
Nervios simpáticos
La CO M T es una enzima citoplasmática que se encuentra
anclada a la m em brana y que actúa sobre las catecolam inas
extraneuronales. Esta enzima, que requiere Mg^"", transfiere
un grupo metilo desde el cosubstrato S-adenosilmetionina al
grupo hidroxi del carbono 3 del anillo de la catecolamina. Con
esta enzima, la adrenalina se m etaboliza fundamentalmente a
m etanefrina y la noradrenalina a norm etanefrina.
Aunque la m etan efrina y la norm etan efrin a pueden ser
elim inadas en la orina com o tales o conjugadas con sulfato
o ácido glu curón ico, la m ayor p arte con tinú a siendo m e-
tabolizada p o r la enzim a M A O , una enzim a que contiene
flavina y que está situada sobre la m em brana exterior de la
m itocondria. La M AO desam ina oxidativam ente las catecolaminas
para crear un compuesto inestable que se transform a
Médula suprarrenal
Origen
Sangre Adrenalina Metanefrina
Noradrenalina-S0 4
Metanefrina-S0 4
Normetanefrina-S0 4
Figura 28-3B. Principales rutas metabólicas de las catecolaminas procedentes de los nervios simpáticos o de la glándula suprarrenal. COMT: catecolo-metiltransferasa.

330 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
principalm ente en ácido vanilm andélico por oxidación y, en
m enor m edida, en m etoxihidroxifenilglicol por reducción.
A m bos com puestos son excretad os p osteriorm en te por la
orina.
La MAO tam bién es im portante en la inactivación de las
catecolam inas que se encuentran libres dentro de las term inaciones
nerviosas adrenérgicas y no están protegidas por las
vesículas de almacenamiento. En estos casos, la noradrenalina
neuronal es metabolizada por la M AO a un compuesto inestable
que por oxidación o reducción genera ácido dihidroxim
andélico y dihidroxifenilglicol, respectivam ente. Am bos
compuestos serán transformados posteriormente por la enzima
CO M T y generarán, respectivamente, ácido vanililmandélico
y metoxihidroxifenilglicol. Además de la form ación de estos
metabolitos, pequeñas fracciones de adrenalina y noradrenalina
se eliminan también por orina conjugadas con sulfato o
ácido glucurónico.
Las enzimas M AO y COM T también participan en el m etabolismo
de la dopam ina y producen com o metabolito final el
ácido homovanílico. Además, la M AO cumple una importante
función en el aparato gastrointestinal y degrada las am inas
que puedan encontrarse en la comida, com o la tiram ina o la
feniletilamina.
Acciones de las catecolaminas
La adrenalina y la noradrenalina ejercen su acción en tejidos
periféricos e interactúan con sus receptores unidos a proteína
G, llamados adrenorreceptores, de los cuales existen dos
clases; a (ex, y cx^) y |3 (p, y pj). Estas dos clases de receptores
difieren en los efectos fisiológicos que producen las catecolaminas
y la afinidad con que unen a éstas. Así, la noradrenalina
se une fundam entalm ente a los receptores de tipo a mientras
que la adrenalina se une a am bos. La dopam ina tam bién se
puede unir a cinco tipos de receptores dopaminérgicos.
La estim ulación de los receptores de tipo a produce vasoconstricción,
sudoración, descenso en la síntesis de insulina y
estim ulación de la glucogenólisis que provocan un aumento
de la glucemia. Por su parte, la estimulación de los receptores
de tipo |Slleva a la broncodilatación, aum ento de la con tracción
cardíaca, relajación del músculo liso del aparato gastrointestinal,
estim ulación de la síntesis de renina, de insulina y
de la lipólisis.
A p lica cio n e s clín ica s de la
cu a n tifica ció n de cate co lam in a s
Feocromocitoma
Los feocrom ocitom as son tumores neuroendocrinos de las
células crom afines de la médula suprarrenal, productoras de
catecolaminas. La OMS considera que los tumores intraadrenales
son feocrom ocitoma. Sin embargo, el 10% de los tumores se
localiza en los tejidos cromafines extraadrenales, que producen
sólo noradrenalina. Estos últimos se conocen com o paragangliomas
y, aunque son benignos en más del 90% de los casos, las
elevadas cantidades de catecolaminas que liberan provocan síntomas
com o dolor de cabeza, palpitaciones, sudoración, ansiedad
e hipertensión. N o obstante, los síntomas son generalmente
transitorios y duran unos pocos minutos, asociados con la secreción
episódica de catecolaminas. Los feocromocitomas y paragangliomas
extraadrenales a menudo presentan similar o idéntica
morfología, com parten un fenotipo neuroendocrinológico
similar y, a veces, presentan la misma predisposición genética.
El feocromocitoma es una causa muy poco frecuente de hipertensión.
Sin embargo, es muy importante diagnosticarlo puesto
que implica un gran riesgo para el paciente y puede ser tratado
quirúrgicamente (f^. 28-4). La prevalencia del feocromocitoma
en la sociedad occidental se sitúa entre 1:2.500 y 1:6.500. La mayoría
de los tumores es esporádica, pero en el 10-25% de los casos el
origen es genético, como los asociados con la neoplasia endocrina
múltiple (M EN , del inglés, múltiple enáocrine neoplasia) por
mutación en el gen RET, con la enfermedad de von Hippel-Lindau
por mutación del gen oncosupresor VHL, y con la neurofibromatosis
de tipo 1 o enfermedad de von Recldinghausen por mutación
del gen N Fl. Actualmente, a esta lista de enfermedades hereditarias
se añade el paraganglioma familiar, causado por mutaciones
en los genes de la succinato-deshidrogenasa.
Para el diagnóstico del feocromocitoma es importante la determinación
de adrenalina, noradrenalina y sus metabolitos tanto
en sangre como en orina (tabla 28-1). Normalmente, producen
mayor cantidad de noradrenalina que de adrenalina. La mayoría
de los tumores causa una elevación en los niveles de ambas catecolaminas;
en ocasiones, solamente de la noradrenalina, y rara
vez únicamente de la adrenalina. Estas diferencias se deben a la
distinta expresión de la enzima feniletanolamina-N-metiltransferasa,
la enzima que sintetiza adrenalina a partir de la noradrenalina.
La mayoría de pacientes presenta una concentración muy
30-,
^ O
£ £
Precirugía
Poscirugía
•- Metanefrinas •Normetanefrina •Adrenalina - Noradrenalina
Figura 28-4. Ejemplo del cambio de la concentración de catecolaminas y metanefrinas en un paciente con feocromocitoma tras el tratamiento
quirúrgico (4 días).

Capítu lo 28— Catecolaminas y serotonina 331
Tabla 28-1. Utilidad de las catecolaminas y
sus metabolitos en el diagnóstico
del feocromocitoma
Sensibilidad
( % )
Catecolaminas plasmáticas 84 81
Catecolaminas urinarias 8 6 8 8
M etanefrinas libres
plasmáticas
Especificidad
( % )
99 89
M etanefrinas urinarias 97 69
Ácido vanilm andélico
urinario
64 95
elevada de catecolaminas durante la crisis, pero en los estados
asintomáticos la concentración de catecolaminas se encuentra
dentro del intervalo de referencia. Por ello, la determinación de
catecolaminas en los estados intercrisis puede producir falsos
negativos. Aparte de ello, también pueden producirse falsos positivos
debido a la medicación u otros factores, como la dieta o la
actividad previa. Además, hay que tener en cuenta que algunos
tumores malignos abdominales con deficiencia de la enzima
dopamina p-hidroxilasa son productores de dopamina.
Las metanefrinas urinarias y plasmáticas son las m agnitudes
más importantes para el diagnóstico del feocrom ocitom a
(fig. 28-5). U na concentración de metanefrinas urinarias cuatro
veces por encim a del valor superior del intervalo de referencia
proporciona una certeza casi del 1 0 0 % de la existencia
de un feocrom ocitoma. Igualmente, una concentración dentro
del intervalo de referencia puede excluir la existencia de un
tum or, a excepción de aquellos que son m icroscópicos (inferiores
a 1 cm). Tal y com o se ha mencionado anteriormente,
las metanefrinas urinarias están conjugadas y provienen tanto
de las del propio feocrom ocitom a com o del metabolismo periférico
de las catecolaminas. Sin embargo, el origen de las m etanefrinas
libres en plasma proviene, fundamentalmente, de las
catecolaminas que se metabolizan dentro de la propia glándula
suprarrenal, que tiene una elevada actividad de la COMT. Este
proceso de producción de m etanefrinas en la médula suprarrenal
es independiente de la activación simpática suprarrenal
y de la liberación intermitente de catecolam inas por parte del
tumor. Por todo ello, las metanefrinas libres plasmáticas tienen
la mayor sensibilidad (99%) y especificidad (89%) diagnósticas.
El ácido vanilmandélico es un producto final del metabolismo
de la adrenalina y noradrenalina. Sin embargo, la determ inación
de ácido vanilmandélico no es útil para el diagnóstico del
feocrom ocitom a ya que su sensibilidad es baja.
La cuantificación de la crom ogran ina A en sangre es un
buen com plem ento a la determ inación de las catecolam inas
para el diagnóstico del feocrom ocitom a ya que su concentración
no está alterada por la medicación que se usa muchas veces
en el tratam iento de los pacientes hipertensos. Presenta una
elevada sensibilidad (8 6 %), pero su especificidad no es elevada,
sobre todo en pacientes con alteraciones renales.
Hay que señalar que la crom ogranina A es el m arcador neuroendocrino
más específico utilizado en el análisis anatom o-
patológico. La inmunorreactividad para crom ogranina A permite
distinguir feocrom ocitom as y otros paragangliomas de
tum ores que no son neuroendocrinos ya que la tinción suele
ser muy intensa.
Pruebas de supresión
El test de supresión con clonidina es de utilidad tanto para
distinguir los falsos positivos como los falsos negativos, en los
casos de pacientes con hipertensión arterial que presentan concentraciones
de catecolaminas dentro del intervalo de referencia
o moderadamente elevadas. La administración oral de 0,3 mg
de clonidina provoca a las 3 h una disminución del 50%, a una
concentración inferior a 2.570 pmol/L, de la noradrenalina plasmática
en individuos sanos. Sin embargo, en los pacientes con
feocrom ocitoma no se observa este descenso e, incluso, la concentración
de catecolaminas en sangre puede aumentar.
Las pruebas de estim ulación no se suelen emplear por los
riesgos de crisis hipertensivas que pueden ocasionar.
Neuroblastoma
El neuroblastoma es un tu m or neuroendocrino embrionario
del sistem a nervioso sim pático posganglionar. Aunque
puede desarrollarse en cualquier localización del sistema nervioso
sim pático, la m ayoría se localiza en el abdom en y en
la glándula suprarrenal. Es el tum or sólido más frecuente de la
Normetanefrina
Estándar interno
Estándar interno
Metanefrina
Normetanefrina
Metanefrina
\
Minutos
l i l i
Minutos
Figura 28-5.
Determinación de metanefrinas en orina mediante cromatografía líquida de alta eficacia con detector amperiométrico en una persona
control (azul) y en un paciente con feocromocitoma (rojo). Obsérvese la notable elevación de normetanefrina en éste.

332 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Cromosoma 10
Gen RET
1 0 q 1 1 . 2
Región similar a
la cadherina
Dominio rico en
cisteína
Dominio
transmembrana
Dominios de
tirosina-cinasa
Mutaciones producen MEN-2A:
asociado con carcinoma medular
de tiroides, feocromocitoma y
alteraciones paratiroideas
Citoplasma
Mutaciones producen MEN-2B:
asociado con carcinoma medular
de tiroides, feocromocitoma y
neurinomas en la mucosa
Figura 28-6A.
Alteraciones en la proteína del gen R E T en relación con la neoplasia endocrino múltiple 2 (MEN-2).
infancia y la mayoría de los casos ocurre durante los 2 prim e­
ros años de vida. La biología y la presentación clínica del neuroblastoma
son muy variables y, m ientras algunos tienen una
remisión espontánea o se com portan de form a benigna, otros
siguen un curso muy agresivo que puede llegar a ser m ortal.
Este tum or puede sintetizar noradrenalina y dopamina pero,
dado que carece de la enzima feniletanolamina-N-metiltransferasa,
no puede producir adrenalina. Al contrario de lo que
ocurre con el feocrom ocitoma, no suele provocar hipertensión
debido a la baja concentración de catecolam inas plasmáticas.
El diagnóstico se basa en las características histopatológicas
particulares de tejido tumoral o en la existencia de células tumorales
en el aspirado medular. La principal herramienta bioquím
ica para el diagnóstico del neuroblastoma es la determinación
en orina de los ácidos homovanílico y vanilmandélico, que puede
llegar a tener una sensibilidad del 90%. Asimismo, en los tum o­
res más agresivos también se puede observar una elevación de
la concentración de catecolaminas urinarias.
Neoplasia endocrina múltiple de tipo 2
La neoplasia endocrina múltiple de tipo 2 (M EN -2) es un
trastorno hereditario autosóm ico dom inante, en el cual los
pacientes desarrollan tum ores en las glándulas endocrinas
paratiroides, páncreas, hipófisis, glándulas suprarrenales y
tiroides aunque no tienen por qué producirse todos a la vez.
Es debido a una mutación en el gen RET, que codifica un receptor
de tipo tirosincinasa que interviene en la morfogénesis
renal, m aduración del sistema nervioso y diferenciación de las
esperm atogonias. El ligando de este receptor es el factor de
crecim iento neurotrófico, derivado de las células gliales. La
activación del receptor produce su dim erización y transfosforilación,
que activa una serie de rutas de señalización. En la
neoplasia endocrina múltiple de tipo 2 existe una activación
inapropiada del producto del gen R E T y se distinguen tres tipos
(fig. 28-6A ):
L M EN-2A: asociado con carcinoma medular de tiroides, feocrom
ocitom a y alteraciones paratiroideas. Casi todos los
pacientes tienen una m utación en el dominio extracelular
que provoca una dim erización del receptor.
2. M EN-2B: asociado con carcinom a medular de tiroides, feocrom
ocitom a y neurinom as en la m ucosa. Casi todos los
pacientes tienen una m utación en el dom inio de la tirosincinasa.
3. Carcinom a m edular de tiroides fam iliar (CM TF): su única
manifestación es el cáncer medular de tiroides, sin ninguna
otra manifestación clínica de neoplasia endocrina múltiple
2A o 2B. Al igual que en el M EN -2A, casi todos los pacientes
presentan una m utación en el dominio extracelular.
ATG
En el diagnóstico bioquímico del M EN -2 se determ inan las
concentraciones de catecolam inas, calcitonina y paratirina,
com o marcadores de feocromocitoma, cáncer medular de tiroides
y enfermedad paratiroidea, respectivam ente. Asim ismo,
es necesario realizar una secuenciación del gen R E T en los
exones 10, 11, 13, 14, 15 y 16, tan to en el paciente com o en
los fam iliares, para identificar portadores (fig. 28-6B ).
Gen R E T — ^ ^ ^ ^ ^
Figura 28-6B. Electroforetograma de la secuenciación nucleotídica del
gen RET en un paciente con cáncer medular de tiroides. Se muestra una
mutación en el exón 14 del gen R E T G2412A, que origina un cambio de
aminoácido Val804Met.
Sero to n in a
Biosíntesis y metabolismo de la serotonina
La serotonina (S-hidroxitriptam ina) es una am ina indólica
derivada del triptófano. La mayoría de la serotonina circulante

Capítu lo 28— Catecolaminas y serotonina 333
proviene de la que se produce en las células enterocromafines
del aparato gastrointestinal. Posteriormente, la serotonina es
captada activam ente por las plaquetas, que la alm acenan en
sus gránulos densos. E sta serotonina producida periféricam
ente no pasa al cerebro. E n el sistem a nervioso central se
sintetiza y almacena en las neuronas serotoninérgicas y la glándula
pineal.
La p roducción de serotonina, aunque fisiológicam ente
importante, es una ruta m enor del metabolismo del triptófano
ya que la mayoría se dirige a la síntesis de proteínas o se degrada
a cinurenina. La síntesis de serotonina comienza con la hidroxilación
del triptófano a 5-hidroxitriptófano por la enzima triptófano-hidroxilasa.
Esta enzim a, que emplea com o cofactor
tetrahidrobiopterina, es el principal punto de regulación de
la síntesis de serotonina aunque tam bién la disponibilidad
del trip tófano regula esta vía. Posteriorm ente, la enzim a
L-aminoácido aromático-descarboxilasa produce la serotonina
(fig. 28-7).
La m ayoría de la serotonina liberada llega por circulación
portal al hígado, donde se degrada. El metabolismo de la serotonina
se produce fundamentalmente por la acción secuencial
de las enzimas M AO y aldehído-deshidrogenasa, que produce
el ácido 5-hidroxindolilacético que se elimina libre por orina
(fig. 28-7).
Funciones de la serotonina
La serotonina es un im portante neurotransm isor en el sistem
a nervioso central. Influye en la tem peratura, el apetito, la
sexualidad, el sueño, los estados de ánim o o las emociones. El
descenso de la concentración de serotonina en el cerebro se
asocia con desequilibrios mentales, com o la esquizofrenia o la
depresión. La serotonina también ejerce un control hormonal,
ya que regula la secreción de horm onas de la hipófisis, como
la prolactina.
La liberación de la serotonina por las células enterocrom a­
fines se produce por estím ulos nerviosos, increm ento de la
presión intralum inal o descenso del pH intestinal La serotonina
se une a sus receptores y actúa com o un neurotransm isor
autocrino en el plexo entérico. También tiene un efecto vasoconstrictor
y proagregante plaquetario de m odo que la serotonina
liberada p o r las plaquetas en las heridas favorece la
detención de la hemorragia.
Carcinoide
El carcinoide es el tu m or más frecuente del sistema neuroendocrino
difuso, con una incidencia de 1 o 2 casos por
1 0 0 .0 0 0 habitantes, n orm alm en te en adultos. Se origina,
sobre todo, en el aparato gastrointestinal y el páncreas (75%
de los casos), y en m enor proporción en el sistem a respiratorio.
El carcinoide norm alm ente es un tu m or de crecim iento
lento y los de origen intestinal tienen m ayor capacidad de
expandirse y m etastatizar, sobre todo al hígado. Este tum or
afecta fundam entalm ente a adultos y produce rubor, dolor
abdom inal, estreñim iento, pérdida de peso, sangrado, lesiones
valvulares en el corazón, etc. A lrededor del 10% de los
pacientes presentan el clásico síndrome carcinoide con en rojecim
iento de cara y cuello (flushing), dolor abdominal y diarrea.
M uchas veces, los síntomas están asociados con la p ro ­
d ucción de sustancias b ioactivas. U n a c a ra cte rística del
HO
Síntesis
NH
nh;
Triptófano
CO2
Triptófanohidroxilasa
^ -co ;
n I h:
'NH
5-Hidroxitriptófano
L-Aminoácido
aromáticodescarboxilasa
Serotonina (5-hidroxitriptamina)
HO
Metabolism o
Serotonina
MAO
n :
NH
5-Hidroxindolilacetaldeh(do
HO
Aldehído-
, deshidrogenasa
NH
co;
Ácido 5-hidroxindolilacético
Figura 28-7. Síntesis y metabolismo de la serotonina. MAO: monoamino-oxidasa.
síndrom e carcinoide es la elevada elim inación urin aria de
ácido 5-hidroxindolacético.
Estos tum ores poseen gránulos densos que contienen péptidos
y am inas bioactivas, y las m ás im portantes son la seroton
ina y la crom og ran in a A . Tam bién pueden producir
m arcadores de tum ores neuroendocrinos, com o la enolasa
neuronal específica. Algunos, incluso, producen otras horm o­
nas, com o gastrina, insulina o corticotropina.
Com o la crom ogranina A se secreta de forma habitual desde
los tumores neuroendocrinos, su cuantificación en plasma por
métodos inmunométricos es muy útil en el diagnóstico y seguimiento
de los carcinoides. La m ayor elevación de crom ogranina
A se produce en los tum ores m etastáticos de intestino
medio, donde se eleva en el 87% de los casos, m ientras que el
ácido 5-hidroxíndolacético se eleva en el 76%.
La producción de serotonina depende del origen del tum or
(fig. 28-8):
1. Los tumores del aparato digestivo superior, estómago, páncreas
y duodeno, pueden carecer de la enzim a L-am inoácido
arom ático-descarboxilasa, por lo que producen sobre
todo 5-hidroxitriptófano e histamina.
2. Los tum ores del aparato digestivo m edio son los más frecuentes
y producen m ucha serotonina, que se transporta
al hígado, donde se m etaboliza a ácido 5-hidroxindolacético.
También producen sustancia P.
3. Los de origen en el recto producen muy poca serotonina,
pero pueden producir otras horm onas, com o gastrina, corticotropina
y catecolam inas.
Así pues, en el diagnóstico del carcinoide y en el seguimiento
de la terapia es im portante la cuantificación de serotonina en
plasm a y en orina, y de ácido 5-hidroxindolacético en orina
(fig. 28-9). La concentración de serotonina en plaquetas tam ­
bién aum enta en los pacientes con carcinoide, pero su determ
inación no es habitual en los laboratorios clínicos a pesar de
ser un m arcador m ás sensible del tu m or que la cuantificación
del ácido 5-hidroxindolacético urinario. En el carcinoide del

334 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Intestino delgado
Gran productor
de serotonina
Figura 28-8.
del carcinoide.
Pulmón
Hígado
Estómago
Páncreas
Apéndice
Colon
Recto
Elevada
producción
de 5-hidroxitriptófano
Poco productor
de serotonina
Producción de serotonina según el lugar de localización
aparato digestivo anterior, la serotonina plasm ática y plaquetaria
pueden estar dentro del intervalo de referencia, pero está
elevada la urinaria ya que el 5-hidroxitriptófano producido
por el tum or se convierte en serotonina en el riñón.
D ete rm in acio n e s a n a lítica s
Catecolaminas
Para la determ inación de catecolam inas, es fundam ental
que la recogida del espécimen se realice en condiciones adecuadas
ya que sus niveles plasmáticos están muy influidos por
la variabilidad biológica. La ingestión de algunos alimentos,
com o café o chocolate, o fumar, puede producir un incremento
de la concentración de catecolam inas, por lo que el paciente
debe perm anecer en ayunas en el m om ento de la extracción
de sangre. Existe cierto ritm o circadiano con un m áxim o por
la m añana y un m ínim o por la tarde. La concentración plasm
ática de catecolam inas aum enta por cam bios de ánim o e,
incluso, por el estrés que puede im plicar para el paciente la
venopunción. Por ello, la extracción se realiza en posición
supina, 20 m in después de la inserción de la aguja. El espécim
en se recoge en un tubo refrigerado con heparina puesto que
las catecolam inas se degradan fácilmente. El plasm a se debe
separar rápidamente y congelarse. Para la determ inación de
catecolam inas en orina, la orina se recoge durante 2 4 h en
m edio ácido (pH < 3), para lo que se añaden unos 15 m L de
ácido clorhídrico 6 N en el bote de recogida y se conserva refrigerada
hasta su procesamiento.
Las catecolam inas, tanto en sangre com o en orina, se determ
inan mediante H PLC con detector electroquím ico, consiguiendo
la suficiente sensibilidad analítica. Dado que las catecolam
inas se elim inan conjugadas por orina, es necesario
hidrolizarlas como paso previo a su determinación. Tanto para
la catecolam inas en sangre com o en orina se realiza inicialmente
una purificación mediante columnas de alúmina o con
resina de intercam bio catiónico. El producto extraído se analiza
m ediante crom atografía líquida de alta eficacia (H PLC,
del inglés, high perform ance liquiá chromatography) norm almente
mediante el uso de columnas de fase reversa (p. ej., Cg
o C,g) y una fase móvil ácida con pares iónicos (como octanosulfonato).
Metanefrinas
La determ inación de metanefrinas en plasm a no requiere
condiciones preanalíticas tan exigentes com o la de catecolam
inas y únicamente es necesario que el paciente perm anezca
Meses
Figura 28-9. Seguimiento de la concentración urinaria de ácido 5-hidroxiindolacético y de cromogranina A sérica en un paciente diagnosticado de
carcinoide en íleo con metástasis hepáticas. 1. Cirugía y quimioterapia posterior. 2. Persistencia de metástasis hepáticas. 3. Trasplante hepático. 4.
Sin evidencia de enfermedad.

Capítu lo 28— Catecolaminas y serotonina 335
en ayunas en el m om ento de la extracción. Una gran ventaja
de esta prueba consiste en que el paciente no requiere una dieta
previa a la obtención de m uestra. Las m etanefrinas plasmáticas
circulan conjugadas en m ucha m ayor proporción que las
libres porque tienen una eliminación m ás lenta. Sin embargo,
las formas libres plasmáticas son las más interesantes de cuantifícar
por su utilidad diagnóstica en el feocrom ocitom a. Por
ello, se determ inan la metanefrinas libres en plasma y las conjugadas
en orina. La concentración de metanefrinas en plasma
es muy baja, por lo que la metodología necesaria para su cuantifícación
debe ser muy sensible.
Las m etanefrinas en orina se recogen de form a similar a las
catecolam inas y también es necesario hidrolizarlas com o paso
previo a la determ inación. Inicialmente se realiza una extracción
de la m uestra mediante crom atografía de intercam bio
iónico, seguida de una separación por H PLC con un detector
electroquímico. Habitualmente se emplea una columna de fase
reversa con pares iónicos (fig. 28-5). E n los métodos de detección
de m etanefrinas por H PLC, también se suele determ inar
la m etoxitiram ina, que es el metabolito o-m etilado de la dopamina.
Para interpretar adecuadamente los resultados, es necesario
conocer si el paciente ha tom ado m edicamentos e, incluso, si
es posible, evitarlos antes de la extracción. Esto se debe al hecho
de que muchos fármacos ejercen su acción modificando la liberación,
la recaptación o la degradación de las catecolam inas.
Así, los antidepresivos tricíclicos, la levodopa o la teofilina
pueden incrementar la concentración de catecolaminas y m etanefrinas.
O tros, com o la reserpina, pueden producir un descenso
de éstas.
Ácidos vanilmandélico y homovanílico
La determ inación en orina de los ácidos vanilm andélico y
homovanílico no es tan exigente com o la de otros compuestos
debido a su elevada concentración. Adem ás, el ácido vanilmandélico
no aparece conjugado y el ácido hom ovanílico se
elimina libre en suficiente cantidad, por lo que no es necesario
realizar una hidrólisis previa. Existen métodos que determ i­
nan simultáneamente los dos metabolitos y la técnica más adecuada
es la H PLC con colum na de fase reversa, mediante el
uso de un detector electroquím ico o fluorim étrico. Previamente
se lleva a cabo una purificación con una crom atografía
en colum na de intercambio aniónico.
Serotonina y ácido 5-hidroxindolacético
El m étodo empleado con mayor frecuencia para la cuantifícación
de serotonina y de ácido 5-hidroxindolacético es la
H PLC combinada con un detector electroquím ico o de fluorescencia.
Existen protocolos para la cuantificación en orina
que detectan simultáneamente estos dos compuestos e, incluso,
tam bién el 5-hidroxitriptófano. D ado que la serotonina se
almacena en las plaquetas, hay que tener en cuenta que su concentración
en plasma pobre en plaquetas (1,5-5,1 nm ol/L) es
m uy inferior a la concentración en suero (7 0 -230 nm ol/L).
Com o alternativa a la separación de plaquetas para la cuantificación
de serotonina, se ha empleado la determ inación en
sangre total recogida con ácido etílendiam ínotetraacétíco
(EDTA).
El paciente debe evitar durante los días previos a la obtención
del espécim en el consum o de alimentos que contengan
serotonina, com o plátanos, kiwí, piña o chocolate, ya que pueden
producir falsos positivos, tanto en la determ inación de
serotonina como en la de ácido 5-hidroxiindolacético. La ingestión
de estos alim entos antes de la extracción no afecta a la
cuantificación de la serotonina en las plaquetas (intervalo de
referencia: 2 ,9 -4 ,6 8 nm ol/10’ plaquetas). También debe evitarse
el consumo de alcohol o aspirina porque pueden suprim
ir la producción de ácido 5-hidroxindolacético.
Cromogranina A
La principal fuente de crom ogran ina A circulante es la
médula suprarrenal, donde participa en el almacenamiento de
las catecolam inas. Tam bién es abundante en la hipófisis y
menos en páncreas, estómago e intestino.
La cromogranina A se determina en suero o plasma mediante
dos tipos de métodos inmunoquímicos. Ambos son métodos
de análisis de inmunoabsorción ligado a enzimas o ELISA (del
inglés, enzyme-linked im m unoaásorbent assay) aunque, mientras
uno emplea dos anticuerpos, el otro es de tipo competitivo
y emplea un anticuerpo y un ligando m arcado. No existe una
estandarización entre los distintos anticuerpos y m étodos
empleados, por lo que los resultados obtenidos son difícilmente
comparables entre ellos.
La crom ogranina A tiene utilidad com o m arcador tum oral
ya que su concentración plasm ática se eleva en los tum ores
neuroendocrinos, com o el feocrom ocitoma o el carcinoide. No
obstante, también existen enfermedades no tumorales en que
se eleva la crom ogranina A, com o enfermedad hepática o renal,
gastritis atróñca, hipertensión, enfermedades inflam atorias
(enfermedad inflam atoria intestinal o artritis reumatoidea) y
en la insuficiencia cardíaca.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
De Herder WW. Biochemistry o f neuroendocrine tumours. Best Pract Res Clin
EndocrinolMetab 2007; 21; 33-41.
ENETS Consensus Guidelines fot the Standards of Care ín Neuroendocrine
Tumors: biochemical markers. Neuroendocrinology 2009; 90; 194-202.
Karagiannis A. Mikhailidis DP, Athyros VG, Harsoulis E Pheochromocytoma; an
update on genetics and management. Endocr Relat Cáncer 2007; 14; 935-956.
Kema IP, de Vries EG, Muskiet PA. Clinical chemistry of serotonin and
metabolites. ] Chroraatogr B Biomed Sci Appl 2000; 747: 33-48.
Pacak K et aL Pheochromocytoma; recommendations for dinical practice from
the First International Symposlum. October 2005. Nat Clin Pract Endocrinol
Metab 2007; 3; 92-102.
Peaston RT, Weinkove C. Measurement o f catecholamines and their metaboEtes.
Ann Clin Biochem 2004; 41; 17-38.
Rosano TG. Eisenhofer G, Whitley RJ. Catecholamines and serotonin. En; Burtis
CA, Ashwood ER, Bruns DE (eds.). Tietz Textbook of Clinical Chemistry
and Molecular Dlagnostics. 4.‘ edición. San Luis: Saunders-Elsevier, 2006.

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Neoplasia. Marcadores
tumorales
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
D esarrollo tum oral 337
Alteraciones genéticas en el cáncer 338
Capacidad de invasión y metástasis 338
Ejemplo de alteración genética y carcinogénesis;
progresión tumoral en el cáncer colorrectal 339
M arcadores tum orales 339
Características de los marcadores tumorales 341
Factores que influyen en la concentración plasmática
de los marcadores tumorales 342
Determ inación de los m arcadores
tum orales 342
MIcrochips 342
Principales m arcadores tum orales séricos 343
Antígeno carcinoembrionario 343
Antígeno prostático especifico 343
Antígenos carbohidratados 343
Gonadotropina coriónica humana 344
Proteína S-100 344
Antígeno asociado con los carcinomas de células escamosas 345
Citoqueratinas 345
Enolasa neuronal específica 345
A plicación de los m arcadores tum orales 345
Cáncer colorrectal 345
Cáncer de próstata 346
Cáncer epitelial de ovario 346
Cáncer de mama 347
Cáncer testicular 348
Melanoma maligno cutáneo 348
Cáncer de pulmón 349
Referencias adicionales 349
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Conocer los elementos básicos del desarrollo tumoral.
Saber qué es un marcador tumoral, su utilidad
y limitaciones.
Identificar los cambios de concentración de un marcador
tumoral en condiciones benignas y malignas.
Conocer los principales marcadores tumorales y su
aplicación en las principales enfermedades tumorales.
Interpretar los cambios de la concentración sérica de
un marcador tumoral durante el seguimiento de un tumor.
D esa rro llo tu m o ral
El cáncer, junto con las enfermedades cardiovasculares, es
la primera causa de mortalidad en la población occidental entre
35 y 65 años. En España se diagnostican unos 162.000 casos
anualm ente y constituyen un im portante problema de salud
que com porta un elevado coste socioeconóm ico. La m ortalidad
asociada con el cán cer depende del tipo de tu m or y del
m om ento en que se detecte ya que, en general, cuan to más
pronto se produzca la detección, más fácil será el tratam iento.
De hecho, un gran núm ero de muertes podría evitarse con una
detección precoz del tum or. De este m odo, lo ideal sería diagn
osticar el tu m or cuando éste sea suñcientem ente pequeño
para ser extirpado quirúrgicamente. Por desgracia, en la mayoría
de las ocasiones el cáncer no produce síntomas hasta que
se encuentra en un estado avanzado y es m ás difícil de tra ­
tar.
Cuando unas células com ienzan a proliferar de form a elevada
y desordenada form an un tumor. Es benigno sí el crecimiento
es local y lento, no invade tejidos adyacentes ni se disem
ina a otras partes del organism o. N o suelen ser m ortales y,
norm alm ente, se elim inan m ediante cirugía. En cambio, un
tum or maligno o cáncer crece rápidamente e invade otros tejidos
adyacentes y puede diseminarse por vía linfática o hematógena,
implantarse en tejidos distantes (form ar metástasis) y
causar la m uerte del individuo. M uchas veces, las células can ­
cerosas van perdiendo sus características y evolucionan hacia
un estado m ás embrionario. De esta form a, pueden ir desde

338 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
E ! o1 o ^ o ) o 1q1
Epitelio normal
S E S E E ®
I Adenoma
supresores. Las alteraciones en el ADN pueden deberse a m odificación
física o quím ica del ADN que no es reparado por los
sistemas celulares o a alteraciones en los protooncogenes que
producen oncogenes, que afectan la cascada de señalización o
el ciclo celular. Estas alteraciones pueden ser por:
Figura 29-1.
Diseminación
Etapas del desarrollo de un tumor.
Carcinoma in situ
Metástasis
un tipo bien diferenciado, que se parece a las células normales
y suele crecer más lentamente, hasta una forma indiferenciada,
que se parece muy poco a las células normales y tiende a crecer
y a diseminarse con rapidez.
El proceso de desarrollo de un cáncer es lento y com prende
cuatro fases que se van sucediendo a lo largo de los años
(fig. 29-1):
1. Fase de inducción, que puede durar muchos años, en la cual
hay una exposición a carcinógenos.
2. Carcinoma in situ, en que las células transformadas se convierten
en un cáncer que permanece localizado y no invade
otros tejidos.
3. Fase invasiva, en la cual las células proliferan, atraviesan
la m em brana basal y profundizan para alcanzar la circu ­
lación sanguínea y linfática.
4. Fase de diseminación, que dura entre 1 y 5 años y en la cual
las células cancerosas m igran a sitios distantes del tumor.
Se crean nuevos capilares para aportar sangre al tum or (angiogénesis).
Cuando se detecta la existencia de un tum or, un aspecto
fundam ental para con ocer la gravedad es su estadificación,
según la extensión y la diseminación. Esta clasificación ayuda
a elegir el tratam iento y a valorar el pronóstico. La mayoria de
los tum ores se puede clasifícar en alguna de las siguientes etapas
o estadios:
1. Etapa O, que corresponde al carcin om a in situ, que está
limitado a la capa de células en que se inició y no ha invadido
tejidos profundos.
2. Etapas I-III. Cuanto más alto sea el núm ero, más extensa
es la enfermedad, en relación con el tam año del tum or o la
disem inación a los ganglios linfáticos vecinos o a los tejidos
adyacentes al tu m or primario.
3. Etapa IV. El cáncer se ha disem inado a otros tejidos distantes.
Alteraciones genéticas en el cáncer
El desarrollo tum oral comienza con mutaciones que se van
acum ulando en el ADN, afectan a protooncogenes y a genes
L Mutaciones en la porción reguladora que causan un aumento
de la velocidad de producción de la proteina o en la codificante,
que producen una proteína hiperactiva.
2. Translocación de todo el gen o d ep a rte de éste. Si se tran s­
loca todo el gen, puede pasar a una zona en que puede ser
controlado por un prom otor más activo. También se puede
tran slocar una parte del gen, produciendo una proteína
truncada o de fusión. Un ejemplo de ello ocurre en la mayoría
de los pacientes con leucemia mieloide crónica, en que
se produce una translocación recíproca entre los crom osom
as 9 y 22. De este m odo, el protooncogén A B L pasa al
crom osom a 2 2 y así se expresa de form a continua, con un
increm ento de su actividad tirosina-cinasa, que activa la
proliferación de las células hematopoyéticas.
3. Am plificación del gen de m odo que se producen muchas
copias.
4. Infección celular p o r un virus oncogénico. Algunos virus
de ADN están asociados con el cáncer, com o es el caso del
Papillomavirus y el cáncer de cuello de útero, o el del virus
de E p stein -B arr y el carcin o m a orofaríngeo. Estos v i­
rus estimulan a otros genes de la célula hospedadora, provocando
la transform ación tumoral.
5. Desactivación de enzim as reparadoras.
Com o consecuencia de dichas mutaciones, la célula adquiere
la capacidad de proliferación ilim itada e independiente de
señales externas y de evasión de m uerte celular program ada
(apoptosis). En los tejidos norm ales hay un equilibrio entre las
células que crecen y las que mueren, de modo que las células
anorm ales sufren apoptosis. Sin embargo, no existe este control
del crecim iento en el cáncer, de m odo que hay proliferación
no controlada de las células.
Además, se crea un estado de tolerancia inmunológica hacia
las células cancerosas, por lo que no es eliminado por el sistem
a inm unitario a pesar de que las células tumorales expresan
neoantígenos que podrían estim ular una respuesta. Sin
embargo, el paciente puede desarrollar una respuesta antigénica
frente a m icroorganism os, lo que indica que es inm unocompetente.
Capacidad de invasión y metástasis
La form ación de metástasis tumorales implica una serie de
etapas:
L
2 .
3.
Invasión del tejido circundante por la células tumorales que
proliferan, degradan la m atriz extracelular y crean nuevos
sistemas circulatorios (neoangiogénesis).
Intravasación de las células tumorales en los vasos linfáticos
y capilares, lo que les da acceso a diseminación por circulación,
de forma inicial a los ganglios y tejidos próximos.
Extravasación y asentamiento en tejidos, con la formación
de un microambiente favorable para la proliferación tum o-
ral y angiogénesis, con el consecuente desarrollo de la
metástasis.

Capítu lo 29— Neoplasíá. Marcadores tumorales 339
E n la transform ación tum oral, las células presentan cam ­
bios en el citoesqueleto que les perm iten la adquisición de
movilidad y capacidad de m igración. La pérdida de la adhesión
de las células tum orales está favorecida por una m enor
expresión o función de moléculas de adhesión a otras células
y a la m atriz extracelular. Asim ism o, hay una m ayor expresión
de proteasas que participan en la degradación de la matriz
extracelular.
U n aspecto im portante de la proliferación tu m oral es la
angiogénesis o capacidad de form ación de nuevos vasos a
partir de los ya existentes, que es necesaria para m antener el
crecim iento tum oral. Ésta depende de la estimulación por factores
angiogénicos, entre los cuales destaca el factor de crecimiento
del endotelio vascular (VEGF, del inglés, vascular enáothelial
grow th factor). El V EG F es una glucoproteína con
cuatro isoformas: dos están libres y dos se encuentran en la
m atriz extracelular. El V EG F estimula la diferenciación, multiplicación
y quimiotaxis de las células endoteliales, y también
la m aduración y reestructuración de los vasos neoformados.
La activación de enzimas proteolíticas tiene especial im portancia
en la capacidad de m etastatizar del tum or. Las m etaloproteasas
de la m atriz son endopeptidasas dependientes de
zinc que participan en los procesos de rem odelación hística,
cicatrización y angiogénesis. Se secretan al medio extracelular
en form a de proenzimas solubles y se activan por la acción de
otras proteasas de la misma familia o del sistema de activación
del plasm inógeno. Las catepsinas son enzimas proteolíticas
lisosómicas abundantes en las células, en las cuales, con todo,
se produce una alteración en el transporte, por procesos oncogénicos
e inflamatorios, y se secretan a la m atriz extracelular.
U na de ellas, la catepsina B, actúa directam ente degradando
los com ponentes de la m atriz extracelular o indirectam ente
estimulando otras proteasas de la m atriz extracelular y degradando
sus inhibidores proteicos.
Ejemplo de alteración genética
y carcinogénesis: progresión
tumoral en el cáncer colorrectal
Tal y com o se ha com entado anteriorm ente, el proceso de
desarrollo tum oral implica una serie de alteraciones genéticas
en las células que favorecen su proliferación y crean una selección
durante el proceso de carcinogénesis. En 1990, Volgestein
propuso una secuencia de alteraciones que se producen en el
desarrollo carcinogénico del cáncer colorrectal que, tras algunas
m odificaciones, incluye una serie de pasos, en los cuales
se produce el desarrollo tum oral por la acum ulación de mutaciones
(fig. 29-2A ):
1. Fase defo rm a ció n de pólipos. Inicialm ente se producen
mutaciones en el gen supresor tum oral A P C (fig. 29-2B),
que causa la transcripción de diversos genes. Se han observado
mutaciones en el gen A P C en más del 80% de los carcinom
as colorrectales. A p arte de ello, la expresión de
muchos genes está controlada por metilaciones en el prom
otor y también se observa durante esta etapa una hipom
etilación en el ADN.
2. Fase aáenomatosa. Se producen mutaciones en el gen k-ras
que provocan un increm ento en su función. El oncogén
k-ras codifica una proteína que participa en num erosas
rutas de transducción de señales, con lo que este aumento
Figura 29-2A.
Normal
Deleción
Cáncer
Epitelio
normal
Pólipo
Adenoma
I Metástasis
Pérdida de APC
Hipometilación del ADN
Activación de k-ras
Pérdida de DCC
Pérdida de p53
Progresión tumoral en cáncer colorrectal.
Figura 29-2B. Electroforetograma que muestra la secuenciación del
exón 15 del gen APC. Desde la posición c.3927 hasta la c.3931 se produce
la deleción de cinco nucleótidosAAAGAque ocasiona cambio en la pauta
de lectura de la proteína y genera un codón de parada TAG p.Glu1309X
y una proteína truncada. (Imagen cedida p o r la Dra. R. Zárate.)
de actividad favorece la proliferación celular y la capacidad
de invasión. Las mutaciones en k-ras están asociadas con
m ayor displasia y m ayor tam año. Así, se han encontrado
mutaciones en k-ras en el 1 0 % de los adenomas menores
de 1 cm y en m ás del 50% de los adenom as m ayores de
1 cm.
3. Carcinoma. El desarrollo del carcinom a está acompañado
por una pérdida de gen supresor ^53. Este gen se activa en
respuesta a mutaciones y causa la reparación del A D N o la
apoptosis. A causa de la pérdida de actividad de la proteina
codificada por este gen, no está lim itada la aparición de
nuevas mutaciones o alteraciones cromosómicas. Las mutaciones
de p53 son poco frecuentes en los adenomas, pero
se observan en m ás del 70% de los cánceres de colon. La
m utación en el gen p53 o la sobreexpresión de la proteína
se asocia con m enor supervivencia de los pacientes.
M arcadores tu m o ra le s
D urante la evolución del tejido norm al al transform ado se
originan modificaciones bioquímicas e inmunológicas en las
células transformadas o en el resto del organism o, com o respuesta
al desarrollo tum oral. De este m odo, algunas m oléculas
se sintetizan de nuevo o cambian la velocidad de produc-

340 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Tabla 29-1. Principales marcadores tumorales plasmáticos
Marcador tumoral Cáncer Elevación en situaciones benignas
AFP Hepatocarcinom a Cirrosis hepática
Tirosinemia
CEA Adenocarcinom a Fumadores
Enferm edad hepática
Insuficiencia renal
EPOC
NSE Microcítico de pulmón Hemólisis
Neuroendocrinos
Insuficiencia renal
Neum opatía
PSA Próstata Prostatitis
Hiperplasia benigna de próstata
CA15-3 Mam a Hepatopatía
Ovario
Insuficiencia renal
CA19-9 Gastrointestinal Colestasis
Ovario
Insuficiencia renal
Quiste mucinoso
CA72-4 Gastrointestinal Hepatopatía
Ovario
Insuficiencia renal
CA125 Ovario Insuficiencia renal
Endometrio
Derrames serosos
Pulmón
Endometriosis
Calcitonina M edular de tiroides Insuficiencia renal
Crom ogranina A Neuroendocrinos Insuficiencia renal
hCG
Células germinales
Trofoblásticos
Embarazo
Serotonina Carcinoide Alimentos: café, alcohol, pina y otros
Tiroglobulina Tiroides Embarazo
Hipertiroidismo
SCC Epiderm oideo Insuficiencia renal
Alteraciones derm atológicas
TPS Epitelial Hepatopatía
Insuficiencia renal
Infecciones
TPA Epitelial Hepatopatía
Insuficiencia renal
Infecciones
CYFRA21-1 Epitelial Hepatopatía
Insuficiencia renal
Infecciones
H ER -2/neu Mam a Cirrosis hepática
AFP: a-fetoproteína; CEA: antígeno carcinoembrionario (del inglés, cardnoembryonic antígen); EPOC: enfermedad pulmonar
obstructiva crónica; hCQ: gonadotropina coriónica humana (del inglés, human chorionicgonadotrophinj; NSE: enolasa
especifica (del inglés, neuron-specifíc neurolase); PSA: antígeno prostético especifico (del inglés, prostate spedfic antigen);
SCC: antígeno asociado con los carcinomas de células escamosas (del inglés, squamous cell carcinoma), TPA: antígeno
polipeptídico tisular (del inglés, Tissue polypeptide antigen); TPS: antígeno polipepttdico específico tisular (del inglés,
tissue-specific polypeptide antigen).
ción, com o resultado de la evolución del tu m or (tabla 29-1).
Estas sustancias pueden ser detectadas en el tejido o en los fluidos
biológicos Y pueden ser de muy diversa naturaleza:
1.
2.
Enzim as: lactato-deshidrogenasa (LDH), enolasa neuronal
específica (N SE, del inglés, neuron-specific neurolase) o
antígeno prostático específico (PSA, del inglés, prostate
specific antigen).
H orm onas: corticotrop in a, serotonina, catecolam inas,
paratirina o calcitonina.
3.
4.
Antígenos tisulares: proteína S-100 o antígeno asociado con
los carcinomas de células escamosas (SCC, del inglés, squamous
cell carcinoma).
Antígenos oncofetales: antígeno carcinoembrionario (CEA,
del inglés, ca rd noem b ry onic antigen) o a-fetoproteín a
(AFP).
Antígenos carbohidratados: CA 125, CA 72-4 , CA 15-3 o
CA 19-9.
Inmunoglobulinas.
a t o c in a s : interleucinas o interferón.

Capítu lo 29— Neoplasíá. Marcadores tumorales 341
Los antígenos oncofetales son proteínas presentes en el tejido
embrionario o fetal, con lo que en la etapa fetal se producen en
grandes cantidades, pero desaparecen tras el nacim iento. Su
p rod u cción se reactiva cuan do hay una tran sform ación
maligna. Los que tienen utilidad clínica son la AFP, de la cual
ya se ha tratado previamente (cap. 19), y el CEA.
La producción de la mayoría de estas moléculas, llamadas
m arcadores tum orales, puede estar originada por diferentes
tipos de cánceres aunque existen algunas específicas de un tipo
de tum or. La determinación de los m arcadores tum orales, al
ser características de la biología tum oral, puede ser utilizada
en el laboratorio clínico. A lo largo de este libro ya se han descrito
algunos m arcadores tum orales, com o las catecolam inas
y sus metabolitos m etanefrinas en el diagnóstico del feocrom
ocitom a (cap. 28). También la serotonina es muy importante
en el diagnóstico y seguimiento del carcinoide.
Los m arcadores tum orales pueden tener varias finalidades
(fig. 29-3), com o el cribado de individuos que padezcan determinado
cáncer en la población general o, más concretam ente,
en una de riesgo. También son útiles para el diagnóstico y el
estadiaje de un cáncer y ayudan a la elección del tipo de tratamiento
más adecuado. Finalmente, una de las aplicaciones más
im portantes es com o factor de pronóstico de la evolución de
un paciente y para el seguimiento de la eficacia del tratamiento
y la detección precoz de recidivas.
Figura 29-3.
03
Cribado
Diagnóstico
Pronóstico
Elección del
tratamiento
Detección
de recidivas
Utilidad de los marcadores tumorales.
Características de los marcadores tumorales
Días
Para que sea de utilidad, un m arcador tum oral ideal ha de
cum plir las siguientes características:
4.
5.
H a de ser producido sólo si hay tum or y tiene que detectarse
fácilmente en los líquidos biológicos. De esta forma
se suelen cuantificar los m arcadores tum orales en sangre
u orina.
Ser específico del tumor.
Su existencia debe ser detectable en etapas tempranas de la
enfermedad. Esto es especialmente im portante porque es
en estas etapas iniciales precisam ente cuando el tu m or
suele ser más fácil de tratar.
Su concentración sérica se ha de correlacionar con el estado
tum oral. El m arcador tum oral puede ayudar a clasificar el
estadio clínico del paciente y ser un factor de pronóstico
de la enferm edad, que indique la posibilidad de progresión
de la enfermedad y de supervivencia.
Debe presentar niveles estables y sin fluctuaciones biológicas
im portantes, y sólo debe cam biar su concentración
de forma rápida por la existencia del tumor. De esta forma
se puede detectar una recurrencia del tum or que ayude a
com enzar el tratam iento o a cambiarlo.
H ay que tener en cuenta que la concentración de los m arcadores
tum orales no se eleva en todas las personas con cán ­
cer, especialmente en las etapas tem pranas de la enfermedad,
lo que afecta la sensibilidad (falsos negativos). A dem ás, la
concentración de un m arcador tum oral se eleva en ocasiones
en personas con enferm edades benignas, lo que afecta su
especificidad (falsos positivos). Unas de las causas m ás frecuentes
de elevación de los m arcad ores tu m orales son las
enfermedades hepáticas, renales e inflamatorias. Sin embargo.
Figura 29-4. Estudio del origen de un marcador tumoral. El marcador
tumoral de origen canceroso aumenta progresivamente, lo que no ocurre
en enfermedades benignas.
es útil observar la concentración del m arcador tum oral y su
evolución:
L Los incrementos plasmáticos en enfermedades benignas suelen
ser m oderados, inferiores a los que se detectan en
pacientes con cáncer. Así, una concentración de CA 125
superior a 500 U I/m L (lím ite de referencia: 35 U I/m L) o
de C EA superior a 20 [xg/L (limite de referencia: 2,5 fig/L)
sugiere que la elevación tiene un origen tumoral.
2. La concentración plasmática del marcador tumoral aumenta
progresivamente en el cáncer, com o reflejo de la proliferación
de las células neoplásicas. Este incremento progresivo
no sucede en una enfermedad benigna, en la que incluso
puede descender la concentración. Por ello, ante una concen
tración elevada se puede rep etir la determ inación
pasado un tiem po. N orm alm en te, el in tervalo m ín i­
m o entre la realización de las determinaciones ha de ser de
15 días, superior a la vida m edia del m arcad or tum oral
(fig. 29-4).
La utilidad diagnóstica de los m arcadores tum orales está
limitada, además de la sensibilidad y la especificidad propias
de la magnitud bioquímica, por la prevalencia de la enferm e­
dad. Por ejemplo, el CA 125 tiene una sensibilidad del 80% y
una especificidad del 99,6% en el diagnóstico del cán cer de
ovario. Sin embargo, puesto que la incidencia de este tipo de
cáncer en las mujeres posmenopáusicas asintomáticas es de un
caso cada 2 .5 0 0 mujeres, este m arcador tum oral por sí solo es

342 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Síntesis por el tumor
3. La vida m edia de los m arcadores tum orales es variable,
desde unos m inutos hasta varios días. Algunos de ellos,
com o el CEA o el CA 125, son glucoproteínas metabolizadas
por el hígado, por lo que un descenso en la función
hepática producirá un increm ento de la concentración de
estas glucoproteínas en sangre. Así, por ejemplo, la concentración
de C EA en pacientes con cirrosis alcohólica
puede contar con valores hasta cinco veces el límite superior
de normalidad.
Irrigación
sanguínea
Figura 29-5.
tumorales.
. . . V ,
ptahnlismn
del tiidiuuJor
Factores que influyen en la concentración de marcadores
poco útil en el diagnóstico temprano ya que el valor predictivo
positivo no llega al 10%. O tro ejemplo es la AFP en el diagnóstico
del hepatocarcinom a, en que debido a la baja incidencia
en la población occidental no es de utilidad en el diagnóstico.
Sin embargo, en zonas en que el hepatocarcinom a tiene una
elevada incidencia, com o en China o Alaska, la A FP puede ser
de utilidad en el cribado poblacional.
Tras el diagnóstico, los m arcadores tum orales se emplean
para el seguimiento de la enfermedad mediante determ inaciones
en especimenes cada cierto tiempo. La mayoría de los m arcadores
tum orales son muy efectivos en la detección de recurrencia
tumoral. Así, el cambio en el estado del tum or se refleja
muy rápidamente en los niveles de los m arcadores tumorales
y se anticipa en semanas o meses a la evidencia por otras pruebas
diagnósticas. No obstante, existe una variación biológica
en los m arcadores tumorales que causa unas pequeñas oscilaciones
de la concentración sin cambio en la biología del tumor.
Para evitar errores en la interpretación de los resultados, se
considera significativo un cambio de concentración del m arcador
tum oral superior al 2 0 % cuando ésta se confirm a en una
segunda determ inación realizada sobre un espécim en obtenido
tras un intervalo de tiempo razonable (unos 15 días).
Independientemente de todo esto, al igual que ocurre con
el resto de pruebas bioquímicas, la inform ación facilitada por
la cuantificación de los m arcadores tumorales debe integrarse
dentro del conjunto de pruebas realizadas al paciente (exploración
clínica, pruebas de imagen, etc.) para así obtener una
inform ación lo más precisa y útil posible.
Factores que influyen en la concentración
plasmática de los marcadores tumorales
Los factores que afectan a la concentración plasm ática de
los marcadores tumorales son la velocidad de síntesis, de acceso
a sangre periférica y su metabolismo posterior (fig. 29-5):
1. Normalmente, cuanto mayor sea la masa tumoral, mayor será
la concentración del marcador tumoral, aunque los tumores
son heterogéneos y no todas las células cancerosas producen
el m arcador tum oral y con la misma velocidad de síntesis.
2. Al aumentar la irrigación sanguínea del tejido tum oral, los
m arcadores alcanzan más fácilmente y en m ayor cantidad
la circulación.
D ete rm in ació n de los
m a rca d o re s tu m o ra le s
La mayoría de las determinaciones de los marcadores tum o-
rales circulantes se basa en técnicas inm unoquím icas que
emplean anticuerpos monoclonales específicos. En general se
puede emplear suero o plasma de form a indistinta y los m arcadores
tum orales suelen ser estables en estas condiciones.
La determ inación de los m arcad ores tu m orales es muy
im portante en el seguimiento de la enfermedad y, para com ­
parar las concentraciones sucesivas, es necesario que las determinaciones
se realicen con el m ism o sistema y, a ser posible,
en el m ism o laboratorio. Es necesario un estricto control de
calidad y que la variación interanálisis sea inferior al 2 0 %, que
corresponde a la variación biológica del m arcador tum oral.
M uchas veces existen diferencias entre las casas comerciales
en cuanto a la estandarización, el tipo de anticuerpos m onoclonales
o el diseño metodológico, que dificultan el intercam ­
bio de resultados obtenidos con dos métodos diferentes. Ello
puede causar que sea difícil asignar un cambio de un resultado
a un cambio del tu m or o a la diferencia metodológica.
Un aspecto que se ha de tener en cuenta en la determinación
de los m arcadores tum orales es la posibilidad de detectar el
efecto «gancho». Éste se produce cuando la concentración del
m arcad or tu m oral en el espécim en es de varios órdenes de
magnitud por encim a del intervalo del m étodo y puede supera
r la capacidad de unión del anticuerpo de la fase sólida.
Com o consecuencia, se obtienen unos resultados de concentración
muy bajos, que no corresponden con la realidad. Ello
es especialmente crítico en la determinación de A FP y gonadotropina
coriónica hum ana p (|5-hCG, del inglés, ^-hum an
chorionicgonadotrophin) que pueden llevar a importantes errores
de interpretación clínica.
Los m arcadores tumorales se suelen utilizar para evaluar la
progresión de la enferm edad y m uchas veces el objetivo es
alcanzar una concentración del m arcador tum oral indetectable
(com o la tiroglobulina en el cáncer de tiroides o el PSA en
el de próstata). Por ello, el límite de detección funcional ha de
ser lo más bajo posible.
Microchips
Tal y com o se ha descrito anteriorm ente, en el desarrollo
tu m oral se producen múltiples cam bios en la expresión de
genes con las consecuentes alteraciones de proteínas. Estas alteraciones
se pueden detectar a escala m olecular con el uso de
los m icrochips de ADN. Esta tecnología se puede aplicar al
análisis en una muestra tum oral del perfil de expresión génica,
la existencia de polim orfism os, mutaciones o cam bios en la
secuencia (como inserciones o deleciones). El análisis de la gran

Capítu lo 29— Neoplasíá. Marcadores tumorales 343
cantidad de datos generados requiere el empleo de un sistema
de redes neurales y de análisis estadístico potente. Así, en la
ñgura 2 9 -6 se puede observar que, incluso, en dos muestras
de tu m or de m elanom a procedentes de un m ism o paciente
existe una cierta diferencia de expresión de genes. Mediante
esta tecnología se pueden analizar los genes responsables de
una enfermedad en un individuo, lo cual se acerca a la m edicina
personalizada.
Tumor secundario 1
Extracción ARNm y análisis
Tumor inicial
Tumor secundario 2
Extracción ARNm y análisis
:9 1
y i.
P rin cip ales m arcadores
tu m o ra le s sérico s
Antígeno carcinoembrionario
El antígeno carcinoem brionario o C E A com prende una
familia de glucoproteínas codificadas por varios genes del crom
osom a 19. Las diferentes isoformas se pueden separar por
isoelectroenfoque y la principal proteína es el CEA. Esta proteína
tiene un elevado peso m olecular (180 kDa) en que más de
la mitad de la molécula son azúcares y su estructura es similar
a la de la cadena pesada de las inmunoglobulinas G. El CEA se
encuentra anclado en la m em brana de la mucosa cólica fetal y
su función es desconocida aunque puede estar relacionada con
la adhesión celular y con la capacidad de invasión y metástasis.
La concentración plasmática en las personas adultas sanas
es inferior a 2,5 ng/m L. La elevación de la concentración de
C EA se produce en num erosos adenocarcinom as, sobre todo
en el colorrectal, el de m am a, el de pulm ón y el gástrico. Tam ­
bién pueden elevarse sus concentraciones séricas en enfermedades
benignas, com o cirrosis hepática, insuficiencia renal y
enfermedad pulm onar obstructiva crónica (EPO C). También
el tabaquismo aumenta sus niveles séricos, que pueden llegar
a estar dos veces por encim a del punto de corte en estas personas.
Antígeno prostético específico
El antígeno prostático específico o PSA es una enzim a de
33 kD a que pertenece a la fam ilia de las calicreínas y su gen
KLC-3 tiene el 82% de homología con el de la calicreína 1. Se
sintetiza exclusivamente en la glándula prostética y se secreta
al líquido seminal. Tiene una actividad similar a la quimotripsina
e hidroliza proteínas de la vesícula sem inal, por lo que
participa en la licuefacción del semen.
En condiciones normales, sólo una fracción m ínim a de PSA
se libera a la circulación. Una vez que se encuentra en la sangre
periférica, el PSA puede form ar complejos con las proteínas
inhibitorias de proteasas, com o oj-m acroglobulin a y
a,-antiquim otripsina. De esta form a se pueden encontrar tres
form as de PSA plasmático (fig. 29-7):
2 .
3.
Una form a libre, que comprende el 5-50% del PSA inmunorreactivo.
PSA en complejo con a,-antiquim otripsina, que representa
entre el 50 y el 95% del PSA inmunorreactivo.
PSA unido con a 2 -tnacroglobulina, que se encuentra oculto
y no es accesible a los anticuerpos. No se detecta con los
métodos de inmunoanálisis.
Los métodos de determinación de PSA total, llamados equimolares,
emplean anticuerpos que reaccionan con igual afini-
IOOOOOt
iccoo|
iooo|
ioo|
lol
0.1 j
aci ai 1 0 1 0 0 1 0 0 0 100 0 0
ARNm en muestra 1
Figura 29-6. Análisis de la expresión diferencial de genes en dos muestras
de tumor de melanoma mediante un chip de Affimetrix que detecta
40.000 genes. En rojo y azul se indican los genes que se expresan con
intensidad diferente entre las dos muestras.
dad con el PSA libre y con el que form a el com plejo con la
a,-antiquim otripsina.
La vida media del PSA es de unas 24 h. El PSA libre se puede
m etabolizar en el riñón mientras que el PSA unido se retira de
circulación mediante los receptores de serpinas hepáticos y los
de o^-macroglobulina en los macrófagos. Tras la manipulación
de la próstata, se incrementa, sobre todo, la concentración sérica
de la fracción libre de PSA, por lo que la extracción de sangre
debe realizarse siempre de forma previa al tacto rectal. La determ
inación de PSA se ha de retrasar al menos unas 2-3 semanas
tras biopsia o cirugía para perm itir la eliminación del PSA que
ha form ado un complejo con la a,-antiquim iotripsina.
Antígenos carbohidratados
Estos m arcadores tum orales corresponden a anticuerpos
que reconocen antígenos carbohidratados liberados por las
PSA libre
Detectadle por test de
ELISA
Sangre
PSA unido a
ai-antiquimotripsina
-ÍAQ T)
Qi-AQT
w
Próstata
Oculto
PSA unido a
aj-macroqlobulina
(MG)
Figura 29-7. Formas del antígeno prostático específico o PSA (del inglés,
prostate specific antigen) en sangre periférica. Sólo el anticuerpo verde
detecta igualmente la forma libre y la unidad a la a,-antiquimotripsina.

344 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Tabla 29-2. Marcadores tumorales de antígenos carbohidratados
Nombre Anticuerpo Fuente Antígeno que reconoce
CA15-3 DF3 Extracto de metástasis de cáncer de mama M U C l o episialina
115D8
Glóbulos de leche
CA 19-9 19-9 Línea celular de cáncer de colon Antígeno de Lewis SW -1116
CA72-4 B27.3 Fracción de membrana de un carcinoma de mama TAG -72
CA 125 O C 1 2 S Linea celular de cáncer de ovario Glucoproteína (200.000 D)
células tumorales. Algunos de ellos se han obtenido tras inmunizar
a ratones con extractos tumorales y obtener los anticuerpos
tumorales. Por ello, tienen cierta especificidad del tipo de
tum or y la numeración del m arcador tum oral se refiere al anticuerpo.
Puesto que los antígenos tienen un elevado grado de
glucosilación y varía entre pacientes, los anticuerpos no siempre
los reconocen con igual afinidad en los diferentes pacientes.
Los principales m arcadores tumorales que corresponden
a antígenos carbohidratados se indican en la tabla 29-2.
Los reactivos de determ inación de CA 15-3 reconocen al
antigeno M U C l (epísíalina), una glucoproteína de 300-4 5 0 kDa
con alto contenido en hidratos de carbono. En los individuos
sanos, el límite de referencia en suero es de 27 kU/L y su concentración
se puede elevar ligeramente en situaciones benignas,
com o las enfermedades hepáticas o renales. El CA 15-3 se
eleva, sobre todo, en los tum ores de m am a y ováricos aunque
también puede elevarse en otros tumores, com o los de pulmón.
El CA 125 es un antígeno reconocido p o r el anticuerpo
0 C 1 2 5 . Corresponde a una glucoproteína de elevado peso
m olecular sintetizada por las células derivadas de los conductos
de Müller (trompas de Falopio, cuello uterino y del fondo
vaginal) y en mesotelio (pericárdico, pleural y peritoneal). Su
concentración sérica es inferior a 35 U I/m L y desciende tras
la menopausia. Es el m arcador de elección en el estudio de los
carcin o m as ováricos aunque tam bién se halla elevado en
los carcinom as de endometrio y algunas neoplasias pulm onares
y en otras enfermedades de carácter benigno, como la endometriosis,
quistes ováricos, miom as e insuficiencia renal. Su
con cen tración sérica puede increm entarse en situaciones
benignas, sobre todo cuando se producen derram es pleurales,
pericárdicos o ascíticos.
El anticuerpo frente a CA 72-4 reconoce a la glucoproteína
de elevado peso m olecular TA G -72. El CA 7 2 -4 se emplea,
sobre todo, en el cáncer gastrointestinal. Así, es el m arcador
con m ayor sensibilidad y especificidad en el cáncer gástrico y
se emplea en el seguim iento de la enferm edad. También se
eleva en otros tipos de cáncer, com o el pulm onar o el ová-
rico.
El an ticu erp o CA 19-9 recon oce un gangliósido con el
grupo sialil del antígeno de Lew is a. E n tre el 3 y el 7% de
la población no expresa el grupo sialil de Lewis a y pueden
ser falsos negativos al carecer del antígeno recon ocid o. El
CA 19-9 se expresa, sobre todo, en el aparato gastrointestinal
y se emplea com o m arcador tum oral en tum ores de este origen,
especialm ente en neoplasias pancreáticas. La concentración
en la población sana es inferior a 37 U I/m L y puede
elevarse hasta 1 0 veces en estados ictéricos o en pancreatitis.
También la insuficiencia renal puede producir ligeras elevaciones.
Gonadotropina coriónica humana
Esta horm ona es una glucoproteína dim érica con la subunidad
a com ún a las horm onas hipofisarias lutropina, tirotropina
y folitropina, y la subunidad p diferente en cada una
de ellas. La subunidad p de la gonadotropina coriónica humana
o hCG tiene una similitud del 80% con la lutropina, pero los
24 aminoácidos carboxi-term inales son diferentes, con lo que
los anticuerpos frente a este extrem o le confieren la especificidad
al m étodo de determinación.
La hCG se sintetiza en la placenta desde el día 8 del embarazo
y su concentración se va doblando cada 2 -4 días hasta
alcanzar un m áxim o en la semana 10-12 (unas 100.000 U/L).
Su detección en orina es la prueba empleada para confirm ar
el em barazo. Tiene com o función m antener la secreción de
progesterona y la actividad del cuerpo lúteo. Se produce en
cantidades muy bajas por la hipófisis y los métodos más sensibles
pueden d etectar estas pequeñas concentraciones. El
punto de corte se sitúa en unas 5 U I/L y se puede observar una
ligera elevación, junto con la de lutropina, cuando se produce
una disfunción gonadal que afecta la retroalim entación negativa
de la hipófisis.
La hCG es un m arcador muy sensible de tumores trofoblásticos
y en cáncer testicular de origen germinal. También es útil
en el diagnóstico de embarazos patológicos, com o extrauterino,
ectópico o molar. En estos casos, es im portante la cinética
de los valores a lo largo del tiempo. Tras la extirpación, la
concentración sérica de la gonadotropina coriónica hum ana
ha de descender hasta volverse indetectable.
La determinación de la hCG se basa en técnicas inmunométricas
que reaccionan con la cadena p. Estas técnicas han de
reconocer con igual afinidad tanto las cadenas p libres com o
la proteína intacta. Dada la necesidad de detectar concentraciones
muy bajas de la horm ona, el límite de detección ha de
ser inferior a 2 U /L y no debe presentar reacción cruzada con
las otras horm onas análogas.
Proteína S-100
Ésta es una proteína ácida de bajo peso m olecular intracelular
que actúa com o fijadora de calcio. Está form ada por dos
subunidades que pueden ser a o p y que form an dímeros a - a
(A l), P-P (B) y heterodím eros a -p . Las proteínas S-lOOAl y
S-IOOB se sintetizan, sobre todo, en las células del sistema nervioso
central y en los melanocitos. Tiene utilidad en el seguimiento
del melanom a avanzado para detectar recidivas tum o-
rales.
Al ser sintetizada por las células del sistem a nervioso, su
concentración en el líquido cefalorraquídeo y en sangre se eleva

Capítu lo 29— Neoplasíá. Marcadores tumorales 345
en enfermedades del sistema nervioso central, como en el traumatismo
cerebral o en el accidente cerebrovascular agudo. Este
incremento sanguíneo se debido a una alteración de la barrera
hematoencefálica, que permite el paso de la proteína S-100 a
la circulación general. Su con cen tración sérica tam bién se
puede elevar en situaciones benignas, com o la insuficiencia
renal y hepática. Además, durante la gestación también se produce
un aum ento de la concentración plasmática.
Antígeno asociado con los
carcinomas de células escamosas
El antígeno asociado con los carcinom as de células escam o­
sas o SCC fue aislado de muestras de tum ores cervicales uterinos
y se denominó inicialmente antígeno asociado con tum o­
res 4 (TA-4). Es una glucoproteína sintetizada por los tejidos
escam osos de la familia de las serpinas, esto es, inhibidora de
serina-proteasas. Se emplea com o m arcador en el estudio de
cánceres de células escam osas, com o el de laringe, pulm ón,
cabeza y cuello, esófago y, sobre todo, en el de cuello uterino.
De hecho, una concentración elevada de este m arcador es muy
sugerente de un tum or escam oso.
Es especialmente útil en el cáncer escam oso de cuello uterino.
U na concentración superior a 2,5 fig/L se asocia con
tum or invasivo y con peor pronóstico. También tiene utilidad
en el seguimiento de la enfermedad y en la detección de recurrencia
tum oral. Sin embargo, hay que tener en cuenta que su
concentración también está aumentada en enfermedades ginecológicas
y derm atológicas benignas, com o pénfigo, y sobre
todo en la insuficiencia renal, que puede llegar a aum entar su
concentración por encim a de 10 fig/L.
Citoqueratinas
Las citoqueratinas son un conjunto de unas 20 proteínas que
polimerizan form ando los filamentos del citoesqueleto de las
células epiteliales. H ay tres citoqueratinas que se emplean
com o m arcadores tumorales: el TPS, C Y FR A 21-1 y el TPA. El
TPS reconoce fragm entos de la citoqueratina 18, el C Y FR A
21-1 reconoce fragmentos de la citoqueratina 19 y el TPA reconoce
fragm entos de las citoqueratinas 8 , 18 y 19. El C Y FR A
2 1 - 1 se ha empleado en el estudio de los tum ores de cabeza y
cuello, el cáncer escam oso de esófago, el de cuello uterino y,
sobre todo, en el cáncer de pulmón de células no pequeñas.
Enolasa neuronal específica
La enolasa es una de las enzimas que participan en la vía
metabólica de la glucólisis. Existen diversas isoformas de este
dím ero que se originan por la com binación de tres posibles
subunidades (a , p y y). La enolasa neuronal específica (NSE)
o isoforma y está form ada por dos subunidades de tipo y. Esta
isoforma es sintetizada por las neuronas y las células neuroendocrinas.
Es el m arcador empleado en el estudio de los tu m o­
res neuroectodérm icos y los carcinom as indiferenciados de
células pequeñas, com o el de pulmón, aunque sus niveles tam ­
bién se elevan en algunos carcinom as de células no pequeñas.
También se elevan sus concentraciones séricas en situaciones
de insuficiencia renal. Además, es el único de los marcadores
tumorales utilizados en la práctica clínica habitual, cuyos niveles
están afectados por la hemólisis de la muestra. Esto se debe
al hecho de que los hematíes poseen altas cantidades de la isoform
a a-y , que son liberadas durante la hemólisis y que pueden
reaccionar en la determ inación inm unológica de NSE y
producir un increm ento de la concentración. Su determ inación
se emplea en el m omento del diagnóstico ya que proporciona
inform ación acerca del pronóstico del paciente y, sobre
todo, para el seguimiento del tratam iento en los carcinom as
de células pequeñas.
A p lica ció n de los
m a rca d o re s tu m o ra le s
Cáncer colorrectal
El cáncer colorrectal es el segundo cáncer más prevalente
en la población europea y también el segundo en m ortandad.
De ellos, el cáncer de recto es el de m ayor frecuencia (38%),
seguido del de sigma (29%) y del de ciego (10%). Los síntomas
de este cáncer son inespecíficos, con dolor abdominal, náuseas
o vómitos. En los tum ores de recto y con sigmoide es más frecuente
que se produzca sangrado, lo que ayuda al diagnóstico.
La determinación de la sangre oculta en heces es importante
para el cribado de este cáncer (cap. 20). O tra técnica que se ha
propuesto para el cribado es el análisis del ADN en heces aunque
tiene el problema del elevado coste y la falta de estandarización.
Este m étodo se basa en el hecho de que las células
tumorales, con el ADN mutado, se liberan a las heces por exfoliación
norm al. De esta form a se puede analizar en las heces
la existencia de mutaciones en los genes k-ras, p53, A P C o alteraciones
en la metilación.
El CEA es el m arcador tum oral más útil en el pronóstico y
seguimiento del cáncer colorrectal. La existencia de una concentración
de CEA elevada se asocia con estadios más avanzados.
Así, una concentración preoperatoria elevada, superior
a 5 [xg/L, sugiere la existencia de m etástasis e indica mayor
riesgo de recurrencia tum oral. Adem ás, este m arcador tam ­
bién tiene utilidad en el seguimiento de la eficacia de la terapia,
por lo que es recomendable llevar a cabo determinaciones
seriadas cada 2-3 meses durante los 3 años siguientes al diagnóstico
(fig. 29-8). Un tratam iento eñcaz causa un descenso
de este m arcador tum oral y se mantiene en una concentración
estable baja durante la etapa de remisión. Dos elevaciones sucesivas
de CEA por encim a del nivel basal indican una recidiva
tu m oral, que puede adelantarse, incluso, 4-1 0 m eses al
m om ento en que fuera detectada por otros procedim ientos
diagnósticos. La elevación es m ás notoria si la m etástasis es
hepática o retroperitoneal que si es pulm onar o local. Hay que
tener en cuenta que ciertos tratam ientos (como el 5-fluorouracilo
o el levamisol) pueden producir un incremento transitorio
de la con cen tración sérica de C EA sin que exista p rogresión
de la enfermedad.
La determ inación genética de mutaciones del gen A P C se
realiza en centros especializados para detectar la poliposis adenomatosa
fam iliar (fig. 29-2B). Otro tipo especial es el cáncer
de colon hereditario no polipósico, bastante frecuente en los
países industrializados y que tiene un fuerte componente hereditario
(el 2 0 % de los casos poseen varios familiares afectados).
Algunos de los genes implicados son el hM SH 2 y el hM LH l,
que form an parte del sistema implicado en la reparación de los

346 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Figura 29-8.
Meses desde el diagnóstico
Fallecimiento
Seguimiento de un cáncer de colon con el marcador tumo-
ral CEA o antígeno carcinoembrionario. Las elevaciones del CEA indican
la resistencia del tumor a los distintos tratamientos.
errores de emparejamiento de bases durante la replicación del
ADN (M M R, del inglés, mutations in mismatch repair). El análisis
de estos genes se realiza para detectar individuos de alto
riesgo de esta enfermedad.
Cáncer de próstata
El cáncer de próstata es el tum or más frecuente en el hom ­
bre. Existe una elevada prevalencia histológica y se ha estimado
que hasta el 42% de los individuos mayores de 50 años tienen
algún foco canceroso. Sin embargo, la aparición de síntomas
es mucho menor. Con el uso del PSA se ha incrementado notablemente
el diagnóstico de cáncer de próstata aunque una parte
de los casos diagnosticados no evolucionaría a enfermedad.
Ésta suele caracterizarse por problemas urinarios, de erección,
existencia de sangre en la orina o en el semen y dolor en las
caderas o en la espalda.
El PSA es un m arcador muy im portante en el diagnóstico
del cáncer de próstata, acompañado del tacto rectal. El diagnóstico
se confirm a posteriormente mediante biopsia. La determ
inación del PSA durante los protocolos de revisión permite
tener una concentración basal de PSA en el individuo. Teniendo
en cuenta que la variación biológica intraindividual, que puede
llegar a ser del 2 0 %, y la variación metodológica, que oscila en
Figura 29-9.
Cirugía -i-quimioterapia
Meses desde el inicio del tratamiento
Evolución del marcador CA 125 en una paciente con ade-
nocarcinoma de ovario. El descenso del marcador a niveles estables y su
mantenimiento indica la buena evolución de la enfermedad.
el 5%, se considera significativa una elevación sobre la concentración
de PSA previa del 50%. Norm alm ente se coloca como
punto de corte 4 ng/m L, pero hay que tener en cuenta que este
marcador se eleva también en situaciones benignas, com o prostatitis
o hiperplasia benigna de próstata. O tro aspecto que hay
que tener en cuenta es el hecho de que la concentración de PSA
aum enta con la edad y es m ayor en individuos de raza negra.
Si em bargo, cuan do la con cen tración de PSA es superior a
10 ng/m L, la probabilidad de cáncer es superior al 50% . Para
increm entar la especificidad del PSA en el intervalo de concentración
sérica entre 4 y 10 [ig/L se ha recurrido a la estim a­
ción de la fracción libre de PSA (PSA líbre/PSA total). Los
pacientes con cáncer de próstata tienen la fracción de PSA libre
m enor que en los individuos sanos o con prostatitis benignas.
U na concentración preoperatoria de PSA elevada se asocia
con una enfermedad más avanzada y peor pronóstico. El tra ­
tamiento del cáncer de próstata es variado e incluye desde vigilancia
hasta cirugía, quim ioterapia o radioterapia. La determ
inación del PSA es m uy im portante en la evaluación de la
terapia, la cual ha de causar un descenso si ésta tiene eficacia.
Tras la prostatectom ía radical, la concentración de PSA ha de
descender a niveles indetectables y, si se m antiene elevado,
indica la persistencia del tum or. D urante el seguim iento, la
concentración de PSA se ha de m antener indetectable y una
ligera elevación de este m arcador indica una recidiva, incluso
varios años antes que se manifiesten otros signos de ésta. Los
inhibidores de la enzima 5-a-red u ctasa se emplean en el tra ­
tamiento de los pacientes con enfermedad avanzada y pueden
dism inuir hasta el 50% la concentración de PSA, con lo que
este m arcador tiene una utilidad m ás limitada para predecir
recurrencia en estos tratam ientos.
Cáncer epitelial de ovario
El cáncer de ovario es un tum or que presenta una elevada
m ortalidad ya que los síntomas y, por tanto, el diagnóstico de
la m ayoría de las pacientes ocurre cuando la enfermedad ya
está muy avanzada y el pronóstico es malo. Por ello, la detección
precoz es especialm ente im portante en los cánceres de
ovario. De los tipos histológicos, el 80-90% de los tum ores
corresponde a los de tipo seroso.
El m arcador de elección en el cáncer de ovario es el CA 125,
que tiene una elevada sensibilidad y especificidad, sobre todo
en el cáncer de tipo seroso. Sin embargo, la sensibilidad decrece
notablemente en los estadios iniciales y oscila entre una sensibilidad
del 50% en el tipo I y una del 90% en el tipo III-IV.
Por ello, no se recomienda el uso del CA 125 como herramienta
de cribado dada su baja sensibilidad y especificidad. Ünicamente
se recom ienda su uso en combinación con ultrasonidos
en mujeres que presenten el síndrom e hereditario de cáncer
ovárico. Es muy útil para diferenciar los tum ores benignos de
los malignos en las mujeres posmenopáusicas. En el caso de
que el CA 125 sea negativo, tal y com o ocurre, sobre todo, en
el cáncer mucinoso de ovario, puede ser interesante la determ
inación de CEA y de CA 19-9.
El CA 125 es muy útil en el pronóstico de las pacientes de
m odo que un concentración preoperatoria de CA 125 superior
a 65 U I/m L tiene peor pronóstico de supervivencia a los 5 años
que si es inferior a este valor. También es útil en el control de
la evolución durante los tratam ientos y el descenso de la concentración
de CA 125 se relaciona con la buena respuesta al

Capítu lo 29— Neoplasíá. Marcadores tumorales 347
tratam iento (flg. 29-9). Es muy sensible en la detección de recidivas,
que la señala cuando se produce u na elevación por
encim a del punto de corte y la confirm a a las 2-3 semanas. No
obstante, hay que tener en cuenta que ésta se puede producir,
incluso, sin elevación del m arcador tum oral.
Cáncer de mama
El cáncer de m am a es el más frecuente en la mujer, aunque
un pequeño porcentaje de hombres también pueden sufrir este
tum or. Con los program as de detección precoz del cáncer de
m am a en la mujer se ha mejorado m ucho el diagnóstico precoz
y ha disminuido la m ortandad.
El tratam iento de este tu m or es la cirugía conservadora y
radioterapia o la mastectomía. Las mujeres con tum or invasivo
reciben, además, tratam iento quimioterápico acompañado de
horm onoterapia. De esta form a se ha conseguido dism inuir
de m anera im portante las recidivas y la m ortalidad de este
tum or. En el tratam iento de esta enferm edad tienen gran
im portancia las determ inaciones de m arcadores tum orales,
que se realizan tanto en el tejido tum oral obtenido en la cirugía
com o en sangre periférica.
La determ inación de los receptores de estradiol y progesterona
en la lesión prim aria es m uy im portante para elegir una
terapia endocrinológica. Los pacientes con receptores estrogénicos
tienen buena respuesta al tratam iento con tamoxifeno.
Esta determ inación se puede realizar mediante técnicas de
inm unohistoquím ica o en una hom ogenización del tejido
mediante análisis de radiorreceptor o test de ELISA. Aunque
esta segunda técnica proporciona información cuantitativa, se
prefiere actualm ente el análisis inm unohistoquím ico por su
m ayor simplicidad y rapidez.
El oncogén H E R -2/neu es un m iem bro de la fam ilia del
receptor del factor de crecim iento epidérmico que se encuentra
sobreexpresado en el 15-30% de los cánceres de m am a y se
asocia con un com portam iento más agresivo del tum or. Adem
ás de asociarse con un pronóstico peor, la determ inación
histica de HER-2/neu también interesa para seleccionar a los
pacientes que van a recibir la terapia con trastuzum ab (Herceptin).
La detección de HER-2 se puede realizar en el tejido
m ediante técnicas de inm unohistoquím ica o analizando la
expresión génica mediante fluorescencia de hibridación in situ
(FISH, del inglés, fluorescence in situ hybridization). Además,
la fracción extracelular de HER-2 puede liberarse a la circulación
y existen equipos comerciales para su determinación en
suero m ediante test de ELISA. Su concentración incluso se
encuentra elevada en el 30% de los pacientes con cáncer metastásico.
La determ inación en el tejido mediante técnicas de ELISA
de los factores fibrinolíticos, inhibidor del activador del plasminógeno
de tipo 1 o PAI-1 y activador del plasminógeno urocinasa
(uPA) tienen utilidad com o factor de pronóstico en las
pacientes con cáncer de nuevo diagnóstico y con nodulos negativos.
Una baja concentración de ambos se asocia con menor
riesgo de recurrencia tum oral, especialmente en las mujeres
con receptores estrogénicos positivos. De esta forma ayudan
a seleccionar a los pacientes en que no es necesaria quim ioterapia
complementaria.
El m arcador sérico más adecuado para el cáncer de m am a
es el CA 15-3. Sin embargo, tiene bajas especificidad y sensibilidad,
sobre todo para estadios iniciales (el 75% en estadio
2
_)
E
225-]
2 0 0 -
175
150
1 0 0 -
<
U 75
125-
Quimioterapia
50-
25
Figura 29-10.
Cambio de quimioterapia
1
Cambio de quimioterapia
Limite de referencia
oJ
O 2 5 24 28 32 36 43 48 50 53 56 59
Meses desde el inicio del tratamiento
Empleo del marcador CA 15-3 en el seguimiento de una
paciente con cáncer de mama. Los incrementos progresivos de CA 15-3
indican la inefectividad de las quimioterapias.
IV y mucho m enor en estadios anteriores), por lo que no es un
m arcador adecuado para el diagnóstico de cáncer de m am a.
Sin embargo, sus niveles preoperatorios tienen valor de pron
óstico ya que u na con cen tración elevada predice peor
pronóstico. En cam bio, el CA 15-3 es m uy útil en el seguimiento
del efecto del tratam iento. Asi, el aumento de los niveles
de CA 15-3, aun en ausencia de síntomas de la enfermedad,
indica una recurrencia o metástasis tum oral en los siguientes
2-9 meses (fig. 29-10). De todas formas, hay que tener en cuenta
que durante las primeras semanas del tratam iento puede haber
un aum ento transitorio de los niveles de CA 15-3 sin que eso
implique un fallo del tratam iento. El CEA puede ser utilizado
en el seguimiento de la terapia antitumoral com o complemento
del CA 15-3, sobre todo cuando la concentración de éste no se
encuentra elevada.
Cáncer de mama hereditario
Se calcula que entre el 5 y el 10% de los cánceres de m am a
poseen un componente hereditario y los genes supresores de
tu m ores B R C A l y B R C A 2 se asocian m ás con estos tipos
de cánceres. El BRCAl es un gen de gran tam año situado en
el crom osom a 17 m ientras que el BRCA2 se localiza en el cro ­
m osom a 13 y su tam año es m ayor que el de BRCAl. Las proteínas
codificadas en ambos genes participan en diversos procesos
celulares, com o la síntesis y reparación del A D N , la
transcripción, el control del ciclo celular, etc. Su síntesis está
estimulada por los estrógenos.
La existencia de mutaciones en los genes BRCAl y BRCA2
no implican necesariamente que se vaya a desarrollar un cáncer.
No obstante, casi dos terceras partes de las mujeres con el
gen BRCAl m u tad oyla mitad de las que tengan el gen BRCA2
mutado desarrollarán un cáncer de m am a antes de los 70 años.
La variedad de m utaciones que aparecen en estos genes es
enorm e, y la mayoría de ellas son cambios en el m arco de lectura
(figs. 29-11A y B). Algunas sociedades médicas recom iendan
el consejo genético y análisis de BRCAl y BRCA2 si existe
un elevado riesgo de cáncer hereditario o es de aparición muy
precoz. Realizar este tipo de análisis genético tiene interés si
el resultado puede interpretarse adecuadam ente y se pueden
tom ar medidas de prevención o, en caso de que ya se haya desarrollado
el cáncer, influye en la decisión del tratam iento indicado.

348 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
no seminomatosos. Este último suele ser una mezcla de tipos
histológicos. Los niveles plasmáticos de A FP en combinación
con los de p-hCG y de LDH son útiles tanto en el diagnóstico,
en el pronóstico com o en el seguimiento del tratam iento y la
detección precoz de recidivas. La concentración sérica de estos
m arcad ores tu m orales depende del tipo histológico y del
tam año y estadio tumoral:
Figura 29-11A. Electroforetograma en una paciente con cáncer de
mama en que se observa un cambio G>A en la región no codificante del
exón 9 del gen BRCA2. Esta alteración causa una modificación que afecta
al empalme del exón 9. (Im agen cedida p o r la Dra. Salgado.)
L El uso combinado de la A F P y de la j3-hCG llega a proporcionar
una sensibilidad del 80% en los cánceres no sem inomatosos,
con m ayor sensibilidad en los estadios avanzados
que en los iniciales. En el m om ento del diagnóstico, una
concentración de AFP inferior a LOOO fAg/L, de P-hCG inferiores
a 5.000 U /L y de LDH inferior a 1,5 el límite de referencia
indica un excelente pronóstico mientras que un m al
pronóstico sería una con cen tración de A FP superior a
10.000 [xg/L, p-hCG superior a 15.000 U /L o de LDH superior
a 1 0 veces el límite de referencia.
2. E n los tumores seminomatosos los marcadores son la L D H
y la p-hCG . N o se eleva la A FP y un increm ento de este
marcador tum oral índica que el tum or es no seminomatoso.
La concentración de la p-hCG suele ser inferior 300 U /L y
m enor a la cual se observa en los tum ores no sem inom a­
tosos. Frecuentem ente, estos tu m ores sólo producen la
subunidad p-hCG y no la horm ona intacta.
Figura 29-11B. Electroforetograma en una paciente con cáncer de
mama que se observa una mutación C>A en la región codificante del exón
18 del gen BRCA1, que origina un cambio de aminoácido (Ala1708Glu).
(Imagen cedida p o r la Dra. Salgado.)
Cáncer testicular
El cán cer testicular, aunque tiene una incidencia general
baja, es el m ás frecuente en los hombres entre 15 y 35 años. De
ellos, el 95% son tum ores de células germinales, a los cuales
nos referiremos a continuación. La mayoría de éstos tienen una
curación completa. Otros tum ores, mucho menos frecuentes,
son el m esoteliom a, el linfom a y los tu m ores de células de
Leydig o de Sertoli.
Histológicamente, los tum ores de células germinales testiculares
se pueden distinguir en dos grupos: seminomatosos y
El tratam iento consiste en orquídectomía que puede estar
acom pañada por radioterapia, en el caso de los seminomas, o
de quimioterapia en el caso de los no seminomas. La eficacia
del tratam iento se evalúa por la evolución de los marcadores
tumorales si se tiene en cuenta que la vida m edia de la A FP es
de unos 5 días y la de la hCG es de 1,5 días. La velocidad de
descenso en las 6 primeras semanas puede predecir la recidiva
si la vida m edía de la A FP es m ayor a 7 días y la de la hCG
m ayor a 3,5 días (fíg. 29-12). La quim ioterapia produce una
supresión gonadal que puede elevar ligeramente (unas 5 U/L)
la concentración de p-hCG sin que ello signifique una recidiva.
La vigilancia de la respuesta al tratam iento se ha de prolongar
durante los 5 años siguientes. Los métodos de determinación
de A FP y hCG han de tener un bajo coeficiente de variación en
concentraciones bajas porque tiene im portante im plicación
clínica la detección de pequeños incrementos de concentración.
Melanoma maligno cutáneo
Semana desde el inicio del tratamiento
Figura 29-12. Evolución de la concentración de gonadotropina coriónica
humana p o p-hCG en el tratamiento quimioterápico de un seminoma.
Obsérvese el rápido descenso, lo que indica una excelente respuesta al
tratamiento.
El m elanom a m aligno cutáneo es un tum or de los m elanocitos
y, si bien no es el m ás frecuente, es el más grave de los
cánceres de piel. Aunque es un tum or con una elevada m ortandad,
en las etapas iniciales es curable, por lo que es muy
im portante el diagnóstico precoz. La incidencia de este cáncer
ha experimentado un notable incremento en los últim os años.
La exposición al sol o el uso inapropiado de filtros solares son
factores de riesgo en la aparición del m elanom a e influyen
también la piel blanca, la latitud y otros factores.
Los m arcadores tumorales séricos tienen una utilidad lim i­
tada en su diagnóstico. La proteína S-100 se eleva en el 60% de
los melanom as en estadios avanzados, pero muy poco en los
iniciales I-IL De hecho, una concentración elevada de S-100
sugiere la existencia de disem inación de la enferm edad. Los
marcadores tumorales tienen más interés en el pronóstico y en
el seguimiento de la enfermedad. Los pacientes con una con-

Capítu lo 29— Neoplasíá. Marcadores tumorales 349
centración sérica elevada de S-100 tienen menor supervivencia.
U na buena respuesta al tratam iento está acom pañada por un
descenso de la concentración de S-100, que se mantiene en concentraciones
bajas. Una elevación posterior de este m arcador
indica una recidiva tum oral. La enzima LDH también se usa
com o m arcador tum oral con valor de pronóstico y una concentración
sérica elevada indica persistencia de la enfermedad.
Se han empleado técnicas para detectar la existencia de células
de melanom a circulantes en sangre periférica, lo cual se ha
asociado con la existencia de metástasis. Estas técnicas se basan
en la detección del A RN m m ediante el empleo de una retrotranscriptasa
y reacción en cadena de la polim erasa o RT-PCR
de un gen exclusivo de las células tum orales. El más estudiado
es el gen que codifica la tirosinasa, la enzima que inicia la síntesis
de melanina, que se expresa en cantidades muy elevadas
en los melanocitos, pero no en los leucocitos. De esta form a se
puede detectar una célula maligna en 10^ células (1-10 m L de
sangre) y su presencia se asocia con un peor pronóstico y recurrencia
de la enfermedad. Sin embargo, no se detectan células
circulantes en el 45% de los pacientes con cáncer avanzado y,
además, pueden existir falsos positivos.
Cáncer de pulmón
El cáncer de pulmón es la principal causa de mortalidad por
cáncer en los países occidentales. Los síntomas iniciales son
p oco específicos, con tos, disnea, dolor torácico, etc., y la
hemoptisis suele aparecer cuando el tum or ya está avanzado.
El cáncer de pulm ón se puede clasificar en dos grupos:
1. Carcinom a indiferenciado de células pequeñas (CICP), que
es muy agresivo y, cuando se diagnostica, suele presentar
metástasis. Sin embargo, tiene una excelente respuesta al
tratam iento quimioterápico y radioterápico.
2. Carcinoma de células no pequeñas (NCICP), que comprende
tres tipos histológicos: adenocarcinoma, carcinoma de células
grandes y carcinom a de células escam osas. Responde
poco a la quimioterapia y el tratam iento es la cirugía.
No existe ningún m arcador tum oral característico del cáncer
de pulmón. No obstante, el empleo combinado de los m arcadores
tum orales puede ayudar a diferenciar el tipo histológico
con diversos grados de acierto. En algunos estudios, la
combinación de CEA , SCC y NSE proporciona una sensibilidad
del 65% . E n otros estudios, la com binación de SCC y
C Y FR A 21-1 proporciona la m ayor sensibilidad para el carcinom
a de células no pequeñas. También se ha sugerido que la
combinación de C EA y C Y FR A 21-1 increm enta la sensibilidad
en el carcinom a de células no pequeñas. U na elevación
conjunta de los niveles de C EA y de CA 125 puede hacer sospechar
la existencia de un adenocarcinom a de pulmón o un
cáncer pulm onar de células grandes. Sin embargo, este increm
ento de sensibilidad está complicado por una especificidad
m enor y la dificultad de diferenciar un proceso tu m oral de
lesiones benignas.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Duffy M J, Crown J. A personalized approact to cáncer treatment: to w biomarkers
can help. Clin Chem 2008; 54; 1770-1779.
European Group for Tumor Markers. Disponible en: littp;//www.egtra.eu/
Gogas H et al. Biomarkers in melanoma. Ann Oncol 2009; 20 (Suppl 6); vi8-vil3.
González Sarmiento R. Bases moleculares del cáncer. En: González de Buitrago
fM. Medina Jiménez JM (eds.). Patología molecular. Madrid; McGraw-Hill
Interamericana. 2001.
Harris L et al. American Society o f Clinical Oncology 2007 Update of
Recommendations for the Use o f Tumor Markers in Breast Cáncer,
f Clin Oncol 2007; 25: 5287-5312.
Schneider J. Tumor markers in detectionoflung cáncer. AdvClin Chem 2006;
42; 1-41.
Sociedad Española de Bioquímica Clínica y Patología Molecular. Comité
Cientlñco Comisión de Marcadores Biológicos del Cáncer. Marcadores
tumorales serológicos. Química Clínica 2007; 26:77-S5.
Sturgeon C. Practice guidelines for tumor marker use ín the dinic. Clin Chem
2002; 48: 1151-1159.
Sturgeon CM, Laí LC, Duffy MJ. Serum tumour markers: how to order
and interpret them. BM J 2009; 339; b3527-b3527.
Sturgeon CM et al. National Academy of Clinical Biochemistry Laboratory
Medicine Practice Guidelines for Use o f Tumor Markers in Testicular,
Prostate, Colorectal, Breast, and Ovarían Cancers. Clin Chem 2008;
5 4 ;e ll-e 7 9 .

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Capítulo
Alteraciones nutricionales.
Síndrome metabólico.
Alcoholismo
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Introducción 351
Valoración nutricional 352
M ainutrición caloricoproteica 352
Cambios metabólicos durante el ayuno 353
Estudio bioquímico del estado de desnutrición 353
Síndrom e m etabólico 354
Obesidad 354
Resistencia a la insulina 355
Otros componentes del síndrome metabólico 355
Efectos de la pérdida de peso 357
Enferm edad alcohólica 357
Metabolismo del etanol 357
Toxicidad del etanol 357
Marcadores de ingesta alcohólica 357
Determinación sérica de la transferrina deficiente
en carbohidratos 358
Determinación de la concentración de etanol 358
Referencias adicionales 359
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Señalar los principales marcadores bioquímicos del estudio
del estado nutricional.
Describir los cambios bioquímicos asociados
con la desnutrición.
Describir el síndrome metabólico y sus consecuencias
clínicas.
Identificar y definir las principales adipocinas, así como
el significado de las variaciones de sus niveles en sangre.
Identificar los papeles que desempeñan las adipocinas
en la inflamación asociada con el síndrome metabólico.
Describir el metabolismo del etanol y las consecuencias
de su abuso.
Explicar los marcadores bioquímicos de la ingesta alcohólica.
con el sobrepeso aunque la deficiencia nutricional tam poco es
extraña, especialmente en ancianos y en pacientes hospitalizados.
Algunos de los nutrientes no pueden ser sintetizados
en el organismo y son esenciales, com o algunos aminoácidos
o vitaminas, y deben ingerirse con cierta frecuencia en la dieta.
La ingesta deficiente de estos nutrientes esenciales también
produce alteraciones nutricionales.
El estado nutricional depende de factores genéticos, entre
los cuales se incluyen el sexo, el entorno, la edad, la actividad
física o la existencia de enfermedad (fig. 30-1). Una nutrición
adecuada es fundam ental para el m antenimiento de la salud
del individuo. Las necesidades nutricionales van cambiando
desde la infancia hasta la edad adulta y la vejez. D urante el
embarazo también hay m ayor demanda nutricional. Los diversos
componentes que se ingieren en la dieta se deben incorporar
de forma equilibrada para no alterar el metabolismo. Según
la cantidad que se ingiera, estos componentes se pueden clasificar
en:
In tro d u cció n
Las alteraciones nutricionales son uno de los grandes problemas
de la hum anidad. En los países subdesarroliados, la
desnutrición por baja ingesta de proteínas y calorías constituye
un problema de prim era magnitud. En las sociedades avanzadas,
en cam bio, predom inan las enfermedades relacionadas
2 .
3.
M acronutrientes, que se necesitan en una cantidad superior
a 1 g/dia, com o carbohidratos, proteínas o lípidos.
M icronutrientes, de los cuales se necesitan 1 m g/día o
menos, com o vitam inas, minerales y elementos traza.
N u trien tes cond icio nalm ente esenciales son aquellos
com puestos requeridos por algunos individuos que han
perdido la capacidad de sintetizarlos a concentración adecuada.

352 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Sexo
Edad
Enfermedades
Factores psicológicos
Estado vital
Alimentación
Factores ambientales
Equilibrio nutricional
antropom étricas. La más com ún para estim ar la masa grasa es
el índice de masa corporal (IM C), que se calcula a p artir del
peso (kg) y la altura (m):
IM C = peso/altura^
Se considera que los valores deseables están comprendidos
entre 18,5 y 24,9 kg/m^. Según la OMS, cuando el IM C es inferior
a 18,5 kg/m ^ indica bajo peso y, si los valores están entre
25 y 29,9 kg/m^, indican sobrepeso; si es m ayor de 30 kg/m^,
indican obesidad.
Figura 30-1.
Factores que afectan el estado nutricional.
iViaInutrición calo rico p ro te ica
La cantidad de los nutrientes que se recom ienda ingerir en
una dieta para conseguir un estado saludable y prevenir las
enferm edades carenciales constituye la ingesta dietética de
referencia (ID R ). É sta incluye diferentes tipos de valores
de referencia:
1. Ingesta diaria recom endada (RDA, del inglés, recontmenáed
dietary allowances), que se refiere a la ingesta media
diaria para satisfacer los requerimientos nutricionales de
los individuos sanos de un sexo y en un estado de vida concreto.
Si el valor de RDA no se puede obtener, se usa la
ingesta adecuada, que se basa en la ingesta media de varios
grupos sanos.
2. Requerim iento medio estimado, que se reñere al promedio
de ingesta diaria estimado para satisfacer los requerimientos
de la m itad de los individuos sanos de un grupo de
población en una etapa de la vida y sexo particular.
3. Ingesta m áxim a tolerable, que se reñere a la ingesta diaria
por encim a de la cual ésta puede provocar efectos adversos.
Ello es especialmente im portante con los micronutrientes
ya que la ingesta excesiva de alguno de ellos, tal y com o
ocurre en la hipervitaminosis, puede provocar toxicidad.
A lo largo de varios capítulos ya se han descrito alteraciones
nutricionales relacionadas tanto con el metabolism o de los
m acronutrientes (com o las dislipemias o diabetes mellitus)
o con los m icronutrientes (com o la anem ia ferropénica) o
nutrientes condicionalmente esenciales (com o la vitam ina
en la anemia perniciosa). También la orientación nutricional es
im portante terapéuticamente, com o la limitación de la ingesta
de proteínas en insuficiencia renal, el consum o de carbohidratos
en diabéticos o la ingesta de grasas en las dislipemias.
V alo ració n n u tricio n al
La valoración del estado nutricional de una persona se basa
en el análisis de la composición corporal, determinaciones analíticas
y estudios clínicos, que incluyen los hábitos alim entarios,
el entorno socioeconómico y situaciones de malnutrición
previos. La m edida de la com posición corporal puede realizarse
mediante métodos directos, que analizan la grasa corporal
e, incluso, su distribución mediante técnicas de imagen
(com o la densitometría) o eléctricas (com o la bíoimpedancia).
La valoración de la com posición corporal se realiza m ucho
m ás frecuentem ente de form a indirecta m ediante técnicas
La malnutrición puede deberse a una carencia de alimentos,
dietas anómalas, malabsorción o estados hipercatabólicos. La
m alnutrición en las sociedades avanzadas puede presentarse
en ancianos, en personas alcohólicas o en pacientes con
caquexia, asociada con otros síntomas, com o fatiga, anorexia,
debilidad y atroña muscular. El estado caquéctico puede encontrase
en pacientes con cáncer avanzado o con enfermedades
infecciosas, com o tuberculosis o sida. La deficiencia nutricional
produce una reducción progresiva en los tejidos de masa
grasa para producir energía y de la m asa m agra, que conduce
a la gluconeogénesis. Además, se van perdiendo micronutrientes
esenciales para el organism o. Todo ello produce efectos
adversos sobre la función de órganos, la respuesta ínm unítaria
y la cicatrización, lo que provoca alteraciones bioquímicas y,
finalmente, manifestaciones clínicas.
La m alnutrición en los pacientes hospitalizados es un problema
frecuente que muchas veces pasa inadvertido. Hasta el
50% de los pacientes presenta un estado de malnutrición proteicocalóríca
cuando son ingresados en el hospital y el 30% lo desarrollan
durante su estancia en aquél. La malnutrición puede ser
crónica incluso antes de que el paciente sea hospitalizado, bien
por disminución de la ingesta proteica, com o resultado de una
enfermedad, o por pérdida de proteínas. También puede ser un
proceso agudo, com o resultado de una ingesta de alimentos
reducida o un elevado catabolismo. Los pacientes hospitalizados
de mayor riesgo de desnutrición presentan estados de hipermetabolísmo,
disminución de la capacidad digestiva y absortiva, y
también pueden padecer pérdidas de nutrientes extragastrointestinales,
sida, obesidad y trasplante de médula ósea. La propia
enfermedad, un traumatismo o una intervención quirúrgica se
asocia con un estado hipermetabólico y, únicamente en determinadas
circunstancias, como la anorexia nerviosa, la malnutrición
es claramente separable de otra enfermedad. Este estado
hiperm etabólico se desencadena por horm onas o cítocínas,
com o el T N F -a , asociado con el estrés de la enfermedad que
produce, entre otros, un incremento del metabolismo basal con
mayores necesidades nutricionales.
Un parám etro de utilidad calculado en los pacientes hospitalizados
es el índice de riesgo nutricional (IRN), que evalúa
la desnutrición en los enferm os y la indicación de nutrición
períoperatoria:
IRN = 15,19 X albúmina (g/dL) + 41,7 x (peso actual/habitual)
Un IRN superior a 100 indica un buen estado nutricional
m ientras que, si es inferior a 83,5 , índica una desnutrición
grave.

Capítu lo 30—Alteraciones nutrícionales. Síndrome metabólíco. Alcoholismo 353
Cambios metabólicos durante el ayuno
Los cambios metabólicos durante las primeras 24 h de ayuno
consisten en una m ovilización de los triglicéridos desde el
tejido adiposo y la activación de la gluconeogénesis hepática
para m antener la glucemia (fig. 30-2). La oxidación de los ácidos
grasos se convierte en la fuente de energía para el hígado
y el músculo. El hígado capta piruvato, lactato y alanina para
su conversión en glucosa. Los aminoácidos procedentes de la
proteólisis m uscular y el glicerol de la degradación de triglicéridos
son precursores para la síntesis de glucosa.
Cuando el ayuno se prolonga más de 3 días, el hígado sintetiza
gran cantidad de cuerpos cetónicos, que producen hipercetonemia.
El acetoacetato comienza a cubrir alrededor de una
tercera parte de las necesidades energéticas del cerebro en lugar
de la glucosa. El corazón tam bién utiliza com o combustible
los cuerpos cetónicos.
Al cabo de varias semanas de inanición, los cuerpos cetónicos
se convierten en el combustible principal del cerebro de
form a que los requerimientos de glucosa disminuyen mucho.
Com o consecuencia, se degrada menos tejido m uscular que al
com ienzo del ayuno. La duración de la inanición compatible
con la vida depende principalmente de la cantidad de grasas
alm acenadas. La concentración de glucosa en sangre no se
m odifica ni en estados prolongados de inanición, ya que por
su función energética esencial se continúa sintetizando por la
gluconeogénesis, siempre que la función hepática no esté m ermada.
Estudio bioquímico
del estado de desnutrición
Valoración de los macronutrlentes
La concentración sérica de albúmina, prealbúmina, transferrina
y proteína transportadora de retinol proporcionan un
índice del grado de síntesis proteica:
L La concentración de albúm ina circulante es elevada y más
del 60% se localiza en el espacio extravascular. Además, su
vida media es larga, por lo que su concentración no desciende
hasta que ocurre una malnutrición prolongada. Una
concentración de albúm ina inferior a 30 g/L indica una
pérdida de proteína, que será más grave cuanto m enor sea
la concentración.
2. La concentración de prealbúm ina, sin embargo, es mucho
m enor y su vida m edia es de 2 ,5 días y tiene una elevada
proporción del aminoácido esencial triptófano. Por ello, su
concentración disminuye rápidamente cuando hay una baja
ingesta de energía, incluso con una adecuada ingesta proteica.
Es un indicador más sensible que la albúmina de la
deficiencia proteica y de la recuperación con el tra ta ­
miento.
3. L a proteína transportadora de retinol disminuye de forma
tem prana y rápida en casos de problemas de m alnutrición
ya que su síntesis es muy sensible al aporte de aminoácidos
y, sobre todo, cuando hay una restricción energética. El
déñcit de retinol también bloquea la secreción de su proteín
a tra n sp o rta d o ra , lo que dism inuye su nivel en
plasma.
4. La transferrina también refleja el deterioro nutricional de
form a más tem prana que la albúmina. Su concentración
Hígado
Figura 30-2.
Aminoácidos
Lactato
\ Cetogénesis
Gluconeogénesis
Tejido adiposo
Ácidos grasos
Cambios metabólicos durante el ayuno.
Hipercetonemia
Mantenimiento
de la glucemia
plasmática disminuye en estados catabólicos, pero se increm
enta cuando hay una deficiencia de hierro.
O tros m arcadores del estado proteico y energético son los
am inoácidos libres en plasma. La 3-m etilhistidina es un am i­
noácido que se libera del metabolismo m uscular y su concentración
plasm ática se increm enta en estados hipercatabólicos
m ientras que su concentración es baja en ancianos y en estados
de desnutrición. O tra m agnitud es el índice creatinina/
altu ra, que com bina datos bioquím icos y antropom étricos
para evaluar la pérdida de m asa m uscular. Este índice está
influido por la dieta y no tiene utilidad cuando hay insuñciencia
renal, adem ás de no servir com o m arcad o r evolutivo.
La concentración de los cuerpos cetónicos aumenta durante
la situación de ayuno por un m ayor metabolismo de los ácidos
grasos com o fuente de energía. Tanto el nivel de colesterol
com o el de triglicéridos, junto con la cuantifícación de las lipoproteínas,
es muy im portante para detectar alteraciones en el
metabolismo de los lípidos, tal y com o se ha descrito en el capítulo
correspondiente.
Valoración de micronutrientes y nutrientes
condicionalmente esenciales
La detección de la ingesta inadecuada de vitam inas o alteraciones
de su metabolismo se lleva a cabo fundamentalmente
por su cuantifícación en sangre o en eritrocitos y también al
evaluar la actividad funcional de algunas enzimas, donde estas
vitaminas actúan com o coenzimas o cofactores. Así, por ejemplo,
la vitam ina K puede determinarse mediante pruebas funcionales,
com o el tiempo de coagulación.
También se incluye en la valoración del estado nutricional
la concentración de iones, com o sodio, potasio, magnesio o
calcio, así com o determinados oligoelementos, especialmente
hierro, cobre y zinc. U n aporte bajo de zinc puede producir
lesiones dérm icas y alteraciones inmunológicas.
Valoración del estado inmunológico
La malnutrición proteicoenergética suele estar acompañada
por fenómenos de inmunodeficiencia que causan problemas
infecciosos. Así, se observa una disminución de subpoblaciones
de linfocitos, com o los CD 4. M uchas de las actividades
inm unológicas están com prom etidas, com o la form ación de

354 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
anticuerpos, que afecta a la secreción de IgA en saliva o la producción
de citocinas, com o la interleucina 2 y el interferón.
Algunas pruebas inmunológicas funcionales se encuentran
disminuidas, com o la respuesta de los linfocitos T al estímulo
de fitohemaglutinina, o la actividad fagocitica.
Sín d ro m e m etabólico
El sindrome metabólico es un conjunto de factores de riesgo
card iovascular y diabetes m ellitus que suelen aparecer de
m an era conjunta y no p o r un efecto casual. Los factores
de riesgo incluyen obesidad (particularm ente, una obesidad
central), elevada presión arterial, dislipemia (hipertrigliceridemia
y descenso del HDL-colesterol) y una glucemia en ayunas
elevada. Además, muchas personas con estas características
sufren un estado protrom bótico y proinflam atorio.
E xisten diversos criterios p ara clasificar a un individuo
con síndrom e m etabólico. E n la prim era definición del síndrom
e m etabólico, realizada por la OMS en 1998, se establece
com o requisito previo la resistencia a la insulina (diabetes de
tipo 2 , intolerancia a la glucosa en ayunas o intolerancia a la
glucosa), además de otros factores. El N ational Cholesterol
E du cation P ro g ram Adult Treatm ent Panel III no incluyó
este requisito previo y estableció otros criterios. En octubre
de 2 0 0 9 se establecieron unos criterios consensuados por
diversas asociaciones. Según éstos, se establece que un individuo
tiene síndrom e m etabólico si cumple tres de los cinco
requisitos siguientes:
1. Obesidad abdominal. El umbral de la circunferencia de la
cintura depende de cada país, y es 94 cm o más en hombres
en Europa y 90 cm o más en Sudamérica, y 80 cm o más en
mujeres en ambas zonas.
2. Triglicéridos plasm áticos de 150 m g /d L o superiores
(1,7 m m ol/L) o en tratam iento farmacológico.
3. HDL-colesterol inferior a 40 m g/dL (1,1 m m ol/L) en hom ­
bres e inferior a 50 m g/dL (1,3 m m ol/L) en mujeres o en
tratam iento farmacológico.
4. Presión arterial sistóUca de 130 m m H g o superior y diastólica
de 85 m m H g o superior, o tratam iento antihipertensivo.
5. Glucemia de 100 m g/dL (5,6 m m ol/L) o superior o en tratamiento
con hipoglucemiantes.
Factores
ambientales
Figura 30-3.
Obesidad
Acumulación de grasa visceral
Alteración secreción adipocinas
Factores
genéticos
Contribución de la obesidad al riesgo cardiovascular.
Tal y com o se puede comprobar, la mayoría de los pacientes
con diabetes mellitus cumple estos criterios. El síndrome m etabólico
tiene una elevada prevalencia en los países occidentales
y es una de las principales causas de m orbim ortalidad. Así,
conlleva mayor riesgo de padecer determinadas enfermedades,
principalmente cardiovasculares y diabetes mellitus de tipo 2 ,
que cuando el individuo presenta un único factor. Adem ás,
este riesgo aum enta a lo largo del tiempo. A parte de estas dos
enfermedades, los individuos con síndrome metabólico tienen
m ayor predisposición a padecer otras, com o el síndrome del
ovario poliquístico, hígado graso, cálculos biliares de colesterol,
asm a, alteraciones del sueño y algunas formas de cáncer.
Obesidad
La obesidad es la principal responsable del aum ento de la
prevalencia del síndrome metabólico. La obesidad central contribuye
a la hipertensión arterial y se asocia con un aumento
del riesgo de enfermedad cardiovascular (fíg. 30-3). En individuos
obesos, las concentraciones plasm áticas de colesterol
total, LDL-colesterol y triglicéridos están aumentadas y la de
HDL-colesterol, disminuida. También se encuentran elevados
los niveles de ácido úrico, glucosa, insulina, LDH y cortisol.
La adipogénesis es el proceso por el cual los precursores (preadipocitos)
se diferencian en adipocitos maduros, para lo cual
sufren cambios morfológicos, acumulan lípidos, se vuelven sensibles
a la insulina y expresan adipocinas. El aumento de peso y,
por tanto, la obesidad se caracterizan por la hipertrofia de las células
grasas y por aumento del número de macrófegos infiltrados
que producen grandes cantidades de inhibidor del activador del
plasminógeno de tipo 1 o PAI-1 y de interleucina 6 . Los propios
adipocitos secretan nimierosos fiictores con acción local, autocrina
o paracrina y con efectos sistémicos. Entre los productos secretados
por el tejido adiposo se encuentran los ácidos grasos, prostaglandinas,
citocinas proinflamatorias, factores de crecimiento y
adipocinas. Muchos de estos factores alteran la sensibilidad a k
insulina y algunas adipocinas tienen efecto sobre la vasculatura
y favorecen la aparición y progresión de la aterosclerosis.
Leptina
La leptina es una horm ona de 16 kDa producida por el tejido
adiposo que actúa mediante la unión a su receptor ObR, el cual
se expresa, sobre todo, en el hipotálamo y en las células endoteliales.
Su producción está determinada, principalmente, por
el estado de las reservas energéticas en el tejido adiposo y
por el tam año de los adipocitos. La leptina, gracias a sus receptores
en el hipotálamo, disminuye el apetito y aumenta el gasto
energético (fig. 3 0 -4 ). Adem ás, la leptina ejerce num erosas
acciones periféricas, en el sistema inm unitario (com o la estim
ulación de T h l y producción de citocinas), en el aparato
reproductor (al favorecer la invasión trofoblástica) y proaterogénicas.
Existe una forma soluble del receptor de la leptina, sin
el dominio intracelular, que une a una parte de la horm ona en
plasma actuando com o depósito.
Muchos pacientes obesos son hiperfágicos a pesar de tener
niveles elevados de leptina en circulación, lo que indica una baja
sensibilidad hipotalámica a la leptina, lo cual se ha denominado
resistencia a la leptina. El aumento en la concentración de leptina
se asocia con menor expresión de su receptor y, mientras
que en las personas delgadas la m ayoría de la leptina circula

Capítu lo 30—Alteraciones nutrícionales. Síndrome metabólíco. Alcoholismo 355
Ayuno
+
ingesta
Tejido adiposo
Leptina —
Hípotál^ji^
Regulación del
peso corporal
«I Apetito
Termogénesis
Lipólisis
Gasto energético
Figura 30-4. Acción hipotalámica de la leptina y regulación del peso
corporal.
Tejido
adiposo
Hígado Gluconeogénesis
hepática
Múscjálo
Captación de
glucosa
1
Trímero Hexámero\
Alto peso
molecular
Pared vascular
Adhesión y migración
^ de macrófagos
Figura 30-5. Estructura y acciones de la adiponectina.
Migración de células
musculares lisas
vasculares
unida, en los obesos e ¡nsulinorresistentes, la forma principal es
la leptina libre. La existencia de bajas concentraciones del receptor
soluble de leptina y bajo cociente de leptina unida/libre son
indicadores de resistencia a la leptina, que se asocia con la resistencia
a la insulina y obesidad abdominal, lo que constituye un
componente adicional del síndrome metabólico.
La concentración de leptina plasm ática está determ inada
por la cantidad de grasa de form a que la concentración es más
alta en las personas obesas que en las delgadas. Así, la concentración
de leptina se correlaciona con el índice de m asa corporal
ya que refleja la masa grasa total durante los períodos de
m antenimiento de peso. Sin embargo, en condiciones de pérdida
o aumento de peso, los cambios en los niveles de leptina
indican el desequilibrio energético. La restricción calórica produce
un descenso de los niveles de leptina en mayor proporción
que el descenso de grasa y causa un aumento del apetito
y una disminución del gasto energético.
Existen individuos heterocigóticos para una m utación en el
gen de la leptina que son deficientes en leptina, pues presentan
bajas concentraciones de esta adipocina en sangre y aumento
de la adiposidad corporal. E n estos individuos, el tratam iento
con leptina mejora las alteraciones metabólicas de resistencia
a la insulina e hiperlipidemia.
Los niveles de leptina se determinan generalmente con m étodos
de ELISA y se han desarrollado radioinmunoanálisis de alta
sensibilidad para la cuantificación de la leptina en líquido cefalorraquideo
o en plasma de pacientes con anorexia nerviosa, donde
los niveles están muy disminuidos. En cambio, la concentración
de leptina en líquido cefalorraquídeo está moderadamente elevada
en individuos obesos. Para la correcta interpretación de los
niveles de leptina, se requieren intervalos de referencia relacionados
con el índice de masa corporal. Además, dado que las mujeres
^ presentan niveles superiores a los hombres y existe dependencia
I de la edad en niños y adolescentes, también conviene estratificar
E los intervalos de referencia de acuerdo con el género y el desarro-
I lio puberal. Hay un ritm o circadiano moderado, con un pico
I durante la noche que alcanza entre el 130 y el 200% respecto a la
§ concentración medida por la mañana o al comienzo de la tarde.
3 La insulina también estimula la secreción por los adipocitos y hay
1 que tener en cuenta que la ingesta alimentaria puede influir en
g- sus niveles circulantes.
2
£ Adiponectina
£
@
La adiponectina es una proteína de 28 kD a (fig. 3 0 -5 ), de
la cu al p o r m odificaciones postranscripcionales se form an
tres form as oligom éricas principales: un trím ero de bajo
peso m olecular, un hexám ero de peso m olecu lar in term e­
dio y un m ultím ero de alto peso m olecular que contiene de
12 a 18 m onóm eros. La form a de alto peso m olecular representa
el 50% de la adiponectina total m ientras que las form
as de m edio y bajo peso m olecular son el 25% en individuos
sanos. La adiponectina es la proteína m ás abundante
secretada por el tejido adiposo y circu la a concentraciones
relativam ente altas, en m g /L . La con cen tración de ad ipon
ectin a es m ayor en individuos delgados y dism inuye en la
obesidad.
La adiponectina ejerce sus acciones con su recep tor Adip
oR l, que se expresa abundantem ente en el m úsculo esquelético
, y A d ip oR 2, que se exp resa p rin cip alm en te en el
hígado. La adiponectina aum enta la sensibilidad hepática y
m uscular a la insulina, dism inuye la gluconeogénesis hepática
y aum enta la captación de glucosa por el m úsculo. A dem
ás, es una citocina pleiotrópica con propiedades antiinflam
ato rias y an tiaterogén icas. La m ayoría de la actividad
biológica de la adiponectina es atribuible a las form as m ultim
éricas de alto peso m olecular, que reflejan m ejor las alteraciones
m etabólicas de la obesidad. De hecho, el aum ento
de los niveles de adiponectina que sigue a la pérdida de peso
predom inantem ente es debido al aum ento de la form a de
alto peso molecular.
Grelina
La grelina es una proteína que se produce com o prohormona
y se procesa enzimáticam ente a un péptido de 28 aminoácidos
acilado en la serina 3 con un grupo octanoilo. La grelina se
produce por las células epiteliales del fondo del estóm ago y
aum enta el apetito y ejerce efectos sobre el equilibrio energético.
También estim ula la liberación de horm ona del crecim
iento a través de la unión a sus receptores en la pituitaria
anterior.
La concentración plasmática de grelina se duplica antes de
la ingesta y disminuye una hora después. En la obesidad, la grelina
está disminuida y la insulinorresistencia e hiperinsulinem
ia se asocian de m anera inversa con la grelina circulante.
Resistencia a la insulina
La resistencia a la insulina generalm ente aum enta con el
contenido de grasa corporal aunque se puede producir resis-

356 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Medida de la resistencia a la insulina
Sobrepeso
IMC: 25-29,9
Obesidad
de grado II
IMC: 30-34,9
Obesidad
de grado III
IMC: 35-39,9
Figura 30-6. Incremento del HOMA-IR (del inglés, hom eostasism odel
for the assessmenf o finsulin resistance), con la obesidad. IMC: índice de
masa corporal.
tencia a la insulina con cualquier nivel de grasa corporal. La
mayoría de los obesos, con un IM C superior a 30 kg/m^, presenta
hiperinsulinemia posprandial y relativamente baja sensibilidad
a la insulina, pero existe variación en la sensibilidad
a la insulina dentro de la población de obesos. Las personas
con sobrepeso, con un IM C entre 25 y 30 kg/m^, también presentan
un grado de resistencia variable a la insulina y un menor
núm ero de transportadores sensibles a la insulina GLUT4 en
el tejido adiposo.
La resistencia a la insulina está influenciada por factores
genéticos, así com o por las citocinas proinflam atorias liberadas
por el tejido adiposo que interfieren con la acción de la
insulina. De estas moléculas liberadas por el tejido adiposo,
la IL - 6 y el T N F -a son las más relacionadas con el desarrollo
de la resistencia a la insulina. Aproximadamente, el 30% de la
IL - 6 circulante deriva del tejido adiposo y se eleva en estados
de insulinorresistencia, com o la obesidad y diabetes mellitus
de tipo 2. Los macrófagos del tejido adiposo son los responsables
de la producción de T N F -a , y su concentración circulante
aum enta en la obesidad.
M acrófagos
Metaloproteasas de matriz
IL-6, TNF-a
Hígado
Amiloide, Proteína C reactiva
Fibrinógeno, PAI-1
Moléculas de
Estado
adhesión proinflamatono ^NF-a
Adipocito
Tal y com o se ha descrito en el capítulo 13, se considera que
existe resistencia a la acción de la insulina cuando la glucosa
basal en ayunas está entre 6,1 y 6,9 m m ol/L o entre 7,8 y
11 m m ol/L tras la ingesta oral de 75 g de glucosa. Adem ás,
existen índices que se calculan a p artir de una única muestra
en ayunas y que se correlacionan muy bien con la referencia
de m edida de resistencia a la insulina, que es el clamp euglicém
ico biperinsulinémico, pero que no se emplea habitualmente
por ser m uy complejo. La principal ventaja de estos modelos
consiste en que únicam ente requieren una extracción en ayunas
y no requieren alta especialización. Uno de ellos es el índice
H O M A (del inglés, homeostasis m odel fo r the assessm ent o f
insulin resistance), que se basa en el principio de que la hiper-
glucemia es una combinación de una deficiencia de las células
p y de la resistencia a la insulina. Se emplean el HOM A-IR,
que es un estimador de la resistencia a la insulina, y el HOM A-
B, de la actividad secretora de las células |3. Los modelos m atem
áticos com o el HOM A son relativamente simples y estiman
la resistencia a la insulina, basándose en los valores de glucosa
e insulina plasm ática en ayunas:
H O M A-IR = insulina ([xU/mL) x glucosa (m m ol/L)/22,5
HOM A-B = 20 X insulina (fAU/mL) /[glucosa (m m ol/L)-3,5]
Un valor del H O M A-IR elevado, superior a 2,6, indica baja
sensibilidad a la insulina. El HOM A aumenta con la obesidad,
asociada con m ayor resistencia a la insulina (ñg. 30-6).
Otros componentes
del síndrome metabólico
Estado proinflamatorio
Aunque la etiología de la obesidad es una interacción com ­
pleja de los genes, la dieta, el metabolismo y la actividad física,
existe evidencia que sugiere que se trata también de una enfermedad
inflam atoria. Tal y com o se ha descrito, el tejido adiposo
en exceso secreta varias citocinas proinflamatorias y crea
un entorno inflamatorio que promueve la enfermedad cardiovascular
y predispone a la aparición de síndromes coronarios
agudos. Este estado se caracteriza por elevaciones de la proteína
C reactiva y otros biom arcadores inflam atorios, com o
las citocinas IL - 6 y el T N F -a (fig. 30-7).
Asim ismo, tal y com o se ha descrito en el capítulo 23, dedicado
a la arteriosclerosis, las células asociadas con el ateroma
hum ano (células endoteliales, monocitos y células musculares
lisas vasculares y plaquetas), tam bién se encuentran en un
estado activado y contribuyen a la inflam ación liberando a la
circulación distintas citocinas y metaloproteinasas.
Estado protrombótico
lisas vasculares
Figura 30-7. Componente proinflamatorio del síndrome metabólico.
IL-6: interleucina 6; TNF-a: factor de necrosis tumoral a; PAI-1: inhibidor
del activador del plasminógeno (del inglés, plasm inogen activator
inhibitor).
El síndrome metabólico también se caracteriza por un estado
protrom bótico, definido principalmente por un aum ento de
PAI-1 y de fibrinógeno. Habitualmente, el hígado constituye la
principal fuente de PAI-1, pero en los individuos obesos, el
exceso de tejido adiposo estimulado por distintos mediadores
libera grandes cantidades de PAI-1, exceso que desequilibra el
sistema fibrinolítico hacia la protrombosis. Los niveles plasmáticos
de PAI-1 correlacionan significativamente con la grasa vis­

Capítu lo 30—Alteraciones nutrícionales. Síndrome metabólíco. Alcoholismo 357
ceral y con los niveles de insulina plasmática en ayunas. La hipercoagulabilidad,
descenso de la fibrinolisis o ambas contribuyen
al desarrollo de enfermedad cardiovascular por la formación de
trombos en las arterias cerebrales y coronarias.
Efectos de la pérdida de peso
La obesidad es la principal diana terapéutica para la intervención
en el síndrom e m etabólico: reducción de peso con
aumento de la actividad física. La pérdida de peso disminuye
el colesterol total y los triglicéridos mientras que aum enta el
H D L-colesterol, dism inuye la presión arterial, el PAI-1 y la
glucosa y la resistencia a la insulina.
La pérdida de peso también disminuye la inflam ación asociada
con la obesidad. En concreto, conduce a una dism inución
de los niveles de proteína C reactiva, citocinas (IL - 6 y
T N F -a ) y m oléculas de adhesión (V C A M -l o m olécula de
adhesión celular vascular 1 [del inglés, vascular cell adhesión
molecule-1] e ICAM -1 o m olécula de adhesión intercelular 1
[del inglés, intercellular cell adhesión molecule-1]) y, por tanto,
ayudan a dism inuir el riesgo cardiovascular.
Finalm ente, la pérdida de peso m odifica la concentración
de las adipocinas circulantes ya que se reduce la con cen tración
de leptina, aum enta el receptor soluble para la leptina y
aum enta la concentración de adiponectina y grelina. Así, los
niveles de adiponectina, tras recuperación de peso en individuos
con trastornos de la conducta alim entaria, retornan a los
valores norm ales a pesar de que se p roduzca un pequeño
aumento en el índice de masa corporal. El tratam iento quirúrgico
de la obesidad mórbida conduce al aumento de la concentración
plasm ática de adiponectina, significativamente asociada
con la pérdida de peso.
E n fe rm e d a d alco h ó lica
Metabolismo del etanol
El etanol se metaboliza, sobre todo, en el hígado, donde la
enzima alcohol-deshidrogenasa lo transforma en acetaldehído.
Esta enzima tiene una Km baja para el etanol y oxida la mayor
parte del etanol en los bebedores moderados (fig. 30-8). O tra
ruta m enor de la oxidación del etanol a acetaldehído es la catalizada
por la enzima m icrosóm ica CYP2E1, que presenta una
Km elevada para el etanol, pero que se induce con su consumo
crónico. El acetaldehído se oxida posteriormente a acetato por
la aldehído-deshidrogenasa. La mayoría del acetato es captado
por el músculo y el corazón, que tienen una elevada actividad
acetil-CoA -sintetasa. La velocidad de eliminación del etanol
de la sangre depende del hábito alcohólico y del sexo y es mayor
en hombres.
Exceso de
consumo de
etanol
NADH
NAD*
Cetoacidosis
^Hígado graso
Hipoglucemia
Acidosis láctica
Figura 30-8. Metabolismo hepático del etanol y consecuencias metabólicas
de su abuso.
El hígado es uno de los principales órganos afectados por el
consum o crónico de alcohol donde causa una lesión inicialmente
reversible, pero que puede evolucionar a cirrosis hepática.
En la enfermedad hepática alcohólica habitualmente hay
m ayor elevación de aspartato-am inotransferasa (AST) que de
alanina-am inotransferasa (ALT), con una relación habitualmente
superior a 2. En cambio, en otras lesiones hepáticas no
alcohólicas la relación AST/ALT es inferior a 1. Este incremento
de AST puede deberse a la liberación de la AST mitocondrial
o reflejar tam bién lesión en otros tejidos que liberan, sobre
todo, AST, com o el músculo esquelético. La actividad sérica
de las aminotransferasas habitualmente es inferior a 300 U /L.
El increm ento de bilirrubina se correlaciona con la gravedad
de la hepatitis alcohólica. También aparece hipoalbuminemia
y aum ento del tiem po de protrom bina, el cual se asocia con
m ayor gravedad de la lesión hepática.
El m etabolism o hepático del etanol aum enta la relación
NADH/NAD"", lo que inhibe la oxidación de los ácidos grasos.
Éstos se acum ulan en el hígado, conducen a la form ación de
un hígado graso y se increm entan las VLD L plasmáticas. La
oxidación de los ácidos grasos produce cuerpos cetónicos que
generan cetoacidosis. Además, la relación NADH/NAD"" alta
inhibe la gluconeogénesis, favorece la hipoglucemia y la acidosis
láctica. El lactato compite con el ácido úrico en la excreción
urinaria y causa hiperuricemia. En la oxidación del etanol
también se pueden form ar radicales libres tóxicos y el acetaldehído
puede form ar aductos con proteínas. Este desequilibrio
nutricional puede estar agravado por una baja ingestión calórica,
frecuente en estos pacientes.
Toxicidad del etanol
El principal efecto agudo del etanol es la depresión del sistem
a n ervioso cen tral. U na con cen tración sanguínea de
0,3 g/L (6,51 m m ol/L) ya afecta de form a im portante la capacidad
de conducción; concentraciones superiores a 3 g/L pueden
causar com a e, incluso, llegan a ser m ortales cuando son
superiores a 4 g/L (8 6 , 8 m m ol/L). La concentración depende
de diversos factores, com o la cantidad y la velocidad a la cual
se ingiere o de la tolerancia individual.
Marcadores de ingesta alcohólica
Los principales marcadores bioquímicos de ingesta habitual
de etanol son la Y-glutamiltransferasa (y-GT), el volumen corpuscular
medio (VCM ) y la transferrina deficiente en carbohidratos.
La actividad sérica de la enzima y-GT se eleva con el aumento
progresivo del consum o de alcohol, por lo que se utiliza com o
prueba de cribado para el abuso de etanol y se encuentra elevada
en más del 75% de los alcohólicos. Esta sensibilidad es

358 Parte III—Alteraciones de órganos y sistemas
Pentasialotransferrina
Tetrasialotransferrina
S
S
Transferrinas deficientes
en hidratos de
carbono
Disialotransferrina
Monosiaiotransferrina
Asiaiotransferrina
Figura 30-9.
Isoformas de la transferrina y formas deficientes en carbohidratos.
m ás baja (20-50% ) en aquellas personas que abusan del alcohol,
pero no tienen síntomas de alcoholism o. O tro inconveniente
es que no es específica ya que otras enfermedades hepáticas,
com o la colestasís, también pueden producir elevaciones
de la y-GT al igual que el consum o de muchos medicamentos.
No obstante, sin otras causas obvias, un incremento de la y-GT
es muy sugerente de una ingesta excesiva de etanol.
La macrocitosis o incremento del VCM se produce al menos
después de un mes de consumo excesivo y la vuelta al intervalo
de referencia requiere varios meses de abstinencia. El principal
inconveniente es su baja sensibilidad (40%) aunque tiene
una elevada especificidad en pacientes alcohólicos (80-90% ).
Existen otras num erosas causas que pueden elevar el VCM ,
com o la deficiencia de vitam ina B,j o de ácido fólico, el hipotiroidism
o o la enferm edad hepática no alcohólica, entre
otras.
La transferrina contiene 2 lugares de N-glucosilación, con
diferentes residuos de ácido siálico term inales. En los individuos
no bebedores, la tetrasialotransferrina representa el
70-80% y la pentasialotransferrina y la trisialotransferrina, el
15-20% de las isoformas de transferrina circulante. En cambio,
las isoformas deficientes en carbohidratos (di-, m ono- y asiaiotransferrina)
representan menos del 2%. El consum o excesivo
de alcohol, superior a 50 g/día al m enos durante una
sem ana, produce u na tran sferrin a deficiente en carb oh i­
dratos y la isoform a m ás frecuente es la disialotransferrina
(fig. 30-9). Puesto que el alcohol también inhibe la actividad
de los receptores de las asialoglucoproteínas, la vida m edia de
la transferrina deficiente en carbohidratos es de 14 días, mayor
que la de la transferrina norm al. El consum o m oderado de
alcohol no produce estas form as alteradas. La concentración
de transferrina deficiente en carbohidratos se encuentra elevada
en m ás del 60% de los bebedores de riesgo e incluso en el
90% de los alcohólicos. Los valores se norm alizan a las 2 semanas
de abstinencia. Por ello, es muy útil en la m onitorización
de la abstinencia y la detección de recaídas con una especificidad
del 100% y una sensibilidad superior al 90%. Una gran
ventaja de esta magnitud es que su concentración sérica no está
aumentada en pacientes con enfermedad hepática de etiología
no alcohólica o m edicam entosa. Recientemente se han propuesto
modelos basados en su com binación con la y-G T que
tienen una elevada sensibilidad en la detección de personas
que consumen más de 40 g/día de alcohol
Determinación sérica de la transferrina
deficiente en carbohidratos
No se deben utilizar métodos que incluyan la determinación
de trisialotransferrina ya que ésta no está afectada por el abuso
de alcohol. La determ inación sérica de la transferrina deficiente
en carbohidratos se realiza en el laboratorio por crom a­
tografía líquida de alta eficacia (H PLC, del inglés, high perform
ance liquid chromatography) con colum na de intercam bio
aniónico, que es el m étodo de referencia o, m ucho m ás frecuentem
ente, por crom atografía de intercam bio aniónico
seguida de cuantificacíón inm unoquím ica con anticuerpos
específicos. Antes de la separación crom atográfica se satura la
transferrina con hierro.
También hay disponible un inm unoanálisis directo totalm
ente autom atizado, N Látex CD T assay (BN Prospec, Siemens),
que determina la concentración de la transferrina deficiente
en carb oh id ratos m ediante inm unonefelom etría en
combinación con la determ inación de transferrina total y de
este m odo se evita la variabilidad de la propia concentración
de transferrina.
La concentración sérica de transferrina deficiente en carbohidratos
está influida por el sexo, la edad, el índice de masa
corporal, el consumo de tabaco y la anorexia. Debido a las diferencias
metodológicas los resultados obtenidos entre los distintos
métodos no son comparables entre sí.
Determinación de la
concentración de etanol
La determinación de la concentración de etanol no proporciona
información sobre el abuso continuado de alcohol. Simplemente
indica una ingestión reciente. Debido a la negatividad
tras una abstinencia de 24 h, su sensibilidad es baja. Para

Capítu lo 30—Alteraciones nutrícionales. Síndrome metabólíco. Alcoholismo 359
calcu lar la cantidad de etanol ingerido, se puede utilizar la
siguiente fórmula:
Etanol ingerido (g) = (volumen [mL] x graduación de la
bebida (%) x 0 , 8 ) / 1 0 0
La determinación de etanol se puede realizar tanto en suero
com o en orina, o incluso en saliva con técnicas similares mientras
que la determ inación en aire espirado requiere un dispositivo
especial. Evidentemente, según el espécimen empleado,
la interpretación de los resultados y los intervalos de referencia
son diferentes. La determinación cualitativa de alcohol en
orina de una micción tiene interés para evaluar si la persona
lo ha ingerido en las horas anteriores, durante el tiem po de
form ación de orina.
D ado que el etan ol se distribuye en el com p artim ento
acuoso, se obtienen niveles superiores de etanol en suero que
en sangre total. La concentración de alcohol en saliva es equivalente
a la concentración plasm ática ya que este compuesto
tiene un bajo peso molecular, no se une a proteínas y difunde
libremente desde la sangre.
En el caso de obtenerse un espécimen sanguíneo, la punción
debe realizarse limpiando la zona con un desinfectante libre
de alcohol. Para la obtención de una muestra de saliva, tiene
que haber un período desde la últim a ingesta al m enos de
20 min. En caso contrario se produce una sobreestimación de
la concentración de etanol. Por su naturaleza volátil, las muestras
deben mantenerse tapadas para evitar la evaporación.
El método de elección para su cuantificación es enzimático,
basado en la reacción de oxidación del etanol a acetaldehído
catalizada por la enzima alcohol-deshidrogenasa:
Alcoholdeshídrogenasa
C H ,-C H ,O H + NAD^ ■C H ,-CH O + NADH + H"
La reacción se desplaza hacia la derecha medíante el empleo
de NAD"" en exceso. La enzima alcohol-deshidrogenasa es relativamente
específica para el etanol, pero puede haber interferencias
con el isopropanol, el m etanol y el etilenglicol. La form
ación de N A D H , m edida a 3 40 n m , es proporcional a la
cantidad de alcohol en la muestra. En otros métodos, el NADH
producido se acopla a otras reacciones indicadoras.
Las leyes para la conducción bajo la influencia del alcohol
se basaron originalmente en la concentración en sangre venosa.
Sin embargo, al ser una prueba invasiva y que requiere personal
médico, la determ inación en aire espirado es, desde hace
tiem po, la principal prueba para dem ostrar la ingestión de
alcohol. Este procedim iento se basa en el hecho de que el etanol
en la sangre de los capilares alveolares se equilibra rápidamente
con el aire alveolar en un cociente 2 0 0 0 : 1 , sangre/aire,
de form a que una concentración de 1 g/L de etanol en sangre
total equivale a 0,5 m g/L en aire espirado. Existen numerosos
dispositivos comerciales para cuantificar el etanol en aire espirado,
que se basan bien en la espectrom etría de absorción
infrarroja bien en la oxidación electroquím ica. Dada la implicación
legal, el error m áxim o permitido para estos equipos es
de 0,032 m g/L para medidas inferiores a 0,4 m g/L y la respuesta
debe ser lineal y precisa.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
AlbertiKG et aL Harmonizing the metabolic syndrome; a jo in t interim statement
of the International Diabetes Federation Task Forcé on Epidemiology and
Prevention; National Heart, Lung, and Blood Institute; American Heart
Association; World Heart Federation; International Atherosclerosis Society;
and International Association for the Study of Obesity. Circulation 2009;
120: 1640-1645.
Martínez JA (ed.). Fundamentos teórico-prácticos de nutrición y dietética.
Madrid: McGraw-Hill, 1998.
Meier U, Gressner AM. Endocrine regulation o f energymetabolism; review
of patkobiochemical and clinical chemical aspects o f leptin, gtrelin.
adiponectin, and resistin. Clin Chem 2004; 50; 1511-1525.
Mlinar B, Marc J, Janez A, Pfeifer M. Molecular mechanisms o f insulin resistance
and associated diseases. Clin Chim Acta 2007; 375:20-35.
Muniyappa R, Lee S, Chen H, Quon Mf. Current approaches for assessing insulin
sensitivity and resistance in vivo: advantages, limitations, and appropriate
usage. Am J Physiol Endocrinol Metab 2008; 294: E15-E26.
Niemelá O. Biomarkers in alcoholism. Clin Chim Acta 2007; 377: 39-49.
Sharpe PC. Biochemical detection and monitoring of alcohol abuse
and abstinence. Ann Clin Biochem 2001; 38:652-664.

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Elementos de patología molecular
INDICE DE CAPITULOS
31 Patología molecular de las alteraciones del metabolismo de azúcares
y ácidos grasos.
32 Patología molecular de alteraciones del ciclo de la urea y aminoácidos.
33 Alteraciones eritrocitarias. Hemoglobinopatías.
34 Distrofias musculares.
35 Enfermedades mitocondriales.
36 Enfermedades lisosomales.
37 Enfermedades peroxisomales.
38 Radicales libres y enfermedad.
39 Bases moleculares de las enfermedades neurodegenerativas.

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Capítulo
31
Patología molecular de las
alteraciones del metabolismo
de azúcares y ácidos grasos
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
M etabolism o de la galactosa 363
Alteraciones del metabolismo de la galactosa 364
M etabolism o de la fructosa 365
Alteraciones del metabolismo de la fructosa 365
M etabolism o del glu có g eno 367
Características generales de las alteraciones del metabolismo
del glucógeno 368
Glucogenosis hepáticas 368
Glucogenosis musculares 371
Glucogenosis generalizadas 372
A lteraciones de la ^-oxidación de los ácidos
graso s 372
Alteraciones bioquímicas de la ^-oxidación mitocondrial
de ácidos grasos 373
Aproximación bioquímica al diagnóstico 374
Alteraciones del metabolismo de la carnitina 374
Deficiencia de acil-CoA-deshIdrogenasa de cadena media 374
Referencias adicionales 374
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Conocer el metabolismo de la galactosa y saber describir
las consecuencias de sus alteraciones.
Conocer el metabolismo de la fructosa y saber describir
las consecuencias de sus alteraciones.
Conocer el metabolismo del glucógeno y saber describir
los tipos de glucogenosis.
Poner ejemplos sobre las consecuencias bioquímicas
de las deficiencias de la p-oxidación de ácidos grasos
y la aproximación diagnóstica.
Poner ejemplos de las alteraciones metabólicas
de la carnitina.
Explicar las consecuencias metabólicas de la deficiencia
de acil-CoA-deshidrogenasa de cadena media.
ATP
ADP*^
Galactosa
Galactocinasa
Galactosa-1-P
UDP-glucosa
M etab o lism o de la g a la cto sa
La galactosa es un azúcar de seis átom os de carbono que se
ingiere de form a abundante en la dieta. La fuente más abundante
de galactosa es la leche, en la cual form a con la glucosa
el disacárido lactosa. Ésta se hidroliza por la lactasa intestinal
en glucosa y galactosa, que son absorbidas por un sistema de
transporte activo Na-dependiente. Una vez que se encuentra
UDP-galactosa
4-epimerasa
Glucosa-1-P
en circulación, la galactosa es captada rápidam ente por el
hígado y, en m enor medida, por el cerebro y los hematíes. La
concentración de galactosa plasmática depende de la ingesta,
de la depuración renal y del metabolismo enzimático, no existiendo
ninguna regulación hormonal.
El m etabolism o principal de la galactosa com prende tres
reacciones enzim áticas que tienen por objetivo la conversión
en uridina difosfato glucosa (UDP-glucosa; flg. 31-1). Inicial-
UDP-galactosa-
Galactosa-1-Puridiltransferasa
Figura 31-1. Metabolismo de la galactosa. ADP: adenosina difosfato;
ATP: adenosina trifosfato; UDP: uridina difosfato.

364 Parte IV— Elementos de patología molecular
mente, la galactocinasa fosforila la galactosa a galactosa-l-P.
Ésta adquiere el grupo uridilo y se transform a en UDP-galactosa
en una reacción catalizada por la galactosa-l-P-u rid iltransferasa.
El UD P es aportado por la UDP-glucosa, que pasa
a glucosa-l-P. Finalmente, la UD P-galactosa-4-epim erasa convierte
la UDP-galactosa en UDP-glucosa. Esta enzima es inhibida
por nicotinamida adenina dinucleótido reducido (NADH),
por lo que una alteración del cociente NADH/NAD% tal y
com o puede ocu rrir por un elevado consum o de etanol, altera
el metabolismo de la galactosa. La form ación de UD P-galactosa
es fundam ental para la introducción de residuos galactosilo
en los polisacáridos, lipidos y proteínas, a donde se dirige
aproxim adam ente un 20% de la galactosa ingerida. Si la galactosa
exógena no es suficiente, la U D P-galactosa tam bién se
puede form ar a p artir de glucosa.
Existen, además, otras rutas menores de metabolismo de la
galactosa que cobran importancia cuando hay una deficiencia de
algunas de las enzimas anteriores. La galactosa-l-P se puede convertir
en UDP-galactosa por la UDP-galactosa-pirofosforilasa. La
aldosa-reductasa también puede reducir galactosa a galactitol, que
es eliminado por el riñón. Esta enzima es abundante en el sistema
nervioso, riñones, hematíes, intestino, endotelio vascular y en el
cristalino. Aparte de ello, la galactosa puede oxidarse en el hígado
a galactonato por la galactosa-deshidrogenasa.
Alteraciones del metabolismo
de la galactosa
Se han descrito tres alteraciones congénitas del metabolismo
de la galactosa debidas a una deficiencia de alguna de las enzimas
implicadas en su metabolismo. Las manifestaciones clínicas
producidas por estas deficiencias se producen tras la ingestión
de leche, que es el principal alimento en los recién nacidos. Por
ello, es importante eliminar la galactosa de la alimentación, especialmente
la leche en los bebés. Las deficiencias del metabolismo
de la galactosa causan una acumulación del azúcar tras su ingestión,
con la consiguiente galactosemia y galactosuria. El exceso
de galactosa se puede reducir a galactitol, que incrementa la presión
osmótica intracelular. La acumulación de galactitol en el
cristalino es la causa de la aparición de cataratas.
Estas deficiencias son de tipo autosómico recesivo, con una
prevalencia, en conjunto, de unos 1/50.000 nacim ientos (tabla
31-1):
1. Deficiencia de galactocinasa, en que la incapacidad de fosforilar
galactosa produce un increm ento en la concentración
de galactosa tras la ingesta de leche. El metabolismo
de la galactosa a galactitol provoca cataratas. Si se diagnostica
precozmente, la dieta restrictiva puede evitar el desarrollo
de cataratas.
2. Deficiencia degalactosa-l-P-uridiltransferasa, llamada tam ­
bién galactosem ia clásica, que se describirá p osteriormente.
3. Deficiencia de UDP-galactosa-4-epimerasa. Existe una deficiencia
enzim ática asintom ática en que la alteración sólo
se produce en leucocitos y hematíes, y otra form a grave en
que la deficiencia es sistémica y que puede llegar a presentar
síntomas similares a la galactosem ia clásica. En estas
formas graves, tras la ingesta de galactosa se acumulan tam ­
bién galactosa-l-P y U D P-galactosa, que se pueden cuantifícar
en los hematíes. El defecto enzimático se confirm a
cuantificando la actividad enzimática en un Usado de eritrocitos.
La galactosa es un azúcar reductor, con lo que produce un
resultado positivo en la reacción de Benedict en orina. N o obstante,
no reacciona con la glucosa-oxidasa, que es una enzima
específica de la glucosa. El galactitol tam bién se excreta en
orina en elevadas cantidades. Este compuesto se puede m edir
por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas
(GC/M S) y en estas enfermedades se encuentran concentraciones
superiores a 78 m m ol/m ol de creatinina.
Deficiencia de galactosa-1-Puridiltransferasa
o galactosemia clásica
La galactosem ia clásica tiene una prevalencia de 1/50.000
nacimientos en España, pero en algunos países, com o Irlanda,
la prevalencia es de 1/23.000 nacimientos. Las manifestaciones
clínicas en el neonato aparecen con la ingestión de leche, con
síntom as gastrointestinales, com o intolerancia al alim ento,
vóm itos y diarrea. Si no se retira la leche, se pueden desarrollar
cataratas, insuficiencia hepática grave (con hiperbilirrubinemia,
hipoalbuminemia, increm ento de las aminotransferasas
y alargam iento del tiem po de protrom bina), afección
ovárica, tubulopatía proxim al (acidosis hiperclorémica, aminoaciduria,
albuminuria y glucosuria), infecciones frecuentes
(p. ej., por Escherichia coli) y retraso mental. Parece que la acu-
Tabla 31-1. Alteraciones del metabolismo de la galactosa
Enzima Locus génico Metabolito que se acumula Alteraciones clínicas
Galactocinasa 17q24 Galactosa
Galactitol
Galactosa-l-P-uridiltransferasa 9p13 Galactosa
Galactitol
Galactosa-1-P
UDP-galactosa-4-epimerasa 1p36 Galactosa
Galactitol
Galactosa-1-P
UDP-galactosa
Cataratas
Cataratas
Lesiones renales y hepáticas
Retraso mental
Infecciones
Sangrado
Asintom ática o similar a la deficiencia
de galactosa-l-P-uridiltransferasa
UDP: uridina difosfato

Capítu lo 31— Patología molecular de las alteraciones del metabolismo de azúcares y ácidos grasos 365
Dieta
Sorbitol
•, Fructosa /
Sorbitol
— ^ Fructosa
[Fructocinasj
Aldolasa
Fructosa-1-P
Gliceraldehido
Sorbitol
deshidrogenasa
Glucosa
t
^ Fructosa-6 -P
Fosfofructocinasa
Dihidroxiacetona-P
Triosa-dnasa
Figura 31-2. Metabolismo de la fructosa.
Fructosa-1,6-
bisfosfato
Fructosa-1,6-
bisfosfatasa
Aldolasa
Gliceraldehido-3-F
Piruvato
m ulación de la galactosa-l-P parece ser el principal responsable
de estas alteraciones.
En los análisis bioquim icos se observa, además del incremento
de galactosa y galactitiol, una elevación de galactosa-l-P
en eritrocitos. La actividad enzim ática galactosa-l-P-uridiltransferasa
en un Usado de hematíes es inferior al 5% de la de
los controles en las formas graves. Hay que tener en cuenta que
el análisis en hematíes no se puede realizar hasta 3 meses después
de una transfusión sanguínea.
En algunos program as de cribado neonatal se incluye la
detección de la galactosem ia clásica m ediante la determ inación
de la actividad enzimática en la m uestra de sangre recogida
en el papel de filtro o de la galactosa y galactosa-l-P
m ediante espectrom etría de m asas en tándem . El punto de
corte de galactosa-l-P es de 5 }xM.
Existen unas 150 m utaciones descritas y algunas de ellas
producen enzimas con cierta actividad residual y no causan
síntomas. La m utación Serl35Leu es la más frecuente en personas
afroam ericanas y produce una sintomatología suave. La
m utación G lnl8 8 A rg tiene una elevada frecuencia en los países
occidentales y no se detecta actividad enzim ática. Existe
una variante frecuente llam ada D uarte en que se produce una
deleción en el promotor. La actividad enzimática en los hom o-
cigotos D uarte es del 50% y no causa síntomas clínicos. Las
personas heterocigóticas D uarte/galactosem ia son relativamente
abundantes (1/4.000 nacimientos) y en ellos la actividad
enzim ática puede estar reducida entre un 25-50% de lo normal.
Para el tratam iento es fundamental eliminar la galactosa de
la dieta de form a rápida y estricta. Si la enfermedad se diagnostica
y se trata a tiempo, antes que se produzcan daños orgánicos
irreversibles, el pronóstico es bueno. Sin embargo, suele
ser frecuente la deficiencia intelectual a largo plazo. Para controlar
la galactosemia en los pacientes, se cuantifican las concentraciones
de galactosa-l-P en los hematíes y de galactitol
plasmático. Estos metabolitos disminuyen mucho con la dieta,
pero sólo alcanzan los valores de referencia en las variantes
con suficiente actividad residual.
M etab o lism o de la fru cto sa
La fructosa es una hexosa que constituye la mayoría de los
azúcares que se ingieren en la dieta y su consum o aum enta
continuamente en los países avanzados. Este azúcar se encuentra
form ando parte junto con la glucosa de la sacarosa, que es
el azúcar de mesa. Diversos alimentos, com o la miel y las frutas,
son ricos en fructosa. Adem ás, el edulcorante sorbitol se
m etaboliza a fructosa por la enzima sorbitol-deshidrogenasa
(fig. 31-2).
La fructosa se metaboliza, fundam entalm ente, en el hígado
y m ucho m enos en los riñones e intestino delgado. Inicialmente,
la fructosa se fosforila a fructosa-l-P por la fructocinasa,
que se rompe por la fructosa-l-P-aldolasa (aldolasa B) a
gliceraldehido y dihidroxiacetona-P. Posteriormente, el gliceraldehído
se fosforila a gliceraldehído-3-P por la triosa-cinasa.
La mayoría de las triosas-P se metabolizan a piruvato. Así, la
entrada de la fructosa en la glucólisis se salta el control de esta
ruta por la fosfofructocinasa, con lo que puede dirigir grandes
cantidades hacia la form ación de piruvato. De form a alternativa,
pero en m enor medida, las triosas también pueden transform
arse en glucosa por la vía gluconeogénica.
Alteraciones del metabolismo de la fructosa
Existen tres alteraciones del m etabolism o, todas ellas de
carácter autosómico recesivo, que conducen a una elevada concentración
de fructosa en sangre y en orina:
1. Deficiencia de fructocinasa {fructosuria esencial).
2. Deficiencia de aldolasa B (intolerancia hereditaria a la fru c ­
tosa).
3. Deficiencia defructosa-l,6-bisfosfatasa.
En estos pacientes se excretan elevadas cantidades de fructosa
en orina, por lo que, al ser la fructosa un azúcar reductor,
produce una reacción positiva con la reacción de Benedict.
Deficiencia de fructocinasa
o fructosuria esencial
La deficiencia de fructocinasa es una alteración muy infrecuente
que no produce síntomas y se caracteriza por la elevada
concentración de fructosa en la orina tras su ingestión. La fructosa
puede m etabolizarse a fructosa- 6 -P por la hexocinasa,
pero de forma lenta porque esta enzima tiene baja afinidad por
la fructosa.
Deficiencia de aldolasa B (fructosa-
1-fosfato-aldolasa) o intolerancia
hereditaria a la fructosa
La intolerancia hereditaria a la fructosa se debe a una deficiencia
de aldolasa B m ientras que las otras isoenzimas, aldolasas
A y C, no están afectadas (cap. 16). La actividad de estas
enzimas en el hígado permite que no se vea afectada la glucólisis
y la gluconeogénesis cuando no hay exposición a la fructosa.
La deficiencia de aldolasa B tiene una prevalencia aproxim
ada de un caso por 20.000 nacim ientos. Los síntomas de la
deficiencia aparecen en el niño tras la introducción en la dieta
de alimentos que contengan fructosa, com o frutas o verduras,
o sacarosa. Tras la ingesta de fructosa aparecen náuseas, vómitos,
sudoración, hipoglucemia, dolores abdominales y alteración
hepática. Si se continúa la ingestión de fructosa, se pro-

366 Parte IV— Elementos de patología molecular
AMP
Fructosa
Adenosina
monofosfatodesaminasa
Fructocinasa
I M P --- ► Ácido úrico
Hiperuricemia
, Fosforilasa
Glucogeno----------- ►Glucosa-1-P — ►Glucosa
Fosfoenolpiruvato
Hipoglucemia
. Piruvato-
)8 sa
Piruvato
-► Lactato
Acidosis láctica
Figura 31-3A. Efecto tóxico de las concentraciones muy elevadas de fructosa: disminuye la inhibición de la adenosina monofosfato-desaminasa
por el Pi; hay menor relación Pi/glucosa-1-P, con lo que se inhibe la glucógeno-fosforilasa y la fructosa-1-P activa la piruvato-cinasa. ADP: adenosina
difosfato; AMP: adenosina monofosfato; ATP: adenosina trifosfato; IMP: inosina monofosfato.
ducen convulsiones, insuficiencias renal y hepática, e incluso
la muerte. La disfunción hepática producirá un incremento de
las aminotransferasas, hiperbilirrubinemia y alargamiento del
tiem po de protrom bina. La lesión tubular renal causa am ¡-
noaciduria e hipopotasemia.
La acum ulación de fructosa no metabolizada produce fructosemia
y fructosuria e im portantes alteraciones bioquímicas
por la rápida acum ulación de fructosa-l-P (fig. 31-3A):
2 .
3.
Hiperuricem ia. La elevada form ación de fructosa-l-P consume
nucleótidos y fosfato inorgánico. Éste es un inhibidor
de la enzima AM P-desam inasa, por lo que, al estar desbloqueada,
se increm enta notablem ente la degradación de
nucleótidos de adenina a ácido úrico.
H iperlactacidem ia. La fru cto sa-l-P induce la actividad
piruvato-cinasa, y aumenta la form ación de piruvato que
se reduce a lactato.
Hipoglucemia. La m enor relación entre el fosfato inorgánico
y la glucosa-l-P inhibe la enzima hepática de la glu-
cogenólisis glucógeno-fosforilasa.
Tiempo (min)
Figura 31-3B. Efecto de la perfusión intravenosa de fructosa (250 mg/
kg) en pacientes con intolerancia hereditaria a la fructosa.
La sobrecarga intravenosa de fructosa produce hipofosfatem
ia e hiperuricemia mucho más acusada que en personas sin
deficiencia y, además, hipoglucemia m ientras que en las personas
sin deficiencia producen hiperglucemia (fíg. 31-3B). No
obstante, esta prueba no es recom endable por el riesgo que
entraña para el paciente.
La actividad aldolasa se determ ina en biopsia hepática o
intestinal. M ás del 80% de los casos de deficiencia de aldolasa
B en Europa se deben a tres tipos de mutaciones, dos que afectan
a la estabilidad de la proteína, A lal49P ro, A lal74A sp, y
otra, Asn334Lys, que afecta al extrem o carboxi-term inal. De
estas tres, la m utación A lal49Pro es la responsable de más del
65% de los casos en España e incluso del 85% en el Reino
Unido.
El tratam iento consiste en la eliminación de los alimentos
que contengan fructosa de la dieta. Entre ellos está la sacarosa
y el sorbitol, que se encuentran com o edulcorantes en num e­
rosos alimentos y bebidas. Si se mantiene la dieta estricta, el
pronóstico es bueno.
Deficiencia de fructosa-1,6-bisfosfatasa
La fructosa-l,6 -bisfosfatasa es una enzima de la gluconeogénesis
que realiza la hidrólisis de fru cto sa-l,6 -bisfosfato a
fructosa-l-P (fig. 31-2). Los síntomas de la deficiencia aparecen
en el período neonatal o, m ás tarde, en la niñez, desencadenados
por ayuno, fiebre o vómitos. Se produce hipoglucemia y
acidosis láctica, que puede llevar a convulsiones y com a e,
incluso, muerte.
La deficiencia causa hipoglucemia en ayuno cuando se agotan
las reservas de glucógeno hepático ya que tienen im pedida
la gluconeogénesis. Los sustratos gluconeogénicos, como
el lactato, el glicerol o la alanina se acum ulan en ayuno por
no poder entrar en esta vía. De este m odo se produce una acidosis
m etabólica con increm ento del cociente lactato/piruvato.
El increm ento de la utilización de los ácidos grasos para
producir energía causa un increm ento de los cuerpos cetóni-
cos.
La adm inistración intravenosa de glucagón en el período
posprandial, en que hay una reserva de glucógeno, produce
hiperglucem ia por glucogenólisis, pero no ocu rre así si se
adm inistra el glucagón en ayuno al estar bloqueada la gluco-

Capítu lo 31— Patología molecular de las alteraciones del metabolismo de azúcares y ácidos grasos 367
Glucogénesis
Gtucosa Glucogenólisis Glucosa
Fosfogluco
Pi
H,0
Glucosa-6 -
fosfatasa
Mencs ramificada
Glücosa-6 -P
III
Enzima
desramificairte
Glucosa
h-,0
V, VI, IX
Glucógeno
\ fosforilasa
\
N
(G lucos4 / Fosfoglücomutasa
Glücosa-1-P
Glucógeno'
Figura 31-4A. Metabolismo del glucógeno. Se indica en rojo las deficiencias. UDP, uridina difosfato.
neogénesis. La ingestión de fructosa produce hipoglucemia,
menos pronunciada que en el caso de la intolerancia hereditaria
a la fructosa. La actividad fructosa-1-6 bisfosfatasa se determ
ina en biopsia hepática.
El tratam iento consiste en una dieta que evite que se agoten
las reservas de glucógeno para que no se produzcan las hipoglucemias
y excluir la fructosa y el sorbitol. De esta form a se
consigue un desarrollo norm al e, incluso, con la edad mejora
la tolerancia al ayuno ya que aum entan las capacidades de
reserva de glucógeno hepático.
M etab o lism o del g lu có g e n o
El glucógeno es la forma de almacenamiento de la glucosa en
las células animales. Es un polisacárido muy ramificado formado
por miles de moléculas de glucosa unidas entre sí por enlaces a (l-
4) y con ramificaciones cada 4 -6 residuos con enlaces a ( l - 6 );
(fig. 31-4A). De esta forma, la glucosa se almacena sin incrementar
la presión osm ótica y, cuando es necesaria, las numerosas
ramificaciones permiten una acción rápida de las enzimas degradativas.
El glucógeno se forma, sobre todo, en el hígado para el
mantenimiento de la homeostasia de la glucosa y en el músculo,
como fuente de energía durante el ejercicio. Así, en el hígado llega
a ser el 5% del peso en tejido fresco en el período posprandial y
en el músculo, el 1 % del peso de tejido fresco.
La síntesis de glucógeno comienza con la transformación de
la glucosa-6 -P en glucosa-l-P por la fosfoglucomutasa. Para
incorporarse en el glucógeno, la glucosa-l-P se activa a UD P-
glucosa en una reacción catalizada por la enzima UDP-glucosapirofosforilasa.
Posteriormente, la glucógeno-sintasa incorpora
la glucosa mediante un enlace a (l-4 ) a una molécula de glucógeno
existente previamente. Tras unirse unos ocho residuos
de glucosa, la enzima ram ificante transfiere siete residuos de
glucosa a (l,4 ) a una unión a ( l , 6 ) y posteriorm ente la glucógeno-sintasa
continúa añadiendo glucosas con enlace a (l-4 )
a las nuevas ram ificaciones.
La glucogenólisis la lleva a cabo la glucógeno-fosforilasa, de
la cual existen tres tipos de isoenzimas codificados por genes
distintos: la m uscular, la hepática y la cerebral. El paso de la
form a menos activa a la activa se realiza por fosforilación por
una fosforilasa-b-cinasa. La fosforilasa activa emplea fosfato
para rom per los enlaces a (l-4 ) externos del glucógeno, liberando
unidades de glucosa-l-P, que se convierten en glucosa-
6 -P por la acción de la fosfoglucomutasa. En el hígado, la gluco
sa- 6 -fosfatasa hidroliza la glucosa- 6 -P a glucosa, que ya
puede pasar a la sangre (fig. 31-4B).
Cuando la fosforilasa está a cuatro residuos del enlace a ( l - 6 )
no puede continuar hidrolizando unidades de glucosa. Entonces,
la enzima desramificante transfiere tres residuos de glucosa
con un enlace a ( l - 4 ) a una ram a adyacente por su acción
4-a-glucano-transferasa y, posteriormente, hidroliza el cuarto
residuo que está unido por el enlace a ( l - 6 ) mediante su acción
a ( l , 6 )-glucosidasa, liberando una molécula de glucosa. De esta
Figura 31-4B. Hidrólisis de la glucosa-6 -P (G-6 -P) por la glucosa-6 -
fosfatasa. En rojo se indican las deficiencias.

368 Parte IV— Elementos de patología molecular
forma, la fosforilasa puede continuar degradando el glucógeno
hasta que llega a la proximidad de otro punto de ramificación.
Estas reacciones de síntesis y degradación del glucógeno se
producen en el citoplasma. Adem ás, el glucógeno también se
degrada en el lisosoma por una a-glucosidasa ácida, que libera
moléculas libres de glucosa.
Características generales de las alteraciones
del metabolismo del glucógeno
Son un grupo de enfermedades de tipo autosómico recesivo,
excepto una variante de deficiencia de fosforilasa-cinasa, que
está ligada al crom osom a X . La prevalencia del conjunto de
estas enfermedades es de 1/40.000 nacim ientos. Las alteraciones
fundamentalmente afectan al hígado y al músculo porque
en ellos se produce, en su mayoría, el metabolismo del polisacárid
o (tabla 31-2). Así, las deficiencias se pueden agrupar
según los principales tejidos afectados en glucogenosis con
afección hepática, glucogenosis con afección m uscular y glucogenosis
generalizada.
La denominación de los tipos de glucogenosis se ha establecido
con una numeración basada en la fecha de su descripción.
Así, C ori describió la deficiencia de glucosa-6 -fosfatasa en
1952, siendo la prim era, por lo cual se la denomina glucogenosis
de tipo I (fig. 31-4).
P ara el diagnóstico de las glucogenosis es im portante la
determinación en una biopsia de hígado o m úsculo, según el
tipo de deficiencia, de la actividad enzim ática y el estudio
m icroscópico de la acum ulación de glucógeno.
Glucogenosis hepáticas
Estas alteraciones causan una lesión hepática que puede ser
muy grave produciendo alteraciones metabólicas o cirrosis. Se
produce una acum ulación de glucógeno en el hígado, que se
puede visualizar m icroscópicam ente. Este glucógeno no sirve
para el mantenimiento de la glucemia en condiciones de ayuno
e incluso se producen hipoglucemias e hiperlactacidemias ya
en el neonato.
El test de glucagón tiene utilidad para estudiar las glucogenosis
hepáticas (tabla 31-3). Éste consiste en su administración
Tabla 31-2. Tipos de glucogenosis
Nombre Defecto Detección enzimática
G lu co genosis hepática: hepatom egalia e hipoglucem ia
I (von Gierke)
la
Ib
Glucosa-6 -fosfatasa
G6PT1
Hígado
Hígado y neutrófilos
III (Cori)
IV (Andersen)
VI
IX
(XI, Fanconi-Bickel)
O
Enzima desramificante
Enzima ramificante
Glucógeno-fosforilasa hepática
Fosforilasa-cinasa
GLUT2
Glucógeno-sintasa
Hematíes y tejido
Fibroblastos y leucocitos
Hígado y leucocitos
Hígado, leucocitos y hematíes
Hígado y músculo
G lu co genosis m uscular: d e b ilid a d m uscular e in to leran cia a l ejercicio
(V, M cArdIe)
VII (Tauri)
Glucógeno-fosforilasa muscular
Fosfofructocinasa
Músculo
Músculo
G lu co genosis generalizada: acum ulación generalizada d e glucógeno
(II, Pompe)
a-Glucosidasa ácida
Leucocitos y músculo
Tabla 31-3. Efecto de las pruebas dinámicas en las glucogenosis hepáticas
Deficiencia
Sobrecarga de glucosa
Ayunas
Test de glucagón
Posprandial
Glucosa Lactato Glucosa Lactato Glucosa Lactato
Glucosa-6 -fosfatasa ++ . . . Sin elevación +++ Sin elevación +++
Enzima desramificante ++ ++ Sin elevación Sin elevación + Sin elevación
Glucógeno-fosforilasa ++ ++ Sin elevación/+ Sin elevación Sin Sin elevación
Fosforilasa-cinasa
elevaci6 n/+

Capítu lo 31— Patología molecular de las alteraciones del metabolismo de azúcares y ácidos grasos 369
intram uscular y la determ inación posterior de la concentración
de glucosa y lactato en plasma. El glucagón es una horm
ona que provoca una respuesta hiperglucém ica tras unirse
a su receptor y mediante un m ecanism o mediado por la adenosina
m onofosfato cíclico (A M Pc) (fig. 31-5). Según el
m omento de su adm inistración se pueden estudiar dos rutas
de la homeostasia hepática de la glucosa:
1. Posprandial. Su adm inistración unas 2 h después de una
com ida con azúcares provoca una activación de la glucogenólisis.
2. Tras un ayuno nocturno, las reservas de glucógeno están
disminuidas y la adm inistración de glucagón activa la gluconeogénesis.
G lucógeno
G lucosa-1-P
Hepatocito
G lucagón
I G lucosa
AM Pc
G lu cógen o-
fosforilasa
G lucosa
G lucosa-6P
M inutos
-G lu co sa - •- - Lactato
El tratam iento en estos pacientes está orientado a evitar las
hipoglucemias y las acidosis láctica con una alimentación frecuente
y rica en hidratos de carbono. En ocasiones, el tratamiento
es el trasplante hepático, sobre todo en la deficiencia
de la fosforilasa hepática.
Glucogenosis de tipo I
o enfermedad de von Gierke
La glucosa-6 -fosfatasa es una enzim a que se encuentra en
la ca ra interna del retículo endoplásm ico liso del hígado,
mucosa intestinal y riñón, asociada con una proteína estabilizadora
(fig. 31-4B). La gIucosa-6 -P entra en el retículo endoplásmico
empleando una traslocasa (G6PT1) y allí se hidrolizada
p o r la enzim a. La glucosa form ada es transportada al
citosol por una traslocasa (GLUT7) y el fosfato, por otra traslocasa
T2.
La glucogenosis de tipo I es una enferm edad autosóm ica
recesiva debido a la deficiencia del sistema glucosa-6 -fosfatasa,
con una incidencia de un 1/100.000 nacim ientos. A proxim a­
damente, en un 80% de los casos la deficiencia se debe a alteraciones
en la enzima glucosa-6 -fosfatasa (glucogenosis de tipo
la) y el 2 0 % restante se debe a la deficiencia de la traslocasa
G6PT1 (glucogenosis de tipo Ib). La mayoría de las alteraciones
de glucosa-6 -fosfatasa se debe a las mutaciones Arg83Cys,
G ln 347X y la que causa un nuevo punto de corte, G727T.
Esta deficiencia tiene una serie de graves consecuencias:
1.
2 .
3.
El hígado no puede m antener la homeostasia de la glucosa
durante el ayuno, lo cual provoca hipoglucemias muy graves.
La glucosa-6 -P no puede salir fuera del hepatocito y se
degrada por la vía de la glucólisis (fig. 31-6), produce piruvato,
que se puede reducir a lactato, y causar acidosis láctica,
transam inar a alanina, o descarboxilar a acetil-CoA.
Esta últim a se dirige a la síntesis de lípidos de triglicéridos
y colesterol, produciendo una im portante hipertrigliceridemia
e hipercolesterolemia. Además, disminuye la p-oxidación,
con lo cual la hipoglucemia no se acom paña con
cetosis.
El secuestro del fosfato en form a de glucosa-6 -P provoca
menor inhibición de la AM P-desam inasa, lo que causa una
hiperuricemia.
Los síntomas de la deficiencia de glucosa-6 -fosfatasa aparecen
durante las prim eras semanas de vida con hepatomegalia
y nefropatía. Hay una baja tolerancia al ayuno, pueden ocurrir
Figura 31-5. Ejem plo d e te s t d e g lu cag ó n posprandial tras la adm inistración
intram uscular d e 2 0 ng/kg en un niño co n una resp u esta norm al:
se p rod u ce un in crem en to d e la g lu co sa p lasm ática superior a 2 mmol/L
sin in crem en to d e lactato . A M Pc: ad en osin a m o n o fo sfa to cíclico.
AMP
A d enosina
m o n o fo sfato -
desam inasa
IMP
\
I
1
▼
Á cido úrico
Hiperuricemia
G lu cógen o
^
G lu co sa-6-
fo sfatasa
G lu co sa-6-P — ) 4 --------- ► G lucosa
Piruvato
A cetil-CoA
Colesterol
Triglicéridos
Hipoglucemia
Lactato
Alanina
Acidosis láctica
Hiperalaninemia
Hiperlipidemia
Figura 31-6. C o n secu en cias m etabólicas d e la deficien cia d e g lu co sa-
6 -fo s fa ta s a . AM P: ad en o sin a m o n o fo sfa to ; IMP: inosina m o n o fo sfato .
episodios de hipoglucemia, con convulsiones, y acidosis m etabólica
grave. En la deficiencia de la G 6PT1, los pacientes tam ­
bién presentan neutropenia y tendencia a infecciones bacterianas
frecuentes.
La sobrecarga oral de glucosa (2 g/kg) produce hiperglucem
ia y un descenso de la concentración de lactato. Sin embargo,
el test de glucagón causa un notable increm ento de lactato,
pero no hiperglucemia porque no puede salir la glucosa hepática
a circulación (fig. 31-7).
El diagnóstico definitivo se realiza midiendo la actividad
glu cosa- 6 -fosfatasa en u na biopsia h epática, en la que se
observa también la acum ulación de glucógeno. En el caso de
la deficiencia de la G 6PT1, la actividad glucosa- 6 -fosfatasa
hepática es norm al si los m icrosom as están rotos y nula si se
analiza en m icrosom as intactos.
Glucogenosis de tipo 111 o enfermedad de Con
La deficiencia de la enzima desramificante, a m ilo -a (l-6 )-
glucosidasa, provoca una acum ulación de glucógeno con una
estru ctu ra anorm al con ram as m uy cortas. Esto se debe al
hecho de que solam ente los residuos de glucosa con enlace
a (l-4 ) de las ram as exteriores pueden ser hidrolizados por la
fosforilasa. El 85% de los pacientes tienen deficiencia enzimá-

370 Parte IV— Elementos de patología molecular
G lucagón
\ ; AM Pc
G lu có gen o
G lucosa-1-P
H epatocito
G lu có gen o-
fosforilasa
G lucosa
G lucosa-6-P
— K
Lactato
6 -
5-
¿ 4-
| 3 -
£ 2 -
1 -
O-
30 60 90
•G lucosa
M inutos
- • - Lactato
Figura 31-7. T est d e g lu cag ó n un p acien te co n deficien cia d e g lu co sa-
6 -fo s fa ta s a . A M Pc, ad en osin a m o n o fo sfato cíclico.
tica en el hígado y en el músculo, con hepatomegalia y debilidad
muscular, que causa un increm ento de la creatina-cinasa
(CK). El resto sólo tienen deficiencia en la enzima hepática.
D urante la lactancia se producen hipoglucemias en ayuno
aunque no tan acusadas com o en la glucogenosis tipo I ya que
la gluconeogénesis es funcional. Esta hipoglucemia está acom ­
pañada por cetosis e hiperlactacidem ia. También hay m enor
hipercolesterolemia e hipertrigliceridemia que en la glucogenosis
tipo I. El test de glucagón en ayunas no increm enta la
glucemia, pero produce un resultado similar a los controles si
se realiza a las 2-3 h de una com ida con azúcares.
En la biopsia hepática o muscular se observa la acumulación
de glucógeno y se puede realizar el diagnóstico definitivo por
la medida de la actividad a m ilo -a (l-6 )-glucosidasa en hígado,
músculo o, incluso, en eritrocitos.
Glucogenosis tipo IV
o enfermedad ae Andersen
Es debida a la deficiencia de la enzima ramificante, que causa
la síntesis de un polisacárido de tipo amilopectina, con unas
cadenas periféricas m uy largas y pocas ram ificaciones. Por
ello, a esta enferm edad también se la llam a amilopectinosis.
Este glucógeno de estructura anorm al es muy poco soluble y
se acumula en todos los tejidos, sobre todo en hígado, músculo,
corazón, sistema nervioso e intestino. Los síntomas son muy
variables debido a los diferentes tejidos que pueden estar afectados;
la form a clásica se manifiesta durante la lactancia con
una lesión hepática grave, con un increm ento de la aspartatoaminotransferasa
(AST) y la alanina-aminotransferasa (ALT);
tam bién hay otras form as, com o la infantil neurom uscular,
m uscular de adulto o juvenil m uscular y hepática.
En la biopsia hepática se observa la acum ulación de glucógeno
con una estructura anorm al. El diagnóstico definitivo se
realiza midiendo la actividad enzimática en biopsia de fibroblastos
del músculo aunque también se puede m edir en leucocitos.
Glucogenosis tipo VI y tipo IX
Se produce por una deficiencia de glucógeno-fosforilasa
hepática (V I) o de su enzim a activadora fosforilasa-b-cinasa
(IX ). Esta última es m ucho más frecuente y constituye el 25%
de las glucogenosis. Las deficiencias son de tipo autosómico
120
recesivo, excepto la de la fosforilasa-b-cinasa hepática ligada
al crom osom a X que, a su vez, es la más frecuente. En ésta, la
actividad m uscular es norm al.
La fosforilasa-b-cinasa está form ada por cuatro subunidades:
a , con una isoenzim a hepática y otra m uscular, ambas
codificadas en el crom osom a X ; p, que con la subunidad a
regula la actividad catalítica por fosforilación; 6 , calm odulina
que une Ca^"", y y, que presenta la actividad catalítica.
Las deficiencias de ambas enzim as producen los m ism os
síntomas. Las deficiencias suelen ser parciales y no afectan a
la gluconeogénesis, por lo que las hipoglucemias son m oderadas
cuando aparecen. Se produce una hepatomegalia y retraso
en el crecimiento. Las concentraciones de AST, ALT, colesterol
y triglicéridos están moderadam ente elevadas. La enfermedad
es benigna y mejora con la edad. Existen algunos casos de deficiencia
más grave que conduce a cirrosis en la infancia. Tam ­
bién hay algunas alteraciones que afectan al hígado y al m úsculo.
El d iagn óstico de la deficiencia en zim ática se realiza
midiendo la actividad enzim ática en biopsia de hígado (tipo
V I) o de hígado, músculo y eritrocitos (tipo IX).
Glucogenosis tipo X I o síndrome
de Fanconi-Bíckel
El G LUT2 es un transportador de glucosa que se expresa en
la mem brana de los hepatocitos, enterocitos, células p del páncreas
y células tubulares renales. Su pérdida funcional tiene
cuatro consecuencias:
L Hígado. Provoca hipoglucemia, ya que es necesario para la
exportación de la glucosa desde los hepatocitos durante el
ayuno. Al m ism o tiempo, se acum ula la glucosa intracelular,
que impide la degradación del glucógeno.
2. Páncreas. Causa una baja respuesta de insulina a la hiper-
glucemia posprandial.
3. Riñón. Causa una insuficiencia tubular proxim al con glu-
cosuria, que contribuye a la hipoglucemia, aminoaciduria,
hiperfosfaturia, hipercalciuria, acidosis tubular y proteinuria
tubular.
4. Enterocitos. La alteración del transporte de la glucosa produce
una malabsorción intestinal.
Los síntomas aparecen en el prim er año de vida con retraso
en el crecim iento, raquitismo, hepatomegalia y nefromegalia.
Se observa una acum ulación de glucógeno en la biopsia de
hígado y de riñón. Dado que el G LUT2 también interviene en
el transporte de otros monosacáridos, com o la galactosa o la
fructosa, los pacientes tienen galactosemia y galactosuria, que
puede confundirse con un error congénito del metabolismo
de la galactosa.
Glucogenosis tipo O
La deficiencia de glucógeno-sintasa no se puede considerar
una glucogenosis estrictam ente ya que no se acum ula glucógeno.
La ingestión de azúcares provoca una hiperglucemia prolongada
con hiperlacticidem ia por incapacidad de sintetizar
glucógeno. Por este mismo motivo se producen hipoglucemias
e hipercetosis en ayunas.
La sobrecarga oral de glucosa produce un notable in cremento
de lactato. La deficiencia enzimática se estudia midiendo

Capítu lo 31— Patología molecular de las alteraciones del metabolismo de azúcares y ácidos grasos 371
Minutos
Minutos
Figura 3 1-8 . Test de isquemia con medida de las concentraciones de lactato y amonio en un control (azul) y en un paciente con glucogenosis de
tipo V (rojo). Obsérvese en éste la falta de incremento de lactato tras el ejercicio anaerobio.
^
I
E
I
0
la actividad glucógeno-sintasa en biopsia hepática. El tratamiento
consiste en una dieta rica en proteinas y frecuente para
evitar la hipercetosis y la hipoglucemia.
Glucogenosis musculares
El músculo obtiene la energía fundamentalmente de los ácidos
grasos en situación de reposo y de la glucólisis durante el
ejercicio. En consecuencia, las alteraciones que afectan a la
degradación del glucógeno o a la utilización de la glucosa por
la glucólisis causan intolerancia al ejercicio, produciendo debilidad
m uscular progresiva y calambres provocados por el ejercicio.
El daño m uscular debido al sum inistro inadecuado de
energía y la acum ulación de glucógeno se refleja en un increm
ento sérico de las enzimas CK y aldolasa tras el ejercicio. Si
la lesión es severo y se produce necrosis, se detecta mioglobinuria.
El análisis histológico del músculo puede m ostrar una
acum ulación de glucógeno subsarcolém ico e interm iofibrilar.
Al realizar un ejercicio, las células del músculo esquelético
sanas producen ácido láctico que disminuye el pH. Una prueba
muy útil para evaluar la utilización de glucosa por el músculo
durante el ejercicio es el test de isquemia, que estudia la capacidad
de degradar el glucógeno y producir lactato. Consiste en
la realización de un ejercicio anaeróbico con el antebrazo, por
el cual se produce en los individuos sanos un incremento plasm
ático de lactato y de am onio durante los minutos siguientes,
este últim o por el m etabolism o de los nucleótidos purínicos
(flg. 31-8). La ausencia de un incremento de lactato en respuesta
al ejercicio isquémico, es característica de todas las enfermedades
en que hay una dificultad de conversión de glucógeno o
glucosa a lactato en el m úsculo, com o la deficiencia de fosforilasa
muscular, fosforilasa-b-cinasa, a m ilo -a -l, 6 -glucosidasa
o la de fosfofructocinasa.
1
I Glucogenosis tipo V o enfermedad de McArdIe
I Se debe a la deficiencia de la enzim a fosforilasa m uscular y
g- produce una intolerancia al ejercicio. La falta de glucógeno
I m u scu lar disponible durante el ejercicio p rovoca fatiga o
¿ calambres durante éste, los cuales desaparecen en el reposo.
^ La intolerancia suele aparecer entre los 10 y los 30 años y puede
ser tanto al ejercicio anaeróbico, intenso y de corta duración
@ com o al ejercicio aeróbico, suave y prolongado. Sin embargo,
se puede volver a realizar el ejercicio m ás fácilmente tras un
corto descanso o descendiendo el ritm o en cuanto aparece el
dolor muscular. Este fenómeno de «segundo aliento» es muy
característico de estos pacientes.
En los pacientes con deficiencia de fosforilasa, las células
musculares se vuelven más alcalinas debido a la hidrólisis de
la creatina-P y a la falta de glucosa por la glucogenólisis, con
lo que no se produce lactato (fig. 31-8). La adenosina difosfato
(ADP) no se recupera a adenosina trifosfato (ATP), sino que
se degrada a adenosina monofosfato (AM P) y se produce un
m ayor catabolismo de los nucleótidos purínicos, con el consiguiente
increm ento de ácido úrico. La espectroscopia de resonancia
m agnética nuclear de fósforo m uestra las alteraciones
en el pH y en los nucleótidos de adenosina aunque es una técnica
costosa y poco asequible. En la biopsia m uscular se aprecia
una acum ulación de glucógeno y la reacción para la fosforilasa
no tiñe las fibras m usculares. El diagnóstico definitivo
se realiza por determ inación de la fosforilasa en biopsia m uscular.
La mutación más com ún (en una frecuencia del 31-72%)
es la ArgSOX, que crea un codón de parada y, por tanto, una
proteína truncada no activa. La segunda m utación más frecuente
es la Gly205Ser.
El tratam iento se basa en una dieta rica en azúcares y en el
hecho de evitar ejercicios intensos, tom ando glucosa previamente
a su realización para tolerarlos mejor. Es recomendable,
en cambio, realizar ejercicio aeróbico suave y supervisado.
Glucogenosis tipo Vil o enfermedad de Tauri
Se debe a la deficiencia de fosfofructocinasa m u scu lar
(fig. 31-2), una enzima tetram érica form ada por tres tipos de
subunidades: m uscular M , hepático L y plaquetario P. E n el
músculo se expresa un hom otetrám ero M 4 y en el hígado, otro
homotetrámero L4. La deficiencia de la enzima muscular causa
una incapacidad para obtener energía a p artir de la glucosa.
Por ello, los pacientes presentan una intolerancia al ejercicio
similar a la que ocurre en la deficiencia de fosforilasa m uscular,
pero más severa. La fosfofructocinasa eritrocitaria es un
híbrido de la muscular y la hepática, con lo que existe una deficiencia
parcial. La vida media de los hematíes es m enor y los
pacientes presentan una anemia hem olítica con hiperbilirrubinemia
y reticulocitosis.
A diferencia de la deficiencia de la fosforilasa muscular, la
adm inistración de glucosa aumenta la intolerancia al ejercicio

372 Parte IV— Elementos de patología molecular
ya que ésta no se puede emplear com o combustible y porque
impide la utilización de ácidos grasos. En la biopsia muscular
se observa un acúmulo de glucógeno moderado. Éste tiene una
estru ctu ra anóm ala parecida a la am ilopectina, debido a la
acum ulación de glucosa-6 -P, que provoca una activación de la
glucógeno-sintasa, que form a ram ificaciones de glucógeno
alargadas. El diagnóstico definitivo se realiza cuando se cuantifíca
la actividad fosfofructocinasa en la biopsia muscular.
Glucogenosis generalizadas
Glucogenosis tipo II o enfermedad de Pompe
La enzima a-glucosidasa ácida degrada el glucógeno procedente
de la autofagia lisosóm ica, que hidroliza los enlaces
a (l-4 ) y a ( l - 6 ) del glucógeno a glucosa libre. La deficiencia de
a-glucosidasa ácida fue la primera enfermedad lisosómica descrita
aunque se incluye dentro del grupo de las glucogenosis
ya que se acum ula glucógeno en el interior de estos orgánulos.
La m em brana del lisosoma impide la actuación de la glucógeno-fosforilasa,
que tiene una actividad norm al, sobre este
glucógeno acumulado.
Las mutaciones no sólo pueden afectar a la actividad catalítica,
sino también a la producción o a la degradación de la
enzima. La presentación clínica es heterogénea, asociada con
la actividad enzim ática residual m edida en fibroblastos, y se
pueden encontrar tres fenotipos:
1. Infantil. La actividad en zim ática está p rácticam en te
ausente. Se m anifiesta durante el p rim er mes del n acimiento
con una hipotonía grave, cardiomegalia, m acroglosia,
enfermedad respiratoria y hepatomegalia. El paciente
suele fallecer antes de los 2 años.
2. Juvenil. Existe cierta actividad enzimática residual. Los síntomas
se manifiestan durante los primeros 1 0 años de vida,
con debilidad m uscular que afecta también a los músculos
respiratorios. N o existen alteraciones cardíacas tan graves
com o en el caso anterior.
3. Adulto. La actividad enzimática está muy disminuida, pero
es m ayor que en la form a juvenil, con una presentación
entre los 30 y los 60 años. Los pacientes desarrollan una
progresiva hipotonía muscular, que afecta a los músculos
respiratorios.
Dado que no está alterada la glucogenólisis ni la gluconeogénesis,
estos pacientes no presentan ni hipoglucemia ni acidosis
láctica. La afección m uscular se refleja en una elevación
de las enzimas CK y aldolasa. El diagnóstico definitivo se efectúa
midiendo la actividad a-glucosidasa ácida en leucocitos
aunque también se puede determ inar la actividad enzimática
en muestras secas de sangre total procedentes del cribado neonatal.
ayuno, cuando se agotan los depósitos de glucógeno, o en
momentos de especial requerimiento energético, como durante
un ejercicio prolongado, fiebre o infecciones. Además, el acetil-CoA
producido por la |3-oxidación en el hígado se utiliza
para la producción de cuerpos cetónicos, que son exportados
a otros tejidos, en que constituyen un im portante combustible
auxiliar. Así, por ejemplo, el cerebro utiliza los cuerpos cetónicos
producidos por la oxidación hepática de las grasas com o
principal fuente energética en los períodos de ayuno prolongado.
La dieta n orm al contiene abundantes ácidos grasos de
cadena larga, com o son el ácido palm ítico, esteárico u oleico,
que sufren una P-oxidación m itocondrial que tiene lugar a
través de dos procesos (fig. 31-9):
2 .
Activación de los ácidos grasos a acil-CoA derivados y transporte
a la mitocondria em pleando un sistema enzimático
en cuatro etapas, en que participan las enzimas carnitinapalmitoil-transferasa
I y II y acilcarnitina-translocasa.
^-O xidación mitocondrial, llam ada así porque dicha oxidación
tiene lugar en el carbono |3 del acil-CoA. Las m oléculas
de acil-C oA en la m atriz m itocondrial se degradan
mediante una secuencia cíclica de cuatro reacciones, en las
cuales la cadena del ácido graso se acorta en dos carbonos
y se produce acetil-CoA por cada ciclo:
a) Oxidación catalizada por una acil-CoA-deshidrogenasa,
que produce un enoil-CoA y la form a reducida de la
flavina-adenina dinucleótido {FADHj, del inglés, reducedform
offlavine adenine dinucleotide). Existen varias
acil-C oA -deshidrogenasas que actúan , cada una de
ellas, sobre los ácidos grasos de cadena larga, media y
corta.
b) Hidratación del enoil-CoA, catalizada por enoil-CoAhidratasa,
que produce 3-hidroxiacil-CoA .
c) Oxidación del 3-hidroxiacil-CoA, catalizada por la L-3-
hidroxiacil-C oA -desh idrogen asa, que genera 3 -cetoacil-CoA
y NADH.
Citosol
Espacio
intermembrana
Mitocondria
CH,-CO-SCoA
C o A S H / C C T
R-fb-CHjcO-SCoA
Ácido graso
rpT.ll
Acil-Carnitina
R-CH2-CH2-CO-SC0 A
V■«■irt
Carnitina
FAD
ACDH\*FADH2
R-|h =CIÍ-CO-SCoA
I
A lte ra cio n e s de la (^-oxidación
de lo s ácid o s g ra so s
NAD^'
R-^HOH-CHfcO-SCoA
H ,0
La p-oxidación m itocondrial de los ácidos grasos es especialm
ente im portante en el hígado, en el músculo esquelético
y en el músculo cardíaco, en donde los ácidos grasos son una
fuente directa de energía. Esta energía aportada por la p-oxidación
de ácidos grasos es especialmente necesaria durante el
Figura 31-9. Esquema del transporte de ácidos grasos de cadena larga
a la mitocondria y p-oxidación mitocondrial de ácidos grasos. ACS:
acil-CoA-sintetasa; ACDH: acil-CoA-deshidrogenasa; CCT: 2-cetoacil-
CoA-tiolasa; CPT-I: carnitina-palmitoil-transferasa I; CPT-II: carnitina-
palmitoil-transferasa II; CT: carnitina-acilcarnitina-translocasa; ECH:
2-enoil-CoA-hidratasa; HCDH: 3-hidroxiacil-CoA-deshidrogenasa.

Capítu lo 31— Patología molecular de las alteraciones del metabolismo de azúcares y ácidos grasos 373
Deficiencia secundaria
de carnitina libre
Acil-carnitinas » • i- . .i-
^
Aciduria dicarboxilica
/ j r cú-oxidación----- ► Ácidos dicarboxilicos
Acil-CoA
Ciclo de Krebs
N-acetilglutamato
_ ^ Fosforilación
Cuerpos cetónicos
Hipocetonemia
oxida tiva
Menor capacidad
de obtener energía
Gluconeogénesis
Hipoglucemia
Carbamoil-P-_
sintetasa
Hiperamoniemia
► Ureagénesis
Figura 31-10. Consecuencias metabólicas de las deficiencias de la p-oxidación mitocondrial de los ácidos grasos.
d) Tiólisis del 3-cetoacil-CoA catalizada p o r la p-cetotiolasa,
que produce acetil-C oA y un acil-C oA acortado
en dos carbonos.
D urante este proceso de |S-oxidación hay un transporte de
electrones hacia la cadena respiratoria m itocondrial a través
de la FADH^ y la NADH.
La carnitina proviene m ayoritariamente de la dieta (aproximadamente,
el 70%) y el resto se sintetiza en el hígado, el riñón
y en el cerebro. Además, la que se ñ ltra en el riñón se recupera
eficientemente por reabsorción tubular. La carnitina entra en
la mayoría de las células mediante un transportador de carn i­
tina, 0 C T N 2 , que acum ula este compuesto dentro de las células,
de forma que en el líquido extracelular hay menos del 6 %
del total. La m ayor parte de la carnitina del organism o está en
forma de carnitina libre y el resto se presenta esterifícada como
acilcarnitinas.
Alteraciones bioquímicas de la p-oxidación
mitocondrial de ácidos grasos
Las alteraciones de la p-oxidación son todas de tipo autosóm
ico recesivo y pueden afectar tanto al transporte de ácidos
grasos a la mitocondria com o a las enzimas de la propia |3-oxidación.
Entre ellas destaca, com o la más frecuente, la deficiencia
de acil-CoA-deshidrogenasa de cadena media, con una incidencia
de 1/10.000 nacim ientos en el norte de Europa.
Cuando existen estas alteraciones, hay una m enor eficacia
de la p-oxidación y no se obtiene una respuesta energética adecuada
ante situaciones de ayuno o de m ayor demanda energética.
El hígado, el músculo esquelético y el músculo cardíaco
son los tejidos más alterados por ser donde la p-oxidación tiene
más im portancia. Adem ás, la acum ulación de acilcarnitinas
de cadena larga puede tener un efecto tóxico en las células
musculares y afectar a los canales iónicos. Por ello, algunas de
sus manifestaciones clínicas son:
1. Hepatomegalia por acum ulación de lípidos.
2. Miopatía esquelética, con hipotonía, dolor m uscular y rabdomiólisis.
3. Miocardiopatía, con arritm ias e hipertrofia.
Debido al descenso de acetil-CoA m itocondrial en las deficiencias
de la P-oxidación de los ácidos grasos se producen las
siguientes alteraciones bioquímicas (fig. 31-10):
1.
2 .
3.
4.
Disminución de la capacidad de obtener energía de la degradación
de los ácidos grasos.
Acum ulación de ácidos grasos libres, de los acil-CoA derivados
y de las acilcarnitinas, que pueden causar toxicidad.
Debido a la acum ulación intram itocondrial de acil-C oA
derivados, queda poca CoA libre que, por su acción reguladora
sobre varias enzimas, afecta a la actividad de éstos.
Hay una mayor actividad de la ^-oxidación en los peroxisom
asy de la (ü-oxidación en los citocromos P450 microsómicos
y se acum ulan ácidos dicarboxilicos.
Hiperamoniemia por menor síntesis de N-acetilglutamato, que
es el activador de la síntesis de la urea, lo que lleva a un descenso
de la ureagénesis y, por tanto, a una hiperamoniemia.
Hipocetonemia por menor formación de cuerpos cetónicos.
H ipoglucem ia en el ayuno por un m ayor consum o de la
glucosa asociado con una incapacidad de emplear los ácidos
grasos com o sustratos energéticos y por una m enor
gluconeogénesis por inhibición de la p iru vato-carb oxilasa.
Tanto la hipoglucemia com o el efecto tóxico de los ácidos
orgánicos acum ulados producen alteraciones neurológicas,
con letargía o, incluso, coma.
El tratam iento se basa en evitar el ayuno prolongado y aportar
las calorías necesarias cuando hay m ayor demanda m etabólica,
con dieta rica en hidratos de carbono y limitada de grasas.
La adm inistración de L-carnitina es fundam ental en los
pacientes con deficiencia prim aria de carnitina y puede ser de
ayuda en deficiencias secundarias.
Aproximación bioquímica al diagnóstico
En el estudio analítico inicial en sangre y orina se pueden
encontrar las siguientes alteraciones:

374 Parte IV— Elementos de patología molecular
1. En los episodios agudos se puede observar hipoglucemia
hipocetósica. La alteración hepática causa una ligera elevación
del am oníaco e hipertransam inasem ia. La lesión
muscular provoca un incremento de creatina-cinasa, aldolasa
y mioglobinuria.
2. La concentración plasmática de carnitina libre está dism i­
nuida, excepto en la deficiencia de carnitina-palm itoiltransferasa
I, en que es alta. En la deficiencia del transportador
de carnitina se observa también una notable elevación
en orina. Asim ismo, existe una elevada relación de acilcarnitinas/carnitina
libre en todas las alteraciones, menos en
la del transportador de carnitina y de carnitina palmitoiltransferasa
L Además, el perfil de acilcarnitinas es característico
de muchas deficiencias.
3. Hay una elevación de ácidos grasos libre en plasma, que se
determinan mediante GC/MS. Algunos de ellos son característicos
de la deficiencia, com o el cis-decenoico en la deficiencia
de acü-CoA-deshidrogenasa de cadena media.
4. En el estudio de los ácidos orgánicos en orina mediante
GC/M S. se observan concentraciones elevadas de ácidos
dicarboxílicos. No obstante, éstos también pueden estar
elevados en otras condiciones, com o la cetoacidosis diabéticas,
el ayuno o la tom a de ciertos medicamentos, com o el
valproato.
El análisis enzim ático del defecto puede ser realizado en
fibroblastos cultivados y leucocitos.
Alteraciones del metabolismo
de la carnitina
La deficiencia de carnitina se debe a un defecto del transportador
de la carnitina 0 C T N 2 que produce una baja concentración
de carnitina en el plasma y también, en el interior de las
células. Es una enfermedad de tipo autosómico recesivo, con
una prevalencia aproximada de un 1/40.000 nacimientos. Puede
ocurrir, además, una deficiencia secundaria de carnitina libre
en el transcurso de algunas enfermedades por una menor síntesis
o un mayor metabolismo y eliminación. Entre ellas está la
insuficiencia renal crónica, la cirrosis, las miopatías crónicas
graves o la sepsis. También el uso de algunos medicamentos,
com o el valproato, disminuye la concentración de carnitina.
La deficiencia de carnitina-palm itoil-transferasa produce
intolerancia al ejercicio de larga duración ya que entre 1 y 4 h
desde el inicio de este tipo de ejercicio comienza un desplazamiento
gradual en el uso del combustible m uscular desde glucosa
y glucógeno a ácidos grasos, aum entando la captación
muscular de estos últimos. Durante el ayuno y el ejercicio prolongado,
las concentraciones de ácidos grasos libres en el m úsculo
se duplican y también se produce una disminución de las
concentraciones de malonil-CoA muscular. Debido a ello, estos
pacientes no toleran este tipo de ejercicio; en cambio, aceptan
otros de alta intensidad y de corta duración, que dependen más
del metabolismo de la glucosa.
En los períodos de descanso, los pacientes permanecen asintom
áticos. La realización de ejercicio prolongado produce
dolor, rigidez m uscular y desarrollo de debilidad. Se puede
producir rabdomiólisis y mioglobinuria, con riesgo de fracaso
renal agudo.
La carnitina sérica está elevada en los pacientes con deficiencia
de carn itin a palm itoil-transferasa I, pero no en los
pacientes con deficiencia de la H, aunque en éstos se observa
un incremento de acilcarnitinas, sobre todo C16 y C18:L
La CK sérica sólo se encuentra elevada durante los ataques
de m ioglobinuria aunque el ayuno prolongado o el ejercicio
pueden elevarla en algunos pacientes.
Deficiencia de acil-CoAdeshidrogenasa
de cadena media
Esta deficiencia se m anifiesta antes de los 2 años, norm alm
ente tras un período de ayuno de 1 2 h o de una infección
prolongada. La descompensación m etabólica que produce es
muy severa y causa vómitos, alteración hepática aguda y letargía,
que puede conducir al com a o al colapso cardiorrespiratorio.
De hecho, estas descompensaciones graves se han asociado
con casos de m uerte súbita en el recién nacido. N o
obstante, el fenotipo es muy heterogéneo y algunos pacientes
pueden m anifestar los síntomas mucho más tarde e, incluso,
ser asintomáticos durante muchos años.
El diagnóstico se realiza determinando la actividad enzimática
en fibroblastos, linfocitos o en biopsia de tejidos, com o el
hígado o el músculo. También es posible el diagnóstico genético
de esta enfermedad ya que un 90% de los pacientes son homocigóticos
para la mutación A 985G y casi el 10% restante son
heterocigóticos para esta mutación y heterocigóticos para otra
distinta. Esta mutación causa una sustitución de lisina por glu-
tam ato en la posición 329 de la proteína, lo cual afecta a su estabilidad.
Sin embargo, existe una gran diversidad fenotípica, con
lo cual han de existir otros factores que influyan en éste.
U na vez que se ha diagnosticado, el tratam iento es sencillo
y se basa en evitar períodos de ayuno prolongados y, en casos
de descompensaciones agudas, adm inistrar una com ida rica
en hidratos de carbono o glucosa. La alimentación se basa, evidentemente,
en evitar ingesta de ácidos grasos de cadena media
y larga y con suplementos con carnitina.
Debido a su elevada frecuencia, grave evolución y fácil tra ­
tam iento, en algunos países se ha incorporado al cribado neonatal
la detección de la enferm edad. P ara ello se realiza la
determ inación de acilcarnitinas mediante espectrom etría de
masas en tándem en la m ism a m uestra de sangre impregnada
en papel de filtro que se obtiene para la detección de otros errores
congénitos del metabolismo. En los neonatos con la deficiencia
se observa una elevación de octan oilcarnitin a (C 8 ),
norm alm ente acom pañada de elevaciones de decanoilcarnitina
(CIO), hexanoilcarnitina y decenoilcarnitina, y de la relación
C8/C10. Adem ás, la fracción de carnitina esterificada se
encuentra elevada respecto a la carnitina total.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Baldellou A, Btiones P, Ruiz M. Protocolo de diagnóstico y tratamiento de los
errores congénitos del metabolismo de la galactosa. Disponible en;
littp;//www.ae3com.org/reciLrsos-protocolo.php
Baynes fW, Dominiczak MH (eds.). Bioquímica médica. Madrid: Elsevier,
2005.
Marín Soria J1 et al. Programas de cribado neonatal en España; actualización
y propuestas de futuro. Madrid; Asociación Española para el Estudio de
Errores Congénitos del Metabolismo. Asociación Española de Pediatría,
Sección de Errores Innatos del Metabolismo. Sociedad Española de Química
Clínica y Patología Molecular, Comisión de D i^ nóstico Perinatal,
2009.
Moreno Villares JM, Manzanares López-Manzanares J, Díaz Fernández MC,
Benlloch Marín T. Protocolo de diagnóstico y seguimiento de pacientes con

Capítu lo 31— Patología molecular de las alteraciones del metabolismo de azúcares y ácidos grasos 375
glucogenosis de afectación fundamentalmente tepática. Disponible en:
http://www.ae3com.org/recursos-protocolo.php
Rhead W J. Newborn screening for medium-chain acyl-CoA dehydrogenase
deficiency: a global perspective. J Inherit Metab Dis 2006; 29: 370-377.
Ribes A, Baldellou A, Martinez-Pardo M, Pineda M, Riudor E. Protocolo de
diagnóstico y tratamiento de las deficiencias de la P-oxidadón mitocondrial de
los ácidos grasos. Disponible en; littp;//www.ae3com.oi^/recursos-protocolo.php
Ribes A, Rodés M . Gregersen N, Divry. Trastornos de la p-oxidación mitocondrial
de los ácidos grasos. En; González Sastre P, Guinovart JJ (eds.). Patología
molecular. Barcelona: Masson, 2003.
Sanjurjo P, Baldellou A (Eds.). Dií^nóstico y tratamiento de las enfermedades
metabólicas hereditarias, 2.‘ edición. Madrid: Ergón, 2006.
Shin YS. Glycogen storage disease; dinical, biochemical, and molecular
heterogeneity. Semin Pediatr Neurol 2006; 13; 115-120.

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Capítulo
32
Patología molecular
de las alteraciones del ciclo
de la urea y aminoácidos
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
A spectos generales de las alteraciones
del m etabolism o de los am inoácidos 377
A lteraciones del ciclo de la urea 378
Resumen del ciclo de la urea 378
Alteraciones genéticas del ciclo de la urea 379
A lteraciones del m etabolism o
de la fenilalanin a. Fenilcetonuria 382
Deficiencia de fenilalanina-hidroxilasa 333
Deficiencia del cofactor tetrahidrobiopterina 383
Diagnóstico bioquímico de las hiperfenilalaninemias 384
Tratamiento de las hiperfenilalaninemias 384
A lteraciones del m etabolism o
de la hom ocisteína 385
Metabolismo de la homocisteína 385
Hiperhomocisteinemia 385
Deficiencia de cistationina p-sintasa 386
Deficiencia de 5,10-metilentetrahidrofolato-reductasa 385
Deficiencia de la metionina-sintasa 387
A cidurias o rgán icas 387
D eterm inaciones analíticas 388
Amonio 388
Aminoácidos 388
Acidos orgánicos 388
Homocisteína 389
Referencias adicionales 389
BJETIVOS DE APRENDIZAJE
Conocer las alteraciones más frecuentes del metabolismo
de los aminoácidos y de los ácidos orgánicos.
Discutir los cambios metabólicos y la expresión clínica
de las alteraciones del ciclo de la urea.
Describir el diagnóstico bioquímico de las alteraciones
del ciclo de la urea.
Relacionar el metabolismo de la fenilalanina
con el diagnóstico de sus alteraciones y el tratamiento
más adecuado.
Explicar brevemente las principales alteraciones
del metabolismo de la homocisteína.
Resumir los principales métodos analíticos de determinación
de amonio, aminoácidos y ácidos orgánicos.
A sp e cto s g e n e ra le s de las
alte ra cio n e s del m e tab o lism o
de lo s am in o ácid o s
La prim era deficiencia enzim ática descrita fue la de hom o-
gentísico-oxidasa, una enzima de la degradación de la tirosina.
La deficiencia de esta enzima produce una enfermedad llamada
alcaptonuria, que se caracteriza por la elevada excreción de
ácido homogentisico en orina, que polimeriza y le confiere una
coloración oscura. Sir Archibald G arrod estudió esta alteración
y postuló que era debido a una deficiencia de un gen y que
se tran sm itía con herencia autosóm ica recesiva. Su trabajo
publicado en 1902 con el título The Incidence o f Alkaptonuria:
a Stuáy in Chemical Individuality inició el estudio de las enfermedades
de transmisión genética, que fue recopilado inicialmente
en el libro Inborn Errors o f Metabolism en 1908.
Los aminoácidos son los eslabones necesarios para la síntesis
de proteínas. Además, desempeñan funciones esenciales en
el organism o, com o precursores de neurotransm isores (Phe o
Trp), neurotransm isores (como Asp), formando parte del pigmento
melanina (como Tyr) o de purinas y pirimidinas. De los
2 0 aminoácidos principales, 8 son esenciales y el resto pueden
sintetizarse en el organismo.

378 Parte IV— Elementos de patología molecular
Aminoácido
(Acumulación) i
Metabolito A
Rutas secundarias
de metabolismo
Metabolitos C (Acumulación)
Alteración
enzimática
•>
(Baja concentración) Metabolito B
Otras vías ,, , , . ,
. . (Interferencia)
metabolicas
I
Producto final (Deficiencia)
Figura 32-1. Esquema general de las alteraciones del metabolismo de aminoácidos. Se produce una acumulación de los compuestos previos al
bloqueo y se activan otras vías secundarias de metabolización. Se produce una deficiencia de los compuestos de los cuales es precursor y se pueden
interferir otras vías metabólicas.
El catabolismo de los aminoácidos comienza por la pérdida
del grupo amino y la form ación del cetoácido derivado por la
acción de una am inotransferasa, una enzima que emplea piridoxal-P:
A m inoácido + -
a-cetoglutarato
Aminotransferasa
a-cetoácid o +
glutamato
Según el destino final del esqueleto de carbonos, los am i­
noácidos pueden ser cetogénicos si producen cuerpos cetónicos,
glucogénicos si producen intermediarios de la gluconeogénesis
o glucogénicos y cetogénicos. Estos productos pueden
producir energía cuando entran en el ciclo de Krebs.
Las alteraciones de alguna enzima implicada en la degradación
producen una acum ulación de un metabolito próxim o al
punto de bloqueo y, al alcanzar concentraciones tóxicas, puede
interferir con otras rutas m etabólicas (fig. 32-1). Adem ás,
puede haber una deficiencia de los productos que no se sintetizan,
com o los neurotransm isores, en el caso de la fenilcetonuria,
o de arginina en los defectos del ciclo de la urea.
Las alteraciones del metabolismo de aminoácidos tienen una
serie de características clínicas com unes asociadas con la
intoxicación con los aminoácidos:
1. Existe un período de tiempo tras el nacim iento durante el
cual no hay una sintomatología.
2. La aparición de los síntomas puede desencadenarse por el
catabolism o, la ingesta de alim entos, fiebre u otra enfermedad
intercurrente.
3. Los síntomas suelen ser de aparición brusca e intermitente.
Éstos pueden ser agudos neonatales, con vómitos, convulsiones,
letargía y com a o aparecer m ás adelante con una
sintomatología más suave.
El diagnóstico se basa en el análisis de los líquidos biológicos,
sangre, orina y, en su caso, del líquido cefalorraquídeo. El
aumento de metabolitos en sangre y orina es fundam ental en
el diagnóstico ya que muchas enfermedades metabólicas muestran
una manifestación clínica similar. Un aspecto com ún es
la existencia de hiperam oniem ia (m ayor de 4 0 [xmol/L). En
ellos es im portante la determinación de aminoácidos y de ácidos
orgánicos ya que increm entos específicos de algunos de
ellos pueden indicar la existencia de diferentes am inoacidopatías
o trastornos en el ciclo de la urea. En muchas enfermedades,
la concentración de aminoácidos o de sus metabolitos
es muy superior a la que existe en los controles; otras veces se
producen metabolitos que norm alm ente no están presentes o,
si lo están, es en muy baja concentración.
La detección rápida es muy im portante para com enzar un
tratam iento que disminuya o, incluso, evite complicaciones,
en ocasiones, letales. El tratam iento se basa en apoyo nutricional
y está dirigido a restringir el aporte del compuesto cuyo
metabolismo está alterado, siempre que se mantenga una dieta
com plem entaria suficiente. Frecuentem ente es necesaria la
adm inistración de un suplemento vitam ínico y farmacológico
que ayude a elim inar el metabolito tóxico.
Existen num erosas alteraciones del m etabolism o de am i­
noácidos. A continuación se presentan algunas de las alteraciones
más representativas, entre las cuales destaca la fenilceton
u ria, cuyo diagnóstico se incluye en los p rogram as de
diagnóstico neonatal de los países desarrollados. En los últim
os años, la introducción de la espectrom etría de m asas en
tándem en centros especializados ha perm itido increm entar
la detección sistemática neonatal en otras enfermedades.
A lte ra cio n e s del ciclo de la urea
Resumen del ciclo de la urea
El ciclo de la urea es el único m ecanism o eficaz para eliminar
el am onio procedente del metabolismo de las proteínas, de
la degradación de purinas y el producido en el intestino. El pK^
del am onio es de 9,5, por lo que a un pH fisiológico, casi todo
perm anecerá com o ion am onio, El ciclo de la urea com ­
pleto se produce en el interior de los hepatocitos mediante
cinco reacciones (fig. 32-2), las dos iniciales son mitocondriales
y las tres siguientes citosólicas:
L Dentro de las mitocondrias, la carbamoil-fosfato-sintetasa
I (CPS-I) cataliza la condensación dependiente de adenosina
trifosfato (ATP) entre el am onio y el bicarbonato para
producir carbamoil-fosfato.
2. P osteriorm en te, la orn itin a-tran scarb am o ilasa (O TC)
transfiere el grupo carbam oilo del carbamoil-fosfato a la
ornitina, para form ar citrulina y libera fosfato.
3. La citrulina se libera al citoplasma, donde se condensa con
el aspartato para form ar argininosuccinato por la argininosuccinato-sintetasa
citoplasmática (ASS), con consumo
de ATP.
4. El argininosuccinato se hidroliza por la arginosuccinasa
(arginosuccinato-liasa, ASL), para form ar arginina y fumarato,
que puede entrar en el ciclo de Krebs.

Capítu lo 32— Patología molecular de las alteraciones del ciclo de la urea y aminoácidos 379
OCitrulina
O j Arginosuccinato
Asp sintetasa
A M P+ PPi
0 0
Arginosuccinato
Arginosuccinasa
Citoplasma
T
Fumarato
Ornitina
Arqinasa I / _ _
/ ^ « O O
0 0 y UREA
Arg
Figura 32-2.
Esquema del ciclo de la urea. Se indica el número de nitrógenos se que elimina con cada compuesto.
5. Finalmente, la arginasa I hidroliza la arginina para form ar
urea y ornitina. Así pues, de los dos nitrógenos de la urea,
uno proviene del am onio m itocondrial y otro, del aspartato.
La ornitina entra de nuevo a la m itocondria para iniciar otra
vuelta del ciclo de la urea, a través de un transportador, del
cual hay dos isoformas en el hígado y que también transporta
Usina, arginina y citrulina. La citrulina también puede difundir
pasivamente hacia el citosol.
La regulación rápida de este ciclo se realiza en la prim era
reacción ya que la carbam oil-fosfato-sintetasa I es activada
alostéricamente por el N -acetilglutam ato. Éste proviene de la
condensación del acetil-CoA y el glutamato, catalizada por la
N-acetilglutamato-sintetasa (NAGS), una enzima que, a su vez,
es activada por la arginina. Así pues, la regulación del ciclo de
la urea depende de la concentración de glutamato, que indica
unos niveles elevados de amonio, y de arginina, que indica la
existencia de suficientes intermediarios del ciclo de la urea.
El ciclo de la urea afecta al equilibrio ácido-base por el consumo
de bicarbonato y de amonio. El hígado es el único órgano
en que se lleva a cabo el ciclo completo. Sin embargo, existe
o tra com binación funcional entre el intestino y el riñón, ya
que en el intestino se expresan las enzim as m itocondriales
NAGS, CPS-I y OTO, y en el riñón se expresan las enzimas
citosólicas ASS, ASL y arginasa I. De esta form a, en el intestino
se puede sintetizar hasta citrulina y en el riñón se com ­
pleta el ciclo hasta la urea.
Alteraciones genéticas del ciclo de la urea
Se han descrito deficiencias en todas las enzimas y en todos
los tran sp o rtad ores, con una prevalencia en conjunto de
1/25.000 nacim ientos, cifra que puede ser muy superior por la
existencia de deficiencias parciales no diagnosticadas:
L Deficiencia de carbamoil-fosfato-sintetasa I.
2. Deficiencia de ornitina-transcarbam oilasa.
3. Deficiencia de arginosuccinato-sintetasa o citrulinemia.
4. D eficiencia de arginosuccinasa o aciduria arginosuccínica.
5. Deficiencia de arginasa I o argininemia.
6 . Deficiencia de la enzima reguladora del ciclo N -acetilglutam
ato-sintetasa.
O tras deficiencias asociadas con las alteraciones de las enzimas
del ciclo de la urea son las alteraciones de los transportadores
de intermediarios del ciclo, com o la deficiencia del transportador
de Usina, arginina y ornitina y LAT-1, y la deficiencia
del transportador de ornitina.
Las alteraciones más frecuentes son la deficiencia de carbamoil-fosfato-sintetasa
I y, sobre todo, la deficiencia de ornitinatranscarbam
oilasa, y la más rara es la deficiencia de N-acetilglutam
ato-sintetasa. Todas son de tipo autosóm ico recesivo,
excepto la deficiencia de ornitina-transcarbamoilasa, que tiene
una herencia ligada al crom osom a X .
Características clínicas generales de las
alteraciones genéticas de la ureagénesis
En todas las alteraciones de la ureagénesis existe hiperam o-
niem ia, sobre todo si afecta a las dos prim eras enzim as del
ciclo. Los casos más graves aparecen durante la primera semana
de vida, con hiperamoniemias graves, y muchas veces letales
sin un tratam iento adecuado ni temprano. La hiperamoniemia
es una urgencia médica, sobre todo, si es superior a 250 [xmol/L,
y el diagnóstico rápido es fundam ental para instaurar un tra ­
tamiento. Existen otras formas de presentación crónica tardía,
que aparecen en la infancia e, incluso, en la edad adulta, en que
la hiperam oniem ia y los síntomas son m ucho m ás suaves y en
la m ayoría de los casos es provocada por un aum ento en la
ingesta o del catabolismo proteico por un proceso infeccioso,
una intervención quirúrgica o una vacunación.
La gravedad de la enfermedad se relaciona con la posición
de la enzima en el ciclo y con el grado de deficiencia enzimática.
Así, la acumulación de nitrógeno es mayor en los defectos
m itocondriales que en los posteriores debido a que en estos
últim os ya se form an compuestos intermedios que eliminan
uno o dos átom os de nitrógeno. Los síntomas neonatales son

380 Parte IV— Elementos de patología molecular
H ,0
neurotransm isores. En los astrocitos, la glutam ina-sintetasa
con el am onio form a la glu tam in a, que es un com puesto
osm óticam ente activo y produce edem a cerebral (fig. 32-3).
A dem ás, la en zim a glu tam ato -d esh id ro gen asa con su m e
a-ceto g lu ta ra to del ciclo de Krebs para form ar glutam ato.
E n las n eu ro n as, el am o n io a co n ce n tra cio n e s elevadas
inhibe la transm isión sináptica. El am onio estimula el tran s­
p orte de trip tófan o al cerebro y la síntesis de serotonin a,
estim ulando su liberación y alterando la neurotransm isión
serotoninérgica.
Figura 32-3.
Edema cerebral causado por la hiperamoniemia.
más frecuentes en las deficiencias de carbamoil-fosfeto-sintetasa
y ornitina-transcarbam oilasa. En cambio, en la deficiencia
de arginosuccinasa, el arginosuccinato que se acum ula
puede servir para retirar los dos nitrógenos, al eliminarse por
la orina, por lo que no suele causar una hiperamoniemia tan
grave. Los pacientes con deficiencia de arginasa no suelen
sufrir hiperamoniemias importantes y ésta puede manifestarse
clínicamente a partir del segundo año de vida o, incluso, ser
asintomática hasta los 4 años.
La encefalopatía causada por el exceso de am onio se debe
al hecho de que éste puede difundir a través de la barrera
hem atoencefálica, alcan zar con cen tracion es m ás elevadas
que las plasm áticas y cau sar alteracion es osm ó ticas y de
H ,0
Diagnóstico de las alteraciones
genéticas de la ureagénesis
En el estudio bioquímico de las alteraciones del ciclo de la
urea se deben cuantificar en plasm a las concentraciones de
amonio, glucosa, lactato, piruvato, aminoácidos y el equilibrio
ácido-base, y de form a com plem entaria la carnitina total y
libre. También es im portante m edir en orina la concentración
de aminoácidos, ácidos orgánicos y orotato.
En todas las deficiencias se observan las siguientes alteraciones
(fig. 32-4):
2 .
3.
Hiperam oniem ia superior a 150 \imol/L que, en las formas
neonatales, puede llegar a ser superior a 5 00 [xmol/L.
En análisis de am inoácidos en plasm a y orina se aprecia
siempre una im portante hiperglutam inem ia, que indica
hiperamoniemia. En la espectroscopia de resonancia m agnética
cerebral se observa un im portante increm ento de la
señal de glutamina.
El déficit de arginina se presenta en todos los déficit enzim
áticos, excepto en el caso de la deficiencia de arginasa.
[pla-NHj] >150nmol/L
Hiato aniónico >20
Acidosis
Acidemias orgánicas
Hiato aniónico

Capítu lo 32— Patología molecular de las alteraciones del ciclo de la urea y aminoácidos 381
Sano
Enfermo
Hijo varón: si lleva el
cromosoma alterado
sufre la deficiencia
Inactivación del cromosoma X al azar
Sana no
portadora
Gravedad de la deficiencia
Figura 32-5A. Fenómeno de lionización. En las células con dos cromosomas X, uno de ellos se inactiva de forma aleatoria durante la embriogénesis
temprana. Si uno de los cromosomas lleva el defecto enzimático, se produce un mosaicismo en que hay células que expresan el gen normal y otras,
el alterado. Según el número de células que expresan el gen mutado, se produce la enfermedad con distintos grados.
en cuyo caso se encuentra incrementada. Además, se pueden
observar elevaciones de citrulina en la deficiencia de
arginosuccinato-sintetasa y de arginosuccinasa, y concentraciones
muy bajas en la deficiencia de las enzimas m itocondriales.
4. En la deficiencia de ornitina-transcarbam oilasa (y menos
en las deficiencias de las enzim as citosólicas) se observa
aciduria orática debido al desvío del exceso de carbamoilfosfato
a la síntesis de pirimidinas.
5. Los defectos en el transporte m itocondrial de la ornitina
cursan con hiperamonietnia e hiperornitinemia.
6. Se puede producir alcalosis respiratoria con hiato aniónico
dentro del intervalo de referencia. En otras hiperamoniemias,
com o las que se producen en las acidemias orgánicas,
se observa acidosis metabólica con un elevado hiato aniónico
(superior a 20 mm ol/L), además de un perfil de ácidos
orgánicos en orina diferente.
También las enfermedades hepáticas, com o las infecciones
víricas, y los desvíos vasculares de la circulación portal pueden
causar im portantes hiperamoniemias.
La introducción de la espectrom etría de masa en tándem en
el cribado neonatal permite incluir en el diagnóstico temprano
las deficiencias de arginosuccinato-sintetasa y arginossuccinasa
al incluirse la determ inación de sus metabolitos característicos
dentro del perfil m etabólico que se estudia. Sin
embargo, aunque es factible, no se suele recom endar el despistare
neonatal ya que el intervalo libre de enfermedad es muy
corto.
El diagnóstico definitivo de la alteración se realiza mediante
el análisis enzimático en la biopsia y el estudio de mutaciones.
Siempre hay cierta actividad residual de la enzima, con lo que,
al acum ularse el sustrato de la enzima deficiente, aum enta la
velocidad de la reacción deficiente y no hay disminución significativa
en la producción de urea, excepto en el caso de la
deficiencia de arginasa.
Se puede realizar un diagnóstico prenatal, m idiendo los
intermediarios en líquido amniótico, el análisis de mutaciones
en las vellosidades coriónicas o am niocitos, así com o la actividad
enzimática en biopsia de hígado fetal.
Deficiencia de ornitina-transcarbamoilasa
La ornitina-transcarbam oilasa es un hom otrím ero que se
sintetiza en el citoplasma y luego se transfiere a la mitocondria
por un proceso que requiere energía. La mayoría de las deficiencias
se deben a mutaciones, de las cuales hay descritas más
de un centenar, que producen una actividad residual muy disminuida
aunque también existen algunos casos en que la alteración
se produce en el procesam iento de la enzima hacia la
m itocondria.
Es una enfermedad ligada al crom osom a X , por lo que todos
los hombres portadores la padecerán m ientras que las mujeres
pueden no padecer la enfermedad o padecerla en diversos grados
debido al fenóm eno de lionización (fig. 32-5A ). E n las
mujeres con cierta actividad residual, entre el 5 y el 25% , la
hiperamoniemia suele asociarse con m ayor ingesta de proteínas,
infección aguda o con una operación.
El carbamoil-fosfato se acum ula en la m itocondria y finalmente
difunde al citoplasma donde es un sustrato en la síntesis
de pirimidinas. Al incrementarse esta vía, se produce ácido
orótico que se elimina por la orina en grandes cantidades (fig.
32-5B). Estos pacientes, además, presentan una hiperam oniem
ia grave, hiperglutam inem ia e hiperalaninem ia, así com o
concentraciones muy bajas de arginina y citrulina.
H CO j' + glutamina
Carbamoil-Psintetasa
II
Carbamoil-P
i
Orotato
Eliminación renal
Figura 32-SB.
NH^ + HCOj-
Carbamoil-Psintetasa
I
'
Carbamoil-P
Ornitina
I
Uridín-5'-fosfato
Aciduria orótica en la deficiencia de ornitina transcar-
bamoilasa. El carbamoil-P acumulado se desvía hacia la síntesis de las
pirimidinas.

382 Parte IV— Elementos de patología molecular
L-Fenilalanina
Phe-hidroxilasa
H ,0
L-Tirosina
Tetrahidrobiopterina
Dihidrobiopterina
6 -Piruvoil- tetrahidropterina
Dihidropterina- ^
NAD^ reductasa NADH +
PTPS
Trifosfato de dihidroneopterina----------- ► Neopterina
GTP-CH
GTP
Figura 32-6A. Síntesis de la tetrahidrobiopterina y reacción catalizada por la fenilalaninhidroxilasa. GTP-CH: guanosina trifosfato-cidohidrolasa;
PTPS: 6 -piruvoil -tetrahidrobiopterina-sintasa; SR: sepiapterina-reductasa.
El diagnóstico definitivo se realiza midiendo la actividad
enzim ática en biopsia de hígado o intestino. Para la detección
de portadoras heterocigóticas de esta deficiencia, se realiza la
cuantificación de orotato en orina. Si éste se encuentra dentro
del intervalo de referencia, se puede realizar la determinación
tras la adm inistración de alopurinol, con lo que se produce
una aciduria orótica en las portadoras. También se puede realizar
un estudio de la ureagénesis con isótopos estables,
empleando una sobrecarga con ‘^NH^Cl y midiendo durante
las 4 h siguientes la cantidad de [5-‘^N]glutamina y [‘^N]urea
producida. Los heterocigóticos asintomáticos producen igual
cantidad de urea que los controles, pero producen m ucha más
[5-‘^N]glutamina que los controles.
Tratamiento de las alteraciones
del ciclo de la urea
El tratam iento se basa en evitar el metabolismo de am inoácidos,
limitando la ingesta de proteínas para evitar elevaciones
del am onio plasmático por encim a de 500 [xmol/L. Puede ser
útil elim inar el exceso de am onio con el uso de benzoato y
fenilacetato, que permiten la excreción de nitrógeno en forma
de productos diferentes de la urea. Es im portante realizar un
aporte calórico superior a las necesidades, especialmente en el
caso de infecciones, con el fin de evitar un catabolismo excesivo.
También es necesario suplementar con vitam inas, sales
minerales e intermediarios del ciclo de la urea en algunas deficiencias.
La arginina se convierte en un am inoácido esencial,
excepto en la deficiencia de arginasa, y es necesario incluirla
en la dieta. La aciduria orótica, superior a 5 veces el límite de
referencia, indica una deficiencia de arginina o un control
insuficiente. El trasplante hepático puede ser una alternativa
en las form as neonatales m ás graves, así com o cuan do las
hiperamoniemias son muy frecuentes e importantes.
A lte ra cio n e s del m e tab o lism o
de la fe n ila la n in a . Fenilceto n u ria
El m etabolism o del am inoácido Phe se realiza, sobre todo,
por la hidroxilación a Tyr catalizad a p o r la fenilalaninahidroxilasa
y em pleando el co facto r tetrah idrob iop terin a
(B H J (fig. 32-6A ). La fenilalanina-hidroxilasa se expresa en
el hígado y riñón y es una m onooxigenasa que introduce un
átom o de oxígeno en la fenilalanina y el otro aparece en el
agua. El cofactor se oxida a dihidrobiopterina (qBHj) y se
recupera en su estado reducido por la dihidropterina-reductasa
empleando nicotinam ida adenina dinucleótido reducido
(N A D H ). También se sintetiza a p artir del guanosina trifosfato
(GTP) por la acción secuencial de las enzimas guanosina
trifosfato-cidohidrolasa (G T P -C H ), 6 -piruvoil-tetrahidro-
biopterina-sintasa (PTPS) y sepiapterina-reductasa (SR). La
tirosina así form ada puede seguir tres rutas m etabólicas (fig.
32-6B ):
CO;
CO;
Acetoacetato
Fumarato
Tirosina
Melaninas
Catecolaminas
Dopa quinona
Figura 32-6B.
El metabolismo de la fenilalanina produce tirosina y proporciona sustratos para la síntesis de catecolaminas y melaninas.

Capítu lo 32— Patología molecular de las alteraciones del ciclo de la urea y aminoácidos 383
1. Dos rutas sintéticas, una de catecolam inas y otra de melanina.
2. Una ruta catabólica, en que sufre degradación a acetoacetato
y fumarato.
La hiperfenilalaninemia se define com o una concentración
de fenilalanina plasmática superior a 150 fim ol/L (2,5 mg/dL)
por la incapacidad de convertir la fenilalanina en tirosina:
1. D éficit prim ario de fenilalanina-hidroxilasa, que co m ­
prende más del 95% de las hiperfenilalaninemias.
2. Déficit del cofactor tetrahidrohiopterina, a causa de un déficit
de dihidropterina-reductasa o alguna enzima de la síntesis
de la biopterina. Este déficit, además de afectar a la
hidroxilación de la fenilalanina, también afecta a la hidroxilación
de la tirosina y el triptófano, lo que repercute en la
síntesis de neurotransm isores dopaminérgicos y serotoninérgicos.
Son enfermedades de tipo autosómico recesivo, con una prevalencia
en la población general de 1/9.200 nacim ientos. No
obstante, en algunas poblaciones puede tener m ayor prevalencia,
com o en la escocesa, en la cual es de 1/5.400 nacimientos.
U na concentración de fenilalanina superior a 6 00 [xmol/L
causa una grave lesión neurona! proporcional a la concentración
del aminoácido y, por tanto, depende de la actividad enzim
ática residual y de la exposición a la fenilalanina. En los primeros
meses de vida, el niño tiene un desarrollo norm al, pero
a partir de los 2 años se observa un retraso m ental que puede
ser m uy grave y que podria estar acom pañado por episodios
convulsivos, hiperactividad y trastornos psiquiátricos de tipo
esquizofrénicos.
Las principales causas de las alteraciones neurológicas por
la hiperfenilalanimenia son:
1. Se produce una com petición con el transporte de L-am i-
noácidos al cerebro, alterando la distribución de m etabolitos.
Entre los aminoácidos afectados destaca el descenso
cerebral de tirosina.
2. Está inhibida la síntesis de mielina y de neurotrasmisores,
com o la de norepinefrina y de serotonina, lo que causa alteraciones
neurológicas.
3. Se acum ula el fenilacetato, que es un com puesto neurotóxico.
4. La fenilalanina es un inhibidor competitivo de la tirosinasa,
enzima que inicia la síntesis de melanina, lo que produce
hipopigmentación.
Se puede observar en los neonatos una hiperfenilalaninemia
transitoria por retraso en la madurez de la fenilalanina-hidroxi-
Fenilalanina
X Phe hidroxilasa
Tirosina
Figura 32-7.
Fenilpiruvato'
Fenilacetato
^ Hidroxifenilacetato
Fenil-lactato
c

384 Parte IV— Elementos de patología molecular
Triptófano-hidroxilasa
Triptófeno + BH4 ----------------------- »■5-hidroxitriptófeno + qBHj
2. Tirosina-hidroxilasa y dopam ina ^-hidroxilasa, que p articipan
en la síntesis de catecolaminas:
Tirosina-hidroxilasa
Tirosina + BH.
Dopa + qBHj
Dopam ina P-hidroxilasa
Dopamina + BH^----------------------------• N oradrenalina + qBHj
El defecto en la síntesis de serotonina, dopamina y noradren
alina produce graves alteraciones. Así, la deficiencia de
ad ren alina puede cau sar hipoglucem ias y la deficiencia
de dopam ina, hiperprolactinem ia. También se produce una
deficiencia de la enzima óxido nítrico-sintasa, que causa menor
síntesis de óxido nítrico en el cerebro:
Óxido nítricosintasa
Arginina + BH^
óxido nítrico + citrulina + qBHj
Diagnóstico bioquímico
de las hiperfenilalaninemias
Para evitar estas alteraciones cerebrales, es esencial un diagnóstico
tem prano, para lo cual en España y en otros países
existe un program a de detección precoz que se aplica a los
recién nacidos. En general, se obtiene sangre del talón 4 -5 días
después de nacer y la fenilalanina se determina habitualmente
por crom atografía en capa fina o por crom atografía líquida
de alta eficacia (H P LC , del inglés, high p erfo rm ance liquid
chromatography), estableciéndose un límite de referencia de
150 fim ol/L (2,5 m g/dL), con una relación fenilalanina/tirosina
superior a 2,5.
Para un diagnóstico adecuado, es necesario obtener plasma
o suero para la cuantificación de aminoácidos m ediante cromatografía
o espectrom etría de m asas en tándem . En las formas
graves se observa una concentración de fenilalanina mayor
de 1.000 fj,mol/L. Al cuan tificar los ácidos orgánicos en la
orina, se observan que están elevados los derivados de fenilalanina,
com o el fenilpiruvato, el fenilacetato y el fenil-lactato.
Para diferenciar la fenilcetonuria de la deficiencia del cofactor,
se han de cuantificar las pterinas en orina y la actividad
dihidropterina-reductasa en eritrocitos, para lo cual se puede
usar la sangre total recogida en el papel de filtro. La actividad
de la enzima dihidropterina-reductasa es inferior al 1 0 % de la
de los controles en la deficiencia de esta enzima m ientras que
en la fenilcetonuria y en el defecto de la síntesis del cofactor la
actividad es norm al.
El perfil de las pterinas en orina es diferente según la deficiencia
(fig. 32-8):
1 . L a fenilcetonuria clásica produce una concentración urinaria
de neopterina y biopterina elevada.
2. La deficiencia de dihidropterina-reductasa produce una
concentración de biopterina urinaria elevada y de neopterina
norm al.
3. La deficiencia de la síntesis de tetrahidrobiopterina se caracteriza
por una concentración muy baja de biopterina. Adem
ás, m ientras en la deficiencia de G T P-C H se producen
niveles bajos de neopterina, en la deficiencia de 6 -PTS se
producen niveles elevados de neopterina.
Com o prueba de confirm ación, en los individuos con hiperfenilalaninemia
se determina la actividad fenilalanina-hidroxilasa
en la biopsia hepática. Tras el diagnóstico de la deficiencia
de fenilalanina-hidroxilasa es necesario realizar una cuantificación
de la fenilalanina a padres y herm anos para identificar
una posible hiperfenilalaninemia en otro miem bro fam i­
liar. Si se con oce la m utación en el caso índice, se pueden
realizar estudios genéticos de detección de portadores.
Tratamiento de las hiperfenilalaninemias
Actualm ente, el tratam iento se basa en la restricción dietética
de fenilalanina y en algunos pacientes (aquellos que responden
a la sobrecarga con B H J, en la adm inistración de BH^.
Los pacientes con una concentración plasm ática de fenilalanina
superior a 360 fimol/L y de tirosina inferior a 120 [xmol/L
deben seguir una alim entación especial restrictiva en fenilalanina.
La dieta se ha de iniciar antes que haya lesión cerebral
y ha de ser suficiente para atender las necesidades del organismo.
De esta form a, existen en el m ercado alimentos sinté-
[uri-biopterina]
[uri-neopterina]
2.500-
Dieta
Fenilalanina
Phe-hidroxilasa
Tirosina
2 .0 0 0 -
Sepiapterinareductasa
6 -PTN
Dihidropterina- *,
reductasa íl^Jn-biopterina]
0
0
E 1.500-
a.
CJ
£ ú. 1 .0 0 0 -
Neopterina
DHNT
GTP
6 -piruvoii-tetrahidrobiopterina- • 1
I [un-neopterina]
sintasa
Guanosina trifosfatocicichidrolasa
[uri -biopterina]
[uri-neopterina]
É
500-
0 -
4 21 28 42
Días
2 3
Años
Figura 32-8. Alteraciones de la concentración urinaria de las pterinasen las
hiperfenilalaninemias. DHNT: Trifosfato de dihidroneopterina; 6 -PTN: 6 -Piruvoil-tetrahidropterina;
6H4: tetrahidrobiopterina; qBH2: dihidrobiopterina.
Figura 32-9. Evolución de la concentración de fenilalanina sérica en
un paciente diagnosticado de fenilcetonuria tras la instauración de una
dieta.

Capítu lo 32— Patología molecular de las alteraciones del ciclo de la urea y aminoácidos 385
ticos a los cuales se les ha eliminado la fenilalanina. El seguimiento
del éxito de la dieta se realiza midiendo la concentración
de fenilalanina sérica, con un objetivo de concentración de
fenilalanina inferior a 360 [imol/L en niños menores de 6 años,
inferior a 4 80 fxmol/L hasta los 10 años e inferior a 6 00 ^imol/L
en los mayores de 10 años (fíg. 32-9).
Un tratam iento dietético de instauración rápida y eficaz en
un recién nacido fenilcetonúrico impide el deterioro mental.
Por ello, se recom ienda realizar controles sem anales hasta
los 6 meses de edad; a continuación, quincenalmente hasta los
24 meses, y posteriormente, mensuales. El control de fenilalanina
no evita el retraso mental en las deficiencias de tetrahi-
d rob iop terin a, pero la ad m in istració n de p recu rso res,
5-hidroxitriptófano y dihidroxifenilalanina (DOPA, del inglés,
dihydroxyphenilalaniné) puede com portar cierto beneficio.
La mujer embarazada con hiperfenilalaninemia debe controlar
muy estrictam ente la concentración de fenilalanina, ya
que si ésta se encuentra en concentraciones m uy elevadas,
puede causar malformaciones en el feto, microcefalia y retraso
mental. Para ello ha de seguir una dieta restricitiva en fenilalanina
unos 3 m eses antes del em barazo, manteniendo una
concentración inferior a 180 fimol/L. Dado que el feto es heterocigótico
para esta deficiencia, las alteraciones intrauterinas
se deben a la elevada concentración de fenilalanina materna.
A lte ra cio n e s del m etab o lism o
de la h o m o cisteín a
Metabolismo de la homocisteína
La homocisteína es un am inoácido que no form a parte de
las proteínas y que en solución acuosa es muy inestable ya que
se oxida a hom ocistina rápidamente. En plasma circula unida
a la albúm ina (70%) y también se encuentra form ando disulfuros
con otros tioles (sobre todo, cisteina).
La hom ocisteína se form a durante el ciclo de los metilos
activados, en el cual el metilo de la m etionina se vuelve fuertemente
reactivo (fig. 32-10) con la conversión de la metionina
en S-adenosilmetionina (S-AdoMet) por una reacción catalizada
por la S-metionina adenosiltransferasa.
El tetrahidrofolato transporta fragmentos monocarbonados,
form ando derivados que son dadores de unidades m onocarbonadas
en diversas reacciones biosintéticas y también como
aceptores en las reacciones degradativas. Los m am íferos lo
obtienen a p artir de la dieta y de los m icroorganism os intestinales.
La 5,10-m etilentetrahidrofolato-reductasa cataliza la
conversión irreversible del N^, N ‘“-m etilentetrahidrofolato a
N^-metiltetrahidrofolato. Esta enzim a se inhibe alostéricamente
por la S-adenosilmetionina. La transferencia de metilos
desde el N^-metiltetrahidrofolato hacia la hom ocisteína está
m ediada por la m etionina-sintasa, que emplea m etilcobalam
ina. La homocisteína también se puede m etilar a metionina
por la betaína, com o fuente de metilos por la enzima betaínahom
ocisteína-m etiltransferasa.
La homocisteína también es un interm ediario de la síntesis
de la cisteina, reacciones catalizadas p o r dos enzim as que
emplean piridoxal-P. Inicialm ente, la cistationina-sintetasa
condensa la serina con hom ocisteína dando lugar a cistationina.
Posteriorm ente, la cistationínasa produce cisteina y
a-cetobutirato. El átom o de azufre de la cisteina proviene de
la m etionina y el esqueleto carbonado de la serina.
MTHFR
THF
N’'’-metilen-
THF
N^-metil-THF
Transulfuración
Metioninasintasa
1 M etil-Bi\
Remetilación
Metionina >
MAT
S-Adenosil metionina
' Aceptor
Vietiltransferasa
f* Aceptor metilado
S-Adenosilhomocisteína
SAHH
' Homocisteína
Serina —v,
Cistationina
Cistationina-psintasa
Cistationinasa
Cisteina + NH4‘^+ a-cetobutirato
Figura 32-10. Metabolismo de la metionina. THF: tetrahidrofolato; MAT:
metionina-adenosiltransferasa; MTHFR: 5,10-metiientetrahidrofolatoreductasa;
SAHH: S-Adenosilhomocisteína-hidrolasa.
La concentración plasm ática de m etionina determ ina que
vayan por una ruta u otra: cuando la concentración de m etionina
es elevada, hay un aumento de la transulfuración y una
disminución de la rem etilación. Esto se debe al hecho de que
el aum ento de la AdoM et activa la cistationina P-sintasa e
inhibe a la 5,10-m etilentetrahidrofolato-reductasa. Por tanto,
hay un aumento de la síntesis de cistationina y una dism inución
de la N 5-m etil-tetrahidrofolato.
Hiperhomocisteinemia
La hiperhomocisteinemia es una situación frecuente ya que
afecta a un 5% de la población. N orm alm ente es m oderada
(hasta 2-3 veces el límite de referencia) y secundaria a hábitos
de vida o nutricionales, com o el consum o excesivo de alcohol
o insuficiente de vitam ina B,j y folatos, com o en los vegetarianos
estrictos. Los lactantes cuyas madres tienen deficiencia de
vitam ina B,j, por el tipo de alimentación o por un defecto en
su absorción, pueden presentar hiperhomocisteinemia con aci-
duria m etilm alónica. La insuficiencia renal y algunos fárm a­
cos, com o los inhibidores de folato, m etotrexato o la colestiram
ina, también causan incrementos de homocisteína.
En algunos casos, todos muy raros, la hiperhomocisteinemia
se debe a trastornos congénitos, com o alteraciones en la tra n ­
sulfuración (deficiencia de cistationina p-sintasa), o a la rem e­
tilación (deficiencia de 5,10-metilentetrahidrofolato-reductasa
o deficiencia de la metionina-sintasa; fig. 32-11). En estos casos,
la concentración plasmática de homocisteína es muy elevada,
100-250 [im ol/L, más de 10 veces el límite de referencia.
Esta importante hiperhomocisteinemia congénita causa alteraciones
cardiovasculares, esqueléticas, oculares, retraso m ental
y alteraciones psiquiátricas. La homocisteína es tóxica para
el endotelio vascular, m odifica su estado redox e interacciona
con el metabolismo del óxido nítrico. Además, provoca la proliferación
celular del músculo liso y potencia la oxidación de
las lipoproteínas de baja densidad (LDL, del inglés, low-density
lipoprotein), con lo que aum enta el riesgo de ateroma. Tiene,
adem ás, un papel com o factor proagregante plaquetario y
m odifica los factores de coagulación, com o la antitrom bina

386 Parte IV— Elementos de patología molecular
THF
I [srm-Met]
[srm-Hcys]
[uri-Hcys]
' Metionina
[srm-Hcysl
[uri-Hcysl
[Eri-THF]
N’°-metilen-
THF
MTHFR
N^-metil-THF
|[srm-Met]
[srm-Hqís]
Metioninasintasa
I Metil-Bi2
[uri-Hqís]
[uri-metilmalónico]
Homocisteína _ y
Cistationina
Cistationina-psintasa
t [srm-Met]
[srm-Hcys]
[uri-Hcys]
Figura 32-11.
Alteraciones analíticas en las homocistinurias congénitas.
III. Aparte de ello, modifica la m atriz extracelular y reduce los
entrecruzam ientos del colágeno.
Deficiencia de cistationina p-sintasa
Es u na enferm edad ra ra , au tosóm ica recesiva, con una
prevalencia de 1 /2 0 0 .0 0 0 n acim ien tos. El estado h om ocigótico
se caracteriza p o r u na acum ulación notable de hom
o cistin a en el plasm a. Tam bién se acum ula m etionin a
m ien tras que dism inuye la co n cen tración de cistin a. Las
m anifestaciones clínicas m ás frecuentes son retraso mental,
dislocación del cristalino, osteoporosis, escoliosis y com plicaciones
vasculares, las cuales pueden cau sar la m uerte a
edad tem prana.
La cistationina |5-sintasa tiene tres dominios: uno de unión
al grupo hemo, otro intermedio catalítico y otro de regulación
por la S-adenosil-m etionina. La m ayoría de las m utaciones
afecta a la región reguladora o a la catalítica aunque también
existen mutaciones que producen una enzima con baja afinidad
por el piridoxal-P y que, por tanto, responden a la adm i­
nistración de éste.
El diagnóstico se realiza valorando la enzim a en cultivo de
fibroblastos, en que se puede encontrar una actividad enzimática
muy disminuida. La detección de heterocigóticos se puede
realizar por una sobrecarga de metionina.
Deficiencia de
5,10-metilentetrahidrofolato-reductasa
La deficiencia grave de 5,10-m etilentetrahidrofolato-reductasa
es m uy rara. No obstante, existe un polim orfism o frecuente
en la población general (1 2 % de personas hom ocigóticas)
debido a una m utación C 677T , que provoca un cambio
de alanina por valina. Esto causa que la enzim a sea term olábil
y se altere la estabilidad al calentar a 4 6 ®C. La actividad
de la enzim a en linfocitos es el 50% de lo norm al. Esta m utación
puede causar biperhomocisteinemia moderada o, incluso,
la concentración puede estar dentro del intervalo de referencia,
dependiendo de la concentración de folato. Se asocia con
defectos en el túbulo neural y enfermedad cardiovascular prem
atura.
SarH e
(eiA )
Extracción
del ADN
PCR
•Hinf I
Electroforesis en
gel de agarosa
•GiAGTC...
.c t c a Ig ...
Hinfl ^ ...G
AGTC.
...CTCA"^ G.
.GAGCC...
.CTCGG...
Hinf I
No se corta
198 pb
176 pb
Figura 32-12. Ejemplo de análisis de polimorfismo C677T del gen que codifica el enzima 5,10-metilentetrahidrofolato-reductasa. El homocigoto para
el alelo silvestre (CC) forma una banda de 198 pares de bases mientras que el homocigoto para el mutado (TT) forma otra de 176. En el heterocigótico
(CT) aparecen ambas bandas. A la izquierda es el marcador de ADN de 100 pares de bases. EDTA: ácido etilendiaminotetraacético; PCR: reacción en
cadena de la polimerasa; Hinf I: endonucleasa de restricción Hinf I de Haepophilus influenzae.

Capítu lo 32— Patología molecular de las alteraciones del ciclo de la urea y aminoácidos 387
Aminoácidos: Val, lie, Met, Thr
Cadena lateral de colesterol
Ácidos grasos de cadena impar
CH3-CH2-CO-C0 A
Propionil-CoA
H CO 3
ATP
Propionil-CoAcarboxilasa
CO2
I
Biotina
^ » CH3-C-CO-C0 A
AM P + PPi
H
D-Metilmalonil-CoA
Metilmalonil-CoA H
racemasa |
------------- ►CH,-C-CO-CoA
I
CO,
L-Metilmalonil-CoA
Metilmalonil-CoA
mutasa
Adenosil-Bi-)
■O2C-CH2-CH2-CO-C0 A
Succinil-CoA
Figura 32-13A.
Metabolismo del propionato.
La deficiencia causa en suero una concentración elevada de
hom ocisteína y n orm al o baja de m etionina. Tam bién se
encuentra disminuida la concentración de metiltetrahidrofolato
intracelular. La enzima se mide en fibroblastos o linfocitos.
La m utación C 677T del gen genera un nuevo sitio de restricción
para la enzim a H infl. Para visualizarlo, se extrae el
A D N gen óm ico de leu cocitos, se realiza una reacció n en
cadena de la polim erasa (PCR, del inglés, polym erase chain
reaction) del fragm ento situado en el exón 4 . Posteriorm ente
se digiere con la enzima H infl el producto de la PCR y se realiza
electroforesis en agarosa. El alelo origin al form a una
banda única de PCR de 198 pb m ientras que el alelo mutado
form a dos bandas de PCR diferentes, una de 175 pb y otra de
25 pb (fig. 32-12).
Deficiencia de la metionina-sintasa
E sta enzim a citoplasm ática cataliza la tran sferen cia de
metilo desde el 5-m etiltetrahidrofolato a la homocisteína y se
form a el tetrahidrofolato. La deficiencia de la metionina-sintasa
puede deberse a una deficiencia de la propia enzima o de
la disponibilidad de su cofactor, la metilcobalamina. La homocistinuria
está acom pañada de hipometioninemia y, si se debe
a una deficiencia de metilcobalamina, también se produce aciduria
metilmalónica. La determinación de la metionina-sintasa
se realiza en fibroblastos.
El folato es fundam ental para transporte de nuevas unidades
form ilo, metileno o metenilo, que son necesarias para la
sintesis de purinas y de pirimidinas. Por ello, la deficiencia de
m etionina-sintasa se caracteriza por anem ia megaloblástica y
retraso mental.
A cid u ria s o rg á n ica s
Las acidurias orgánicas son un grupo de enfermedades autosóm
icas recesivas por una deficiencia de alguna deshidrogenasa
de a-cetoácid os, de aminoácidos de cadena ram ificada.
Se manifiestan clínicam ente al poco tiempo del nacim iento
con una intolerancia a las proteínas, vómitos, letargía, convulsiones
y com a. Se producen cetoacidosis e hiperam oniem ia
severas. Existen también algunas formas más tardías. En estas
enfermedades es im portante la determinación de ácidos orgánicos
en orina.
Dentro de ellas, la propiónica y la metilmalónica son las acidemias
orgánicas más frecuentes por un defecto de propionil-
C oA -carboxilasa citosólica y de m etilm alonil-C oA -m utasa
Hiperam oniem ia
NH,+ HCO,-+ATP
* Carbamoil-P --------►Ciclo de la urea
Acetil-CoA
Hipergiicinemia
Glicina
Piruvato
CO 2 + N H 3
Lactato
Piruvato -* Oxalacetato — ►Gluccneogénesis
Cetoacidosis láctica
Hipoglucemia
Figura 32-13B. Interferencias metabólicas de las acidemias propiónicas y metilmalónicas y consecuencias: hiperamoniemia, hipergiicinemia, hipoglucemia
y cetoacidosis láctica.

388 Parte IV— Elementos de patología molecular
mitocondrial (fig. 32-13A). Esta última emplea como cofactor la
5'-desoxiadenosilcobalamina, por lo que las alteraciones de la
vitam ina B,j van a afectar también a su actividad enzimática.
Existen diversas consecuencias bioquím icas de la interferencia
con otras vías metabólicas (fig. 32-13B):
1. Hiperamoniemia, al inhibir las enzimas del ciclo de la urea.
2. Hiperglicinem ia, al afectar a la enzim a que rompe la glicina.
3. Hipoglucemia por la inhibición de la piruvato-carboxilasa,
con lo cual afecta a la gluconeogénesis.
4. Cetoacidosis metabólica, por un acúmulo de los cetoácidos,
por lo que el hiato aniónico estará disminuido. Es característica
también la acidosis láctica por una inhibición de la
piruvato-deshidrogenasa y de la citrato-sintetasa.
5. H ipocarnitinem ia por la form ación de propionil y metilm
alonil-carnitinas.
La mayoría de los casos son de presentación neonatal severa,
con sintomatología de toxicidad, com o rechazo del alimento,
vóm itos y alteración del sistema nervioso central, dificultad
respiratoria, que puede llegar al com a y m uerte. Menos frecuente
es la forma aguda intermitente con sintomatología neurológica,
que se m anifiestan después del año o, incluso, en la
adolescencia o más adelante.
El diagnóstico específico de estas acidurias se realiza inicialm
ente con el estudio del perfil característico de ácidos
orgánicos en orina. En la deficiencia de propionil-CoA -carboxilasa
se acum ula propionato y en la deficiencia de metil-
m alonil-CoA -m utasa se acum ula m etilm alonato preferentem
ente y tam bién propionato. A dem ás, el propionil-C oA se
desvía por otras rutas secundarias que llevan a la form ación
de otros ácidos orgánicos, que se encuentran también elevados
en orina, especialm ente propionilglicina, m etilcitrato y el
3-O H -propionato. También se puede realizar un estudio de la
incorporación de ‘^C-propionato en las proteínas en fibroblastos
de piel.
El tratam iento se basa en una restricción dietética de los
precursores de propionato, fundamentalmente una dieta pobre
en proteínas, acom pañada por un suplemento vitam ínico.
Aunque el pronóstico depende de la rapidez de instauración
del tratam iento, en general, es malo.
D ete rm in acio n e s a n a lítica s
Amonio
Las condiciones preanalíticas son críticas para la cuantificación
de am oníaco en plasma de form a adecuada. La extracción
de sangre incorrecta o un retraso en el procesamiento del
espécimen son las causas más comunes de un falso incremento
del amonio, sobre todo debido al metabolismo de los hematíes.
Por ello es aconsejable obtener el espécimen en un tubo con
ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) enfriado previamente.
El plasma debe separarse de las células antes de 30 min, m antenerse
el tubo con el tapón puesto y en un recipiente con hielo,
pero sin congelar. Los niveles de am oníaco en plasma de esta
form a son estables únicam ente 3 h, por lo que se ha de determ
inar la concentración tan pronto com o sea posible.
Existen diversos métodos de cuantificación, com o métodos
colorim étricos, con detector electrodo, o enzim áticos. Estos
últim os son muy utilizados en los autoanalizadores. Uno de
ellos está basado en la reacción del am onio con el a-cetoglutarato
y el NADPH para form ar L-glutam ato y NAD?"" catalizada
por la glutamato-deshidrogenasa (GluDH). La disminución
de la absorbancia a 340 nm a causa de la oxidación de
NADPH es proporcional a la concentración de amonio. El uso
de N A D PH com o cofactor en lugar de NADH m inim iza la
interferencia por piruvato y LDH, reduciendo así el tiempo de
incubación de la reacción:
GluDH
a-C etoglutarato + N H 4‘^-
+ NADPH
Aminoácidos
■L-glutam ato + N A D P
+ H ,0
La cuantificación de aminoácidos en fluidos biológicos se
realiza por electroforesis capilar, crom atografía en capa fina,
de gases, crom atografía de intercam bio iónico, HPLC y, más
recientem ente, por espectrom etría de masas en tándem . Las
técnicas crom atográficas tienen una buena sensibilidad y resolución,
y el tiempo de procesam iento es relativamente corto.
En la detección se emplean sistemas de espectrofotom etría o
de fluorescencia, para lo cual es necesario derivatizar los am i­
noácidos previam ente. Existen diversos com puestos que se
emplean para derivatizar, bien antes de entrar en la columna,
bien tras la separación crom atográfica. La identificación de los
aminoácidos se realiza en función del tiempo de elución y se
cuantifica com parando el área del pico con una recta patrón.
Para corregir las modificaciones durante el procesam iento de
la muestra, se añade un estándar interno, con el cual se corrigen
las concentraciones (fig. 32-14).
La crom atografía de intercam bio iónico se ha utilizado
ampliamente para cuantifícar aminoácidos y existen equipos
automatizados. Estos métodos se basan en el siguiente proceso:
al pasar los aminoácidos por una resina de intercambio iónico,
se retienen y son eluidos posteriormente en función de su afinidad
por la resina. A continuación se realiza una derivatización
posterior a la colum na con ninhidrina y, de esta forma,
se pueden detectar espectrofotom étricam ente. La identificación
de cada am inoácido se basa en su tiem po de retención,
siendo los aminoácidos más abundantes en plasma glutamina,
alanina, glicina, leucina, lisina, valina y serina.
Ácidos orgánicos
Los ácidos orgánicos son interm ediarios m etabólicos del
metabolismo de aminoácidos y su análisis proporciona inform
ación sobre la alteración de alguna de estas vías. En la orina
se eliminan num erosos ácidos orgánicos y en algunas enfermedades
m etabólicas el perfil de excreción es característico.
Sin embargo, el diagnóstico se complica debido a la variabilidad
de la excreción de estos ácidos y, además, pueden tener un
origen ambiguo ya que la excreción puede estar alterada secundariamente
en pacientes con otras enfermedades o deberse a
fuentes nutricionales, yatrogénicas (tratamiento con valproato,
salicilato, etc.) o artificiales.
El m étodo m ás adecuado para analizar las acidurias es la
crom atografía de gases acoplada a espectrom etría de masas
(GC/M S) aunque es un m étodo lento y costoso. En general, los
protocolos comprenden tres pasos:

Capítu lo 32— Patología molecular de las alteraciones del ciclo de la urea y aminoácidos 389
mAUn
Gln
1 . 0 0 0 -
S=C-NH-HC-COOH
NH
Rl
Gly
800-
600-
400-
Glu
Se
2 0 0 -
¡ ' i
10 20 30
40 50 60
Minutos
Figura 32-14. Cromatograma de aminoácidos séricos. Los aminoácidos se derivatizan con fenilisotiocianato y luego se realiza la separación por cromatografía
líquida de alta eficacia o HPLC en una columna de fase reversa. Los compuestos eluidos se detectan a 254 nm y los aminoácidos se identifican
por su tiempo de retención. Se indica el estándar interno (SI) y los picos de aminoácidos más abundantes. Se muestra la reacción de derivatización.
1. Extracción con disolventes orgánicos o con resinas de intercambio
aniónico.
2. Derivatización para increm entar su volatilidad formando
trimetilsilil-ésteres.
3. Cromatografía de gases con detección de masas. El tiempo
de retención y el espectro de masas perm iten identificar el
com puesto. La abundancia de la m asa de un fragm ento
especifico del compuesto permite cuantificarlo, corregido
con la recuperación de un estándar interno, que ajusta la
variabilidad del proceso analítico.
M ás recientemente, la incorporación de espectrom etría de
masas en tándem ha permitido analizar numerosos especímenes
de forma rápida y con un m ínim o de preparación de muestra.
Homocisteína
Fisiológicamente, la homocisteína puede estar en estado oxidado,
reducido o, incluso, unida a proteínas. Por consiguiente,
los métodos de determinación de homocisteína requieren un
tratamiento previo de la muestra (suero o plasma) con un agente
reductor (mercaptoentanol, ditioeritritol, etc.) para conseguir
que toda la homocisteína pase a su form a reducida. Las muestras
deben mantenerse refrigeradas en todo m omento y centrifugarse
rápidam ente puesto que, de no ser así, la glucólisis
puede incrementar falsamente los valores de homocisteína. Por
ello, existe la posibilidad de añadir inhibidores de la glucólisis
a la m uestra (como fluoruro o S-adenosilhomocisteína).
Los m étodos actuales suelen ser enzim oinm unoanálisis
automatizados o bien por H PLC con detección fluorim étrica
o electroquím ica. Aunque estos diferentes m étodos proporcionan
resultados com parables, actualm ente es necesaria la
estandarización de la determ inación de homocisteína.
El test de Brand es un método rápido de despistaje de la presencia
de un exceso de cistina u hom ocistina en orina. Se basa
en la reacción de nitroprusiato sódico con los grupos sulfidrilos
para producir un com puesto de color púrpura. Previamente,
la cistina y la hom ocistina han de reducir los grupos
tioles con una solución alcalina de cianuro sódico.
En algunos centros en que realizan el cribado de enferm e­
dades metabólicas m ediante espectrom etría de m asas en tán ­
dem han incorporado su determinación al cribado neonatal.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Baric L Inherited disorders in the conversión ofm ethionm e to tomocysteine.
I Inherit Metab Dis 2009; 32; 459-471.
Couce ML, Balcells S, Dalmau J, Grinberg D, Rodés M , Vilaseca MA. Protocolo de
diagnóstico y tratamiento de homocistinuiia. Asociación Española para
el Estudio de los Errores Congénitos del Metabolismo (AECOM). Disponible
en; http://www.ae3com.oi^recursos-protocolo.php.
González de Buitrago, JM, Medina Jiménez. [M (eds.). Patología molecular.
Madrid; McGraw-Hill/Interamericana de España, 2001.
Gropman AL, Summar M, Leonard JV. Neurological implications ofurea cycle
disorders. ] Inherit Metab Dis 2007; 30; 865-879.
Marín Soria J1 et al. Programas de cribado neonatal en España; actualización
y propuestas de futuro. Asociación Española para el estudio de Errores
Congénitos del Metabolismo. Asociación Española de Pediatría. Sección
de Errores Innatos del Metabolismo. Sociedad Española de Química Clínica
y Patología Molecular, Comisión de Diagnóstico Perinatal, 2009.
Martínez-Pardo M, Bélanger-Quintana A, García Muñoz M J. Desviat L,
Pérez B, ligarte M. Protocolo de diagnóstico, tratamiento y seguimiento de
las hiperfenilalaninemias. Asociación Española para el Estudio de los Errores
Congénitos del Metabolismo (AECOM). Disponible en; http;//www.ae3com.
oi^recursos-protocolo.php.
Pintos Morell G, Vilaseca Busca MA, Briones Godino P, Sanjurjo Crespo P.
Protocolo de diagnóstico y tratamiento de los trastornos del ciclo de la
urea. Asociación Española para el Estudio de los Errores Congénitos del
Metabolismo (AECOM). Disponible en: http;//www.ae3com.org/
recursos-protocolo.php.
Sanjurjo P, Baldellou A (Eds.). Dií^nóstico y tratamiento de las enfermedades
metabólicas hereditarias, 2.* edición. Madrid; Ergón, 2006.
Scriver CR. The PAH gene, phenylketonuria, and a paradigm shift. Hiun Mutat
2007; 28:831-845.
Sociedad Española de Errores Innatos del Metabolismo. Disponible en;
http;//www.eimaep.org

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Capítulo
Alteraciones eritrocitarias.
Hemoglobinopatías
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Estructura de la hem oglobina 391
M em branopatías 392
Enzim opatías 392
Déficit de glucosa-6 -P-deshidrogenasa 393
Déficit de pimvato-dnasa 394
H em oglobinopatías 394
Hemoglobinopatías estructurales 394
Talasemias 395
Determ inaciones analíticas de las alteraciones
de la hem oglobina 398
Hemoglobina 398
Test de solubilidad en ditionito 398
Electroforesis 398
Cromatografía líquida de alta eficacia o HPLC
Espectrometría de masas 398
Análisis genético 398
Referencias adicionales 399
398
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Describir de forma resumida la estructura y los tipos
de hemoglobina.
• Poner ejemplos de las alteraciones de membrana
eritrocitarias.
• Poner ejemplos de las alteraciones enzimáticas eritrocitarias.
• Explicar la deficiencia de glucosa-6-P-deshidrogenasa.
• Explicar las alteraciones cualitativas y cuantitativas
de la hemoglobina.
• Describir brevemente las determinaciones analíticas
para estudiar las hemoglobinopatías.
mas. Por ello, los eritrocitos m aduros no sintetizan proteínas
Y obtienen la energia sólo de la glucólisis anaerobia.
La hemoglobina es una proteína de unos 6 4 kD a de peso
m olecular, form ada por dos pares de subunídades, con un
grupo hem o unido a cada una de las subunídades (fig. 33-1).
Su síntesis se produce en los precursores de los hematíes en la
m édula ósea. Las subunídades de la globina pueden ser de
varios tipos: cadenas a , p, y, ó, e y X>- La cadena a está codificada
por dos genes en el crom osom a 16 de m odo que cada
individuo posee cuatro genes a (fíg. 33-2). Los genes que sintetizan
la cadena C también se localizan en el crom osom a 16
m ientras que los genes de las cadenas p, 6 y e están codifíca-
Estru ctu ra de la h e m o glo b in a
Los eritrocitos son células sanguíneas de 7-8 [im de diám e­
tro con una vida media de unos 120 días. Tienen una función
m uy concreta: el transporte de oxígeno desde los pulmones
hasta los tejidos. También participan en la solubilización del
CO j y en el m antenim iento del pH sanguíneo. Estas células
son diferentes del resto ya que, al final de la eritropoyesis, los
eritroblastos pierden el núcleo, las m itocondrias y los riboso-
Caden
Hemo
Figura 33-1. Estructura de la hemoglobina. A la derecha se indica la
estructura en hélice de la cadena a y la coordinación del hierro hémico.

392 Parte IV— Elementos de patología molecular
Cromosoma 16
B H -Ia 2 l—r a i > 3 '
Embrionarias
Neonato
Hb Gower 1
H bF{a2v2) 8 0 %
Hb Gower 2 a2e2 H b A (a 2 p 2 )2 0 %
Hb Portiand
Cromosoma 11
Adulto
H bA {a2 p 2 ) 97%
H bA2(a262)

Déficit de glucosa-6-P-deshidrogenasa
Capítu lo 33—Alteraciones eritrocitarias. Hemoglobinopatías 393
La G 6 PD se codifica por un gen situado en el locus X q 2 8 .
Es una enzima formada por dos m onómeros iguales de 59 ícDa
con 515 aminoácidos. Cada monómero presenta dos dominios,
uno para la unión a la coenzim a NAD?"" y otro de unión al
sustrato glucosa-6 -P. Esta enzima cataliza la prim era reacción
de la vía de las pentosas-fosfato, en la cual la glucosa es convertida
en pentosas a la vez que se genera poder reductor en
form a de n ico tin am id a adenina dinucleótido reducido
(NADPH; fig. 33-3). Este N ADPH perm ite a las células con ­
trarrestar el estrés oxidativo y m antener el glutatión en estado
reducido. La G 6 PD está presente en todas las células, pero es
especialmente importante en la defensa de los eritrocitos frente
al estrés oxidativo.
El déficit de G 6 PD es una de las enzimopatías más frecuentes,
que presentan m ás de 4 0 0 m illones de personas en el
mundo. Dado que la herencia es ligada al crom osom a X , hay
m ayor incidencia en hombres ya que las mujeres pueden preservar
un alelo norm al. La frecuencia de este trastorn o es
mucho más alta entre la población de raza negra y existe mayor
prevalencia en la zona mediterránea, en Á frica y en el Sudeste
asiático. Existen más de 4 00 variantes bioquímicas de la enzima
que difieren en sus propiedades físico-quím icas y cinéticas,
com o la K m para los sustratos o la term oestabilidad. Las
variantes del déficit de G6 PD se han agrupado en 5 clases en
función de la actividad enzimática residual y las manifestaciones
clínicas:
1.
2 .
3.
Clase I. Hay una actividad enzimática muy reducida. Causa
anem ia hemolítica crónica. La mayoría de las mutaciones
afecta al dominio de interacción del dímero.
Clase II. Deficiencia grave (1-10% de la actividad residual),
asociada con una anemia hemolítica aguda en situaciones
de estrés oxidativo.
Clase III. Deficiencia m oderada (10-60% de la actividad
residual), que puede presentar una anemia hemolítica muy
leve.
Clase IV. Actividad norm al (60-150% ).
Clase V. Actividad aumentada (>150%).
Hay más de 140 mutaciones de G6 PD definidas, la mayoría
de las cuales son sustituciones de una única base que originan
cambios de aminoácidos. El déficit puede ser causado por una
reducción en el núm ero de moléculas de la enzima, una diferencia
estructural en la enzim a que m odifica la actividad, o
ambas. En la mayoría de los casos, las deficiencias de G 6 PD se
deben a la inestabilidad de la enzima, lo que implica que la sustitución
de aminoácidos afecta a la vida media del enzima.
E n circu n stan cias norm ales, la enzim a funciona en los
hematíes únicam ente al 1 -2 % de su potencial m áxim o, pero la
fracción de glucosa que se m etaboliza a través de la vía de las
pentosas monofosfato se incrementa considerablemente cuando
hay una situación de estrés oxidativo. La variedad m editerránea
tiene una mutación que produce una enzima con una vida
m edia reducida, cuya actividad disminuye a menos del 1 % a
los 8 días y, por tanto, se reduce la capacidad de respuesta a un
estrés oxidativo. Norm alm ente, las personas con deficiencia
de G 6 PD son asintomáticas, pero la exposición de los eritrocitos
a una sustancia oxidante o al estrés produce anem ia
hemolítica aguda y de corta duración. Com o consecuencia de
la crisis hemolítica se produce un aumento de la concentración
Figura 33-3.
Relación entre la glucosa-6 -P-deshidrogenasa y la producción
de glutatión reducido. NADP, NADPH: nicotinamida adenina dinucleótido
reducido; GSH: glutatión reducido; GSSG: glutatión oxidado
de bilirrubina y LDH, hemoglobinuria y anemia. Este estrés
oxidativo puede ser desencadenado por fárm acos, com o antim
aláricos, sulfonamidas o la aspirina. Sin embargo, los desencadenantes
más frecuentes son las infecciones, como la hepatitis
A y B. D urante siglos ha sido conocida una alteración
asociada con la ingesta de habas, denom inada favismo, que
más tarde se identificó com o déficit de G6 PD.
Las variantes que se presentan con m ayor frecuencia son
la II y III. El déficit de G 6 PD confiere resistencia frente al
Plastnodium falciparutn, lo que favorece la elevada prevalencia
de este déficit en las regiones del mundo con malaria endém
ica m ediante el m ecanism o del polim orfism o compensado.
Debido a la baja concentración de glutatión reducido, estos
hematíes cuentan con una estru ctu ra de la m em brana alterada,
lo que favorece su eliminación temprana por los m acrófagos
e impide que los parásitos de Plasm odium completen
el ciclo.
Diagnóstico de la deficiencia de G6PD
El diagnóstico del déficit de G6 PD se basa en la estimación
de la actividad enzimática en un lisado de hematíes midiendo
el incremento de absorbancia a 340 nm debido a la producción
de NADPH a p artir de N A D F :
G 6 PDH
Glucosa-6 -P -I-N A D F ---------- * 6 -P-gluconato + NADPH + H""
Pueden surgir problemas en el diagnóstico en los episodios
de hemólisis aguda o ante un elevado recuento de reticulocitos
ya que la actividad enzim ática en los eritrocitos jóvenes es
superior a la de las células maduras, lo que origina falsos negativos.
La determinación enzimática no es adecuada para estudiar
mujeres heterocigóticas debido al fenómeno de mosaicism o,
por lo que en estos casos el diagnóstico se debe de realizar
mediante análisis moleculares. La detección de las mutaciones
más frecuentes, com o la m editerránea, se puede realizar por
amplificación del ADN mediante reacción en cadena de la polím
eras (PCR, del inglés, polym erase chain reaction), seguido
del análisis de los productos de la digestión producidos por
enzimas de restricción.

394 Parte IV— Elementos de patología molecular
Déficit de piruvato-cinasa
Es la enzimopatía de la glucólisis anaerobia más frecuente,
con una prevalencia de 1/20.000 nacim ientos vivos. Se hereda
con carácter autosóm ico recesivo y se han hallado unas 1 0 0
mutaciones diferentes debido a sustituciones, deleciones o adiciones
de una o pocas bases nitrogenadas y cuya consecuencia
es una sintesis m enor o la producción de enzimas inestables o
poco activas. Sólo afecta a los eritrocitos y causa una anemia
hem olítica de intensidad variable, que puede ser desde muy
ligera hasta extrem adam ente grave.
El diagnóstico requiere la medida de la actividad enzimática
en un hemolizado. Se debe tom ar la precaución de elim inar
por com pleto los leucocitos ya que estas células poseen una
actividad piruvato-cinasa norm al y podrían ocultar la deficiencia
de la piruvato-cinasa en los eritrocitos. En estos casos
es necesario realizar análisis moleculares. Las mutaciones más
comunes (mediterránea. A -, Seattle o Unión) se pueden estudiar
amplificando el ADN mediante PCR, seguido del análisis
con enzimas de restricción.
H e m o g lo b in o p a tía s
Las alteraciones de la hem oglobina pueden afectar a la
estructura o a la velocidad de síntesis de alguna de las subunidades
(a - o P-talasem ias). Las hemoglobinopatías afectan a
diversas magnitudes del hem ogram a, com o la concentración
de hem oglobina, el volum en corp u scular m edio (V CM ), la
hemoglobina corpuscular media (HCM ) y la anchura de distribución
eritrocitaria, que mide el grado de variación en el
tam año de los eritrocitos (anisocitosis).
Las hem oglobinopatías se suelen nom b rar con una letra
(hem oglobina S), por el lugar de su descubrim iento (hem o­
globina Punjab) o por la fam ilia índice (hemoglobina Lepore).
U na nom enclatura m ás adecuada y precisa indica la cadena
alterada, la posición y la sustitución. Por ejemplo, la hem o­
globina E se nom braría p26(B8)Glu-^Lys, lo cual indica que
es una sustitución del am inoácido n orm al Glu por Lys en
la posición 26 de la cadena p, que es el am inoácido 8 de la
hélice B.
IHemoglobinopatías estructurales
Se han descrito más de 8 00 variantes de la hemoglobina, la
mayoría asintomáticas. Sin embargo, algunas presentan m anifestaciones
clínicas. Las hemoglobinopatías estructurales son
las enfermedades causadas por una mutación en alguno de los
genes que codifican alguna cadena (a , p, 8 o 7 ). Las más importantes
afectan a las cadenas a o p, porque constituyen la HbA,
la principal hem oglobina. Las m utaciones que afectan a los
am inoácidos situados en la superficie de la globina n orm alm
ente causan m odificaciones de la carga eléctrica y las que
afectan a los aminoácidos internos suelen causar m odificaciones
estructurales o funcionales, con m ayores efectos clínicos.
Atendiendo al tipo de mutación que origina la proteína anóm
ala pueden clasificarse como:
1. M utaciones puntuales. Son las alteraciones más comunes
y afectan, sobre todo, a la cadena p y la m ás frecuente es la
HbS.
2. Deleción o inserción de nuevos tripletes. En la Hb Natal se
produce la sustitución de citosina por adenina en el gen a ,
lo que genera la deleción de dos residuos. La Hb Koriyama
resulta de la inserción de cinco aminoácidos en la cadena
p. Puede ocu rrir también, al m ism o tiempo, la deleción y
la inserción de aminoácidos, com o en la Hb Galicia.
3. Alargam iento de una cadena norm al de hemoglobina. Por
ejemplo, la Hb Constant Spring es una proteína anómala
ya que el gen que codifica la cadena a tiene una mutación
en el codón de parada que produce una subunidad con 31
aminoácidos extras. El ARNm e, incluso, la propia proteína
son inestables y producen poca cantidad de hemoglobina.
4. Entrecruzam iento y fusión de los genes de la a- o p-globina
con otros genes cercanos. La Hb Lepore es el resultado del
entrecruzamiento de genes, que produce una globina resultante
de la fusión de los 2 2 prim eros am inoácidos de la
6 -globina con la p-globina desde el am inoácido 50.
Las hemoglobinopatías estructurales pueden causar diversas
alteraciones clínicas:
1. A nem ia hemolítica p o r la existencia de hemoglobinas inestables,
tal y com o ocurre con la hemoglobina S. La degradación
posterior de la hemoglobina produce un incremento
sérico de bilirrubina indirecta. También se produce un
aumento de LDH y un descenso de haptoglobina.
2. Cianosis, tal y com o ocurre con las hemoglobinas M . En
estas hemoglobinas anorm ales se produce una sustitución
de un am inoácido Hys por uno Tyr en la cavidad de unión
al hem o de la a - o la p-globina, lo cual produce m etahemoglobina,
en la cual el Fe^"" está estabilizado y no se produce
la unión reversible del Oj.
3. Eritrocitosis ya que la elevada afinidad de la hemoglobina
por el oxígeno produce hipoxia hística que, a su vez, causa
m ayor estim ulación de la eritropoyesis por la eritropoyetina.
La sustitución de aminoácidos en la zona de contacto
a ,P j puede provocar variantes con elevada afinidad por el
oxígeno, de la m ism a m anera que las mutaciones que afectan
a la unión de 2,3-D PG .
4. Hipocromta, debido a una reducción de la síntesis de hem o­
globina, tal y com o ocurre con la hemoglobina Lepore.
Hemoglobina S
Es la hemoglobinopatía estructural más frecuente en todo
el m undo, con m ayor frecuencia en la población negra de
Á frica ecuatorial (fig. 33-4). Así, la prevalencia del rasgo drepanocítico,
esto es, de los portadores, oscila entre el 10 y el 40%
en Á frica ecuatorial y disminuye al 1 -2 % en la costa norteafricana.
La HbS en estado heterocigótico tiene ventajas en estos
países ya que, al igual que ocurría con el déficit de G 6 PD, confiere
protección frente al paludismo al im pedir que Plasmodium
complete su ciclo en el interior del eritrocito (fenómeno
del polim orfism o compensado).
La HbS es resultado de una mutación que causa un cambio
del am inoácido Glu por Val en la posición 6 de la cadena p
(p6[A3]Glu-^Val). La sustitución de un aminoácido polar por
otro hidrofóbico causa un cam bio de carga y una m igración
electroforética diferente de la HbA, lo que facilita el diagnóstico.
La hemoglobina S en estado desoxi se agrega por interacciones
hidrofóbicas entre las Val y form a polím eros lineales
llam ados tactoides, lo que provoca que el hem atíe adquiera

Capítu lo 33—Alteraciones eritrocitarias. Hemoglobinopatías 395
Hemoglobina A
Oxi
t w
- 0 2
V 0 2
Desoxi
................
Flujo normal
Figura 33-4. Distribución geográfica de la anemia falciforme.
Hemoglobina S
Oxi
mm
- 0 2
+0 ,
Desoxi
form a de hoz (drepanocitos) en estas condiciones de hipoxia
(fig. 33-5). La velocidad de polimerización está favorecida por
una elevada concentración de desoxihemoglobina S, la acidosis
y una concentración de 2,3-D PG elevada. Al volver al estado
oxi, el hematíe recupera su form a norm al, pero tras sucesivos
cambios el hematíe no puede retornar a su form a y aumenta
su fragilidad. La rotura de los hematíes produce anemia hemolítica.
Estos hematíes aum entan la viscosidad de la sangre y
atraviesan los vasos con dificultad, lo que puede provocar su
oclusión y, consecuentemente, la isquemia del tejido.
El estado hom ocigótico es la anemia de células falciformes
o anem ia drepanocítica. Es una anem ia crón ica con crisis
hemolíticas que se desencadenan por infecciones, fiebre, ejercicio
físico, etc. La concentración de hemoglobina es baja, hasta
6 g/dL, y también está disminuido el hem atocrito. La hemólisis
causa ictericia con hiperbilirrubinemia indirecta y la elevada
eritropoyesis causa reticulocitosis. También se produce
daño orgánico crónico.
La form a heterocigótica es el rasgo drepanocítico. N o suele
producir síntomas y el hem ogram a es norm al ya que la concentración
de HbS es m enor que en el caso hom ocigótico y
también es m enor la velocidad de form ación de los polímeros.
Sin embargo, también se pueden producir deformaciones en
individuos heterocigóticos si la PO j es m uy baja, tal y com o
ocurre a grandes altitudes.
En algunos países, la determinación de la hemoglobina S se
ha incorporado a los program as de cribado neonatal. Para ello
se recom ienda enviar las muestras a laboratorios centrales. Se
recoge una gota de sangre del talón sobre papel de filtro. El
análisis generalm ente se lleva a cabo por isoelectroenfoque,
electroforesis capilar o por crom atografía líquida de alta eficacia
(H PLC, del inglés, high perform ance liquid chromatography).
Estas técnicas tienen sus limitaciones y algunos program
as de crib ado rean alizan las m u estras con resultados
anorm ales por una segunda técnica. Los especímenes obtenidos
en niños prem aturos pueden producir falsos negativos
debido a la baja concentración de hem oglobina A . En estos
casos es necesario repetir el test a los 3 -6 meses.
Hemoglobina C
Esta hemoglobina es el resultado de una sustitución en la
posición 6 de la |S-globina del am inoácido Glu por Lys, lo que
le confiere una carga neta positiva. Se encuentra, predominantemente,
en individuos de raza negra. La form a heterocigótica
es asintomática y los individuos homocigóticos presentan una
anem ia hem olítica m oderada y esplenomegalia por destruc-
Q2
prepa^S Sl^
Figura 33-5. Anemia falciforme. Alteraciones de la hemoglobina S en la
oxigenación y desoxigenación. La forma desoxi-Hb S favorece la formación
de polímeros que afecta la deformabilidad de los eritrocitos. Éstos pueden
tener dificultad de atravesar capilares y producir isquemia.
ción temprana de los eritrocitos. La H bC puede producir células
falciformes, tal y com o ocurre con la HbS.
La hemoglobina SC es la hemoglobinopatía m ixta más frecuente,
que se produce cuando un gen de ^-globinas expresa
la cadena C y el otro gen, la cadena S. Se caracteriza por una
hemólisis similar a la de la anem ia falciforme hom ocigótica,
pero más leve. En la electroforesis de hemoglobina se observan
cantidades iguales de HbS y HbC.
Hemoglobina E
La hemoglobina E tiene un cam bio en la posición |326 de
Glu por Lys, lo que le confiere una carga neta positiva. En individuos
hom ocigóticos cursa con anem ia m oderada mientras
que los heterocigóticos son asintom áticos. Es bastante frecuente
en Asia y también es frecuente encontrar este defecto
en asociación tanto con a - como con p-talasemia. Así, la hem o­
globina E P-talasémica es la forma más grave de la enfermedad
en muchos países asiáticos.
Talasemias
Las talasem ias son un grupo de enfermedades de tipo autosómico
recesivo caracterizadas por un defecto cuantitativo en
la síntesis de las cadenas de globina. La estructura de la hem o­
globina producida es norm al. Las talasemias más importantes
afectan a la síntesis de la cadena a o |3 (a-talasem ia y |3-talasem
ia, respectivamente) por ser las integrantes de HbA, la principal
hemoglobina. Según la expresión de los genes defectuosos,
las talasemias a o p pueden tener el siguiente origen:
1. No se sintetiza la cadena afectada, a “ o
2. Se realiza una síntesis reducida, a"" o p"".
La talasemia es especialmente prevalente en la zona mediterránea
y su nombre deriva de la palabra griega thalassa, mar.

396 Parte IV— Elementos de patología molecular
Síntesis de cantidades normales
de a- y p- globina
5' — T i l í —
HbA HbA2 HbF
a 2 p2 a282
a 2 y2
p-Talasemia: menor síntesis de p-globina
H bA HbA2 HbF
a2p2 a282 a2y2 aA
a-Talasemia: menor síntesis de a-globina
5 'H Z ü H ü I h s '
HbA HbA2 Hb Bart HbH
a 2 p2 a282 yA p4
Figura 33-6.
Tetrámeros de hemoglobinas anormales en las talasemias.
La falta de síntesis de la cadena de globina produce una anemia
m icrocítica e hipocrómica, como consecuencia de la menor
cantidad de hemoglobina. Además, aparecen eritrocitos deformes
y existe cierta hemolisis. La cadena que se produce en cantidad
norm al está en exceso respecto a la deficitaria, por lo que
se agrupa en hom otetrám eros que pueden ser más o menos
estables o precipitar en el eritrocito (cuerpos de Heinz) y causar
una hemolisis (fig. 33-6). Según la gravedad de las m anifestaciones
clínicas, el fenotipo de las talasemias puede clasificarse
en: portad or silente (sin síntom as), rasgo talasém ico
(síntomas leves), talasemia m inor (síntomas moderados), y talasemia
ntajor (síntomas m ás graves).
a-Talasemias
La principal causa m olecular de las a-talasem ias son deleciones
en los genes y menos frecuentemente, por mutaciones
que afectan a la transcripción, al procesam iento o a la estabilidad
del ARN m . La a-talasem ia tiene una alta frecuencia en
la población asiática, pero tam bién se encuentra en la raza
negra. El exceso de cadenas y y P se agrupan en tetrám eros que
originan la Hb Bart (y4) y la Hb H (|34), que poseen gran afinidad
por el oxígeno y no lo ceden a los tejidos.
Dado que existe un total de 4 genes a , la a-talasem ia tiene
cuatro fenotipos que correlacionan con el núm ero de genes
defectivos (fig. 33-7):
1. Portador silente. Es la delección de un sólo gen a-globina
( a a /- a ) y son rasgo heterocigótico de a""-talasemia. Los
pacientes son asintomáticos ya que los genes restantes producen
las cadenas a suficientes para la síntesis norm al de
Hb. En la sangre de cordón umbilical se puede observar un
volum en corp u scular m edio bajo y el 1-2% de Hb B art
m ientras que el adulto no m uestra diferencias respecto a
las personas norm ales. Por ello, la identificación de estos
portadores se ha de realizar empleando técnicas de biología
m olecular y su frecuencia es muy elevada en población
afroam ericana y asiática.
2. Rasgo talasémico o a-talasemia menor. Estos pacientes pierden
dos genes de globina a en el m ism o racim o genético
(a a /--) y es heterecigótico de a “-talasem ia, o en diferente
racim o genético (a -/a -) y es homocigótico de a""-talasemia.
Este segundo caso de deíeción en dos crom osom as separados
es más com ún. Los pacientes son generalmente asintom
áticos o con una leve anemia con un volumen corpuscular
medio y hemoglobina corpuscular media ligeramente
reducidos. Estas alteraciones hematológicas son similares
a las que se observan en una anem ia ferropénica, pero la
concentración de hierro es norm al. En la sangre de cordón
umbilical se puede observar el 5% de Hb Bart.
3. E nferm edad de la hem oglobina H . Estos pacientes tienen
afectados tres genes de a - globina (--/-a ), por lo que se produce
m ucho m enos que la cadena p. Com o resultado de
~ - S -
(aa/aa)
100% HbA
Normal
a
a °
( a o / a -)
Heterocigótico
W W W
7 5 % HbA
Portador silente
(asintomático)
_ - 0 -
—[ i ] —
a O
a
a O
a
( a - /a - )
Homocigótico
(aaJ- -)
Heterocigótico
w w
5 0 % H bA
Rasgo talasémico
(anemia suave)
(- - l a - )
2 5 % H bA
Enfermedad de la
hemoglobina H
(anemia grave)
Figu ra 33-7.
0
aO aO
0 % H bA Hidropesía fetal
(mortal)
Relación entre las delecciones de genes de la a-globina y fenotipo en la a-talasemia.

Capítu lo 33—Alteraciones eritrocitarias. Hemoglobinopatías 397
Tabla 33-1. Alteraciones en la p-talasemia
p-Talasemia
Fenotipo
Hemoglobina
Hemograma
H b A ( % ) H b A j ( % ) H bF ( % ) H b (g/dL) V C M (fL ) H CM (p g )
No (Control) [Vp >97

398 Parte IV— Elementos de patología molecular
D ete rm in acio n e s a n a lítica s de
las alte ra cio n e s de la h e m o glo b in a
Hemoglobina
La cuantificación de la concentración de hemoglobina libre
en sangre venosa o capilar emplea el reactivo de Drabkin, en
que el Fe^"" de la hemoglobina de la m uestra se oxida con ferrocianuro
a Fe^"" y forma metahemoglobina, la cual reacciona con
el cianuro potásico para form ar cianometahemoglobina, que
absorbe a 5 40 nm:
HbFe^" + Fe^"(CN-)6
HbFe^" + CN-
Test de solubilidad en ditionito
HbFe^" + Fe^"(CN -)/-
HbFe^" CN
Es un test de detección sistemática para las hemoglobinas
falciform es. La HbS en su estado desoxigenado es bastante
insoluble y precipita en soluciones de tam pón fosfato de alta
molaridad que forma una solución turbia. El resto de las hem o­
globinas (A, C , E y F) son solubles en estas condiciones. Se
añaden saponina para lisar los hematíes y ditionito sódico para
desoxigenar la hemoglobina. Si hay HbS, se observará la aparición
de turbidez a los 5 min.
Electroforesis
La electroforesis es un m étodo para la detección e identificación
de hemoglobinopatias. Para ello se obtiene un lisado de
hematíes y se realiza la electroforesis en un gel de agarosa en
medio alcalino y posteriorm ente se tiñe con un colorante de
proteínas, com o el azul de Commassie. Las hemoglobinas cuya
m utación causa una alteración de la carga neta, com o la HbS,
m igran de form a diferente (fig. 33-8). La separación de las
hemoglobinas no es com pleta ya que varias de ellas m igran
conjuntamente. La hemoglobina m ás rápida es la A, luego le
siguen la F, posteriormente la S y finalmente la C, la E y la Aj.
Las hemoglobinas H y la de B art se llaman hemoglobinas rápidas
porque tienen una m igración m ás anódica, por delante de
la hemoglobina A.
Cuando se observa una banda anorm al en la electroforesis
a pH alcalino se realiza una electroforesis en tam pón citrato a
pH 6,2. A este pH ácido, la HbF es la más rápida, luego migran
Normal
Neonato
Anemia falciforme
Rasgo falciforme
Hemoglobinopatía SC
Normal
Neonato
Anemia falciforme
Rasgo falciforme
Hemoglobinopatía SC
Figu ra 3 3 -8 .
Punto de aplicación
pH 8 , 6
pH 6,2
Electroforesis de hemoglobina a pH alcalino y ácido.
conjuntamente las hemoglobinas A y E. A continuación migra
la hemoglobina S y finalmente, la C.
La electroforesis tiene el inconveniente de que es lenta y
laboriosa e inadecuada para cuantificar variantes de baja concentración,
especialmente si se com para con el isoelectroenfoque,
la electroforesis capilar o la H PLC. Así, la precisión y
exactitu d de cuantificación densitom étrica de la H bA j es
baja.
El isoelectroenfoque posee m ayor poder de resolución que la
electroforesis convencional, pero es más complicado de realizar
en la práctica diaria. Se realiza en gel de poliacrilamida con un
gradiente de pH y en condiciones desnaturalizantes. Las hem o­
globinas m igran en diferentes bandas según su punto isoeléctrico
de forma que las hemoglobinas mutantes, que tienen un
cambio de carga, se separan muy bien de las hemoglobinas normales.
Así, por ejemplo, el punto isoeléctrico para la HbA y la
HbS cuando están oxigenadas es de 6,87 y 7,09, respectivamente.
Esto se debe a una variación entre el núm ero o clase de grupos
ionizables en las dos hemoglobinas. La diferencia entre las unidades
es de 0,23 y corresponde, aproximadamente, a unas tres
cargas por molécula de hemoglobina. Las bandas quedan mejor
definidas que en la electroforesis de agarosa y puede determinarse
la concentración por densitometría.
Cromatografía líquida
de alta eficacia o HPLC
La H PLC con colu m n a de intercam bio catiónico es un
m étodo rápido y disponible en sistemas autom áticos, por lo
que, si es posible, es una alternativa m ejor para el cribado de
las variantes de la hemoglobina que la electroforesis. De esta
form a, se pueden separar las hemoglobinas A, F, A j, C y S. No
obstante, este m étodo también puede tener cierta com plicación
interpretativa. P o r ejemplo, la H bA j puede estar falsamente
elevada ante HbS debido a la form ación de aductos
de HbS.
Espectrometría de masas
La espectrometría de masas es una herram ienta fundam ental
para el análisis de las variantes de la hemoglobina. Mediante
esta técnica se puede com probar la existencia de mutaciones
en la hemoglobina, analizando el peso molecular. Tras la digestión
enzimática se realiza un mapa de péptidos que la com ponen
para identificar el punto de mutación. N orm alm ente, la
digestión se realiza con el empleo de tripsina, pero la a-globina
produce péptidos excesivamente largos, por lo que se realiza
la hidrólisis con otras enzimas, com o la endoproteinasa Asp-
N.
Análisis genético
Cuando se encuentra alguna alteración en la hemoglobina,
puede requerirse definir la mutación o deleción presente, generalm
ente con fines de consejo genético. En laboratorios especializados
y de investigación se emplean técnicas de Southernblot,
PCR y de secuenciación. N o obstante, muchas variantes
son heterocigóticas, sobre todo en el caso de las alteraciones
de la a-globin a, por lo que la secuenciación puede producir
resultados ambiguos.

Capítu lo 33—Alteraciones eritrocitarias. Hemoglobinopatías 399
El análisis de ADN es interesante en el diagnóstico prenatal
de la anem ia falciform e con el empleo de células obtenidas
mediante amniocentesis o de tejido coriónico. En la detección
se pueden usar enzimas de restricción, com o la Hpa. En la anem
ia falciform e, la enzim a no reconoce el gen y genera fragmentos
largos. Los fragmentos resultantes se hibridan con una
sonda para el gen de la cadena p.
R eferencia s a d icio n ale s
B ritíst Committee for Standards in Haematology. The laboratory diagnosis
of haemoglobinopathies. Br ] Haematol 1998; 101: 783-792.
Cappellini MD, Fiorelli G. Glucose-6-phosphate dehydrogenase deñciency.
Lancet 2008; 371: 64-74.
Clarke GM, Higgins TN. Laboratory investigation o f haemoglobinopathies
and thalassemias: review and update. Clin Chem 2000; 46; 1284-1290.
Lewis S, Bates I, Bain B (eds.). Dacie y Lewis. Hematología práctica, 10.* edición.
Madrid; Elsevier, 2007.
Oíd fM. Screening and genetic diagnosis o f haemoglobin disorders. Blood Rev
2003; 17; 43-53.
Oíd fM. Screening and genetic diagnosis o f haemoglobinopathies. Scand J Clin
Lab Invest 2007; 67; 71-86.
Schechter AN. Haemoglobin research and the origins o f molecular medicine.
Blood 2008; 112: 3927-3938.
Zanella A, Fermo E, BiancM P, Chiarelli LR, Valentini G. Pyruvate Idnase
deficiency: the genotype-phenotype association. Blood Rev 2007; 214; 217-231.

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Capítulo
Distrofias musculares
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Introducción 401
Com plejo de glucoproteínas asociadas
con la distrofina 402
Distrofina 403
D istrofia m uscular de Duchenne
y de Becker 404
Técnicas bioquím icas diagnósticas
de las d istro fias m usculares de Duchenne
y de Becker 405
O tras d istro fias 405
Distrofia miotónica 405
Distrofia muscular facioescapuiohumeral
Distrofia muscular de cintura 406
Distrofias musculares congénitas 406
Distrofia oculofaríngea 407
Distrofia muscular distal 407
Distrofia de Emery-Dreifuss 407
Referencias adicionales 407
406
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Describir la estructura del complejo de glucoproteínas
asociadas con la distrofina.
• Describir la estructura de la distrofina.
• Explicar las relaciones entre fenotipo y genotipo
de las mutaciones del gen de la distrofina.
• Nombrar las principales distrofias musculares.
• Describir brevemente las características de las distrofias
musculares de Duchenne y de Becker.
• Indicar las técnicas bioquímicas de análisis de las distrofias
musculares.
In tro d u cció n
Las distrofias musculares son un conjunto de enfermedades
genéticas que afectan a la estructura de las fibras musculares
y alteran su funcionalidad. La degeneración de las fibras m usculares
produce atrofia m uscular progresiva que em peora a
medida que los músculos degeneran. La musculatura más lesionada
es la esquelética, aunque también pueden estar afectados
los músculos liso y cardíaco. Existen diferentes tipos de distrofias
que afectan a diversos músculos. En general, predomina
la afectación de la m usculatura de las extrem idades y menos
la de otros músculos. La mayoría de los pacientes acaba perdiendo
la capacidad de cam inar. En algunos tipos están afectados
grupos de músculos más localizados, com o los de la cara
y los ojos.
Al atrofiarse, los músculos pierden volumen y consistencia.
Adem ás, la fibra m uscular pierde funcionalidad al ser sustituida
por grasa y tejido conjuntivo. Bioquímicamente se produce
una notable elevación de la actividad de las enzimas creatina-cinasa
(CK) y aldolasa. En las formas clásicas, los síntomas
se m anifiestan de m anera insidiosa en la infancia, y evolucionan
a patrones serios de atrofia y debilidad, con una distribución
de los músculos afectados que varía según el tipo de distrofia.
Sin embargo, existen formas muy suaves, en las cuales
únicam ente se observa la elevación sérica de la CK.
El criterio inicial para la clasificación de las distrofias era el
fenotipo que causaban. Posteriormente, se intentaron clasificar
en función del patrón de herencia que presentaban. En la
actualidad, la clasificación de las distrofias se realiza en función
de las manifestaciones clínicas del paciente y de los genes
implicados (tabla 34-1). Según esta clasificación, existen nueve
tipos diferentes de distrofias musculares. La más im portante
es la distrofia m uscular de Duchenne, seguida de la distrofia
muscular de Becker. Ambas se diferencian principalmente por
los músculos afectados y por la edad de aparición de los síntomas.

402 Parte IV— Elementos de patología molecular
Tabla 3 4 - 1 .
Distrofias musculares
Distrofia L o c u s Gen (proteína) Herencia inicio (años) Músculos afectados
Duchenne Xp21.2 DM D (distrofina) XR 2 - 6 Pelvis, piernas y brazos
Becker Xp21.2 DM D (distrofina) XR 18-30 Pelvis, piernas y brazos
M iotónica 19q13 DM PK (proteína-cinasa de la AD Variable M últiple
distrofia m iotónica)
3q21 ZN P9 (zinc finger protein 9)
Facioescapuiohumeral 4q35 AD Infancia-edad Faciales, brazos y hombros
adulta
Cintura Infancia-edad Cintura escapular y pélvica
1 5q M Y O T (m iotilina) AD adulta
1C 3p25 CAV3 (caveolina 3)
ID
7q
1E 6q.23
1F 7q.32
1G
4q21
2A 15q15 CAPN3 (calpaina 3) AR
2 B 2p13 D Y S F (disferlina)
2C 13q12 SG CG (y-sarcoglucano)
2D 17q21 SG CA (a-sarcoglucano)
2E 4q12 SGCB (a-sarcoglucano)
2F 5q33 SGCD (8 -sarcoglucano)
2G 17q12 TCAP (teletonina)
2H 9q33 TRIM32 (proteína de TRIM 32)
TTN (titina)
2J
2q31
Congénita 6 q 2 2 LA M A 2 (merosina) AR Nacimiento Múltiple
12q13 ITG A 7 (a7-integrina)
9q31 FKTN (fukutina)
19q13 FKRP (proteína relacionada
con la fukutina)
1p36 SEPN1 (selenoproteína N I)
1p34 P0M GNT1 (proteína
0-manosa p-1,2-N-
9q34.1 acetilglucosaminiltransferasa)
P0M T1 (proteína
14q24 O-manosiltransferasa-1)
P0M T2 (proteína
2 2 q 1 2 O-manosiltransferasa-2)
LA RG E (glucosiltransferasa-like)
Oculofaríngea 14q11 PABPN1 (proteína nuclear 1 de AD 40-70 años Párpados y garganta
unión de p o li-A)
Dista! 14q AD 40 años Manos, brazos y piernas
2 q
2p13 D Y S F (disferlina) AR 30 años
Emet7 -Dreifuss Xq28 STA (em erina) XR Infancia- Brazos, hombros y piernas
1 q 2 1 LM NA (lam inina A/C) AD pubertad
AD: autosómico dominante; AR: autosómico recesivo; XR: ligada al cromosoma X
C o m p le jo de g lu co p ro te ín a s
a so cia d a s con la d istro fin a
La c o n tra c ció n de la célu la del m ú scu lo esquelético
com ienza con la llegada del im pulso nervioso, que provoca
una despolarización de la m em brana celular o sarcolem a,
la m ovilización del calcio in tracelu lar y la con tracción de
los filam entos de actin a y m iosina. El sarcolem a transm ite
estos m ovim ientos de los m iofilam entos a la m atriz extracelu
lar a la vez que debe p erm an ecer estable sin rasgarse
ante este estrés cinético. Para ello interviene el com plejo de
glucoproteínas de la distrofina, un grupo de proteínas que
están localizadas en el sarcolem a y que unen la actin a con
la m atriz extracelular. Las proteínas que p articip an en este
com plejo son:
L Proteínas intracelulares (ñg. 34-1):
a) Distrofina, situada en la superficie interna de la m em ­
brana plasm ática de la miofibrilla y unida a la actina
del citoesqueleto.
b) Sintrofinas (a , p, y unidas a la distrofina en el
extrem o C-term inal.
c) Distrobrevina, unida a la distrofina y a la sintrofina.

Capítu lo 34— Distrofias musculares 403
Colágeno
Figura 34-1.
Estructura del complejo de glucoproteínas asociadas con la distrofina. NOS: óxido nítrico-sintasa.
2. Proteínas transm em brana:
a) Complejo sarcoglucano, form ado por cuatro sarcoglucanos
diferentes (a , P, y y 8 ). Estas proteínas se encuentran
glucosiladas en el extremo N-terminal. Su dominio
intracelular es corto, pero tienen un im portante dom i­
nio extracelular, con varios residuos de cisteína.
b) Sarcospanina, form ada por cuatro hélices transm em ­
b ran a y con los dom inios N -term inal y C -term in al
intracelulares.
c) Distroglucanos, formados por dos unidades glucosiladas
producidas por proteólisis de un precursor común.
El p-distroglucano está unido a la distrofina y el a-d istroglucano
se une por sus residuos de glucosilación a
la a^-laminina.
3. Proteínas extracelulares: laminina, que une a los distroglucanos
con la m em brana basal.
Así, el complejo distrofina-distroglucano-lam inina sirve de
unión entre la actina y la m atriz extracelular. Tiene la im portante
función de estabilizar el sarcolem a y proteger las fibras
m usculares de la lesión producida por las sucesivas con tracciones.
La alteración de este complejo de proteínas por la disminución
de la distrofina (distrofinopatías) o de los sarcoglucanos
(sarcoglucanopatías) produce una lesión del sarcolema,
que conlleva una entrada de calcio al sarcoplasma y la activación
de endoproteasas. Todo ello causa la necrosis de las células
musculares, que van disminuyendo en número, a la vez que
aum enta la variación de su tam año.
Distrofina
El gen de la distrofina está localizado en el brazo corto del
crom osom a X (Xp21). Es un gen m uy largo, con 2,5 m illones
de pares de bases que representan el 1 , 6 % del crom osom a
(fig. 34-2). Contiene sólo 8 6 exones codificantes m ientras que
los intrones ocupan la mayor parte del gen (99%). El ARNm
tiene 14 kb y debido al gran tam año del gen tarda más de 24 h
en producirse. Este gen está relacionado con otro en el crom o­
soma 6 que codifica la utrofina, una proteína que también se
expresa en el músculo. Esta proteína es similar a la distrofina,
pero, a diferencia de la distrofina que se encuentra a lo largo
del sarcolema, la utrofina se encuentra preferentemente en la
unión neuromuscular.
Existen diferentes promotores del gen de la distrofina en los
distintos tejidos. La expresión del gen de la distrofina origina
diversos transcritos que codifican diferentes isoformas de la proteína.
Las más largas son las expresadas en músculo y cerebro.
La distrofina m uscular es una proteína muy larga, de 427
kDa y 3.685 aminoácidos, con una estructura fibrilar en forma
Xp21
X
Gen de la
distrofina
Distrofina
Unión
a actina
Repeticiones de Unión a p- Unión a sintrofinas
tipo a-espectrina distroglucano y distrobrevina
C 427 kDa
Dp260
Dp140
Dpi 16 (apo-distrofina 2)
Figura 34-2.
Estructura de la distrofina.
Dp71 (apo-distrofina)

404 Parte IV— Elementos de patología molecular
de bastón y localizada dentro de la m em brana interna del sarcolem
a. Constituye el 5% de las proteínas asociadas a m em ­
brana y estabiliza el sarcolem a y el citoesqueleto interno. La
distroñna comprende cuatro dominios (fig. 34-2):
1. Dominio I N -term inal de unos 2 40 aminoácidos.
2. Dominio II (rod) central, de unos 3.000 am inoácidos, con
unas estructuras de triple hélice repetidas 26 veces sucesivam
ente, similar a la a-espectrina.
3. Dominio III de unos 2 80 aminoácidos con numerosas cisteínas,
por el cual se une al p-distroglucano.
4. Dominio I V C-terminal, con 4 20 am inoácidos, por el cual
se une a las sintrofinas y la distrobrevina.
La unión a la actina del citoesqueleto se realiza por el dom i­
nio am inoterm inal y la porción de repeticiones del dominio
II. Existen otras cuatro isoformas de la distroñna, de 2 6 0 ,1 4 0 ,
116 y 71 kDa, formadas por la expresión de los primeros exones
y que carecen del dominio de unión a la actina. Estas formas
más cortas se encuentran en órganos, com o riñón, hígado
o pulmón, y probablemente tengan funciones diferentes de las
de la distroñna de alto peso molecular.
Mutaciones de la distrofina
El gran tam año del gen de la distroñna explica la elevada
tasa de m utaciones en com paración con otros genes. Estas
mutaciones se pueden producir a lo largo de todo el gen. La
mayoría de ellas son deleciones y m ás raram ente, duplicaciones
o mutaciones puntuales. De hecho, el 65% de los pacientes
con distrofia de Duchenne o Becker presenta deleciones mientras
que las mutaciones puntuales son responsables del 30%
de los casos y las duplicaciones, solamente del 5%. El tam año
de las deleciones varía m ucho de unos pacientes a otros, pero
es el mismo dentro de una misma familia. Sin embargo, no hay
relación entre el tam año de la deleción y los síntomas clínicos.
El efecto de la m utación sobre el fenotipo se explica m ejor
según esté alterado el m arco de lectura o no. Así, las m utaciones
que no alteran el m arco de lectura y originan proteínas
m ás cortas y parcialm ente funcionales, producen fenotipos
leves (distrofia m uscular de Becker). Sin embargo, las m utaciones
que alteran el m arco de lectura imposibilitan la síntesis
de la proteína (distrofia muscular de Duchenne) y causan fenotipos
m ás graves (fig. 34-3).
Estas mutaciones pueden ocu rrir en cualquier parte del gen,
pero hay dos regiones donde las deleciones son más frecuentes:
una en el com ienzo, entre los exones 2 y 19 (zona de unión
a la actina), y otra en el centro del gen, entre los exones 45 y 55
(dominio rod). Además, se han descrito alrededor de 80 mutaciones
puntuales, distribuidas uniform em ente a lo largo del
gen de la distroñna.
Aparte de ello, las mutaciones en los dominios terminales
causan un fenotipo más grave que en los dominios centrales.
Así, las m utaciones en el dom inio I y IV originan fenotipos
graves m ientras que las m utaciones en el dom inio II no son
tan graves. En estos casos, la proteína m antiene la funcionalidad
y la cantidad de d istroñna está poco dism inuida. Los
pacientes pueden sufrir mialgia, calambres, pero no debilidad.
A veces, incluso, los individuos simplemente tienen una elevación
sérica de CK.
D istro fia m u scu la r de
D u ch en n e y de Becker
Estas dos distroñas representan dos terceras partes del total
de las distrofias musculares. Ambas obedecen a mutaciones
heterogéneas en el gen de la distrofina y presentan herencia
ligada al sexo. Am bas enferm edades sólo se m anifiestan en
hombres m ientras que las mujeres son portadoras de la enfermedad,
pero no manifiestan la enfermedad (excepto en ocasiones
puntuales, com o en el síndrome de Turner). Se caracterizan
p o r debilidad progresiva y degeneración del tejido
muscular.
La base de ambas distrofias es la ausencia o m al funcionamiento
de la distrofina, que altera el citoesqueleto de la fibra
m uscular, causa su degradación y la atrofia. Esta alteración
puede producir dos fenotipos:
1. Distrofia de D uchenne: es el fenotipo más grave puesto que
no se sintetiza distrofina debido a la deleción de una secuencia
que no sea múltiplo de tres que cambia el m arco de lectura
del gen y ocasiona la aparición de un triplete de parada
antes de tiempo. De esta form a, la distrofina que se p ro ­
duce está truncada, es inestable y se degrada rápidamente.
U na tercera parte de las los casos se deben a neomutaciones.
La distroña de Duchenne es la m ás frecuente de las
distroñas m usculares, y afecta a 1/4.000 hom bres recién
nacidos, aproximadamente. Los síntomas clínicos se maniñestan
a los 2 o 3 años y suelen presentar retraso m otor y
dificultad para cam inar. La atrofia m uscular afecta, de
m anera progresiva y sim étrica, prim ero a los m úsculos
de las extrem idades inferiores y luego a las superiores, y
antes a los proxim ales que a los distales. A los 12 años ya
suele ser incapacitante y el paciente necesita una silla de
ruedas. La afección del tejido m iocárdico produce altera-
|C Funcional
Distrofia muscular de Becker:
mutaciones que no alteran el marco de
lectura y producen proteínas más cortas
y parcialmente funcionales
Figu ra 3 4 -3 .
Efecto de las mutaciones en la estructura de la distrofina.
: c
Distrofia muscular de Duchenne:
mutaciones que alteran el marco de
lectura y producen proteínas no funcionales

Capítu lo 34— Distrofias musculares 405
ciones cardíacas. En muchos casos existe un retraso m ental
probablemente debido a la alteración de la distroñna del
sistem a nervioso. La expectativa de vida es de unos 20
años.
2. Distrofia de Becker: se sintetiza distrofína, pero está alterada
y, por tanto, es poco funcional. Su fenotipo es más
suave que el de Duchenne y su frecuencia es de 3/100.000
n acim ien tos, u nas 1 0 veces in ferior a la d istrofia de
Duchenne. Es una enferm edad invalidante que se m anifiesta
entre los 18 y los 30 años, y su esperanza de vida es
de unos 30-4 0 años. Las características clínicas son similares
a las de los pacientes con distrofia m u scu lar de
Duchenne, pero con un curso m ás benigno. Los pacientes
ocasionalm ente pueden sufrir cierto retraso m ental por
estar afectados genes próxim os al de la distrofina.
Obtención de sangre
l
Extracción del ADN
i
PCR múltiple
i
Electroforesis en gel
i
Análisis
Figura 34-4.
Sano
Paciente con deleciones
de los exones 45 y 47
Esquema del análisis de deleciones en el gen de la distrofina
mediante reacción en cadena de la polimerasa (PCR, del inglés,
polym erase chain reaction) múltiple.
das presentan mayor intensidad en la zona duplicada. Tiene
el inconveniente de que es una técnica larga.
Técnicas b io q u ím ica s d ia g n ó stica s
de las d istro fia s m u scu lares
de D u ch en ne y de Becker
En estos pacientes se encuentran elevadas las enzimas séricas
de origen m uscular, com o la aspartato-am inotransferasa
(AST), la CK y la aldolasa, que reflejan el deterioro muscular.
La CK se encuentra muy elevada en la distrofia de Duchenne,
unas 50-100 veces el límite de referencia, norm alm ente desde
el nacim iento. De hecho, en función del fenotipo del paciente,
la elevación de la CK será más o menos intensa. La actividad
CK sérica desciende posteriormente con la edad a medida que
se destruyen las fibras m usculares. Son enfermedades ligadas
al crom osom a X y las mujeres portadoras presentan frecuentem
ente elevaciones de actividad CK séricas por encim a del
doble del límite de referencia. U na concentración de CK dentro
del intervalo de referencia permite excluir una distrofia de
Duchenne.
En la mayoría de los pacientes con distrofia de Duchenne,
no se observa tinción con las técnicas inm unohistoquím icas
que emplean anticuerpos antidistrofina en una biopsia m uscular.
A partir de una m uestra de sangre anticoagulada se pueden
analizar las deleciones mediante técnicas de biología molecular:
1. En la reacción en cadena de la polimerasa múltiple (PCR
múltiple) se emplean numerosas sondas en único tubo con
el fin de amplificar simultáneamente unos 2 0 exones localizados
en los llamados puntos calientes de deleción (entre
el exón 2 y el 19 y entre el 45 y el 55). Las longitudes de los
fragm entos am plificados se distinguen por la diferente
m igración en una electroforesis en agarosa (fig. 34-4). De
esta form a se puede detectar aproxim adam ente el 98% de
la deleciones en el gen aunque hay que tener en cuenta que
esta técnica no detecta duplicaciones.
2. Tras una digestión con enzim as de restricción del ADN
am plificado del paciente se realiza una transferencia de
tipo Southern-blot. Se utilizan sondas de A D N c de la distrofina
para identificar las principales regiones capaces de
sufrir deleciones. Las deleciones se detectan aproxim adamente
en el 6 8 % de los casos por ausencia de alguna de las
bandas o por la distinta movilidad electroforética de éstas.
Incluso mediante esta técnica se pueden identificar a los
pacientes con duplicaciones ya que en estos casos las ban-
Estas técnicas no detectan mutaciones puntuales, que constituyen
aproxim adam ente el 30% de las alteraciones. Para
detectarlas, se ha de recu rrir a otro tipo de estrategias diagnósticas,
com o la secuenciación o el empleo de microchips.
O tras d istro fia s
Distrofia miotónica
La distrofia m iotónica es la más frecuente de las distrofias
en adultos, con una incidencia de 13/100.000 nacidos, e incluso
en algunas regiones de Canadá la frecuencia es muy superior.
Tiene una herencia autosóm ica dom inante y los individuos
afectados sufren debilidad, atrofia m uscular y miotonia (un
retraso en la relajación del músculo esquelético después de una
contracción voluntaria). Es una enfermedad multisistémica de
m odo que, además de estar afectado el tejido m uscular esquelético
y liso, también se alteran los órganos endocrinos, el sistem
a nervioso, los ojos o el corazón, ya que causa alteraciones
en la conducción. Existen dos form as de distrofia m iotónica
generadas por la expansión de nucleótidos en la región no codificante:
1. La distrofia miotónica 1, que es la más frecuente, se produce
por una expansión del triplete CTG en el extrem o 3’ no
codificante del gen DMPK, el cual codifica a la proteínacinasa
de la distrofia m iotónica.
2. La distrofia miotónica 2 o miopatia miotónica proxim al,
más infrecuente y con unas manifestaciones clínicas más
suaves que la anterior, se produce por la expansión del
tetranucleótido C C T G en el intrón 1 del gen Z N F 9 que
codifica a una proteína con dedos de zinc (zinc fin g er protein
9).
Por tanto, éstas son un tipo de enfermedades por expansión
de nucleótidos en que éstos se transcriben en ARN m , pero no
se expresan en la proteína. Un posible m ecanism o de la patogenia
de esta enfermedad se relaciona con el efecto tóxico del
A RN m que p orta esas repeticiones (CUG/CCUG), que queda
retenido en el núcleo donde secu estra diversas proteínas
nucleares y altera su función.
Los individuos sanos presentan entre 3 y 35 repeticiones
CTG m ientras que en los pacientes con manifestaciones clínicas
de distrofia m iotónica 1 presentan más de 50 repeticiones.
El núm ero de repeticiones del triplete se relaciona con la gra-

406
Parte IV— Elementos de patología molecular
c
19q13.3
DMPK
5'-
'3'
L . CTG CTG CTG CTG CTG ...| „ ^ C riIG V . ^ 7
t------------------------- 1 Región codificante i,'-u>j;r< 3 7
Normal (CTG)n< 3 7 ■AAAA 3'
ARNm
Suave (CTG)r: 50-150 DMPK
Clásica (CTG)r: 150-1 5'-
(CUG)r 5 0 - 1 5 0
«AAAA 3'
(CUG)n 150-1.000
i ^ ^ ^ ^ _ A A A A 3'
(CUG)n> 2 ,0 0 0
Congénita (CTG)n > 2 .0 0 0 5‘^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ B ^ ^ ^ ^ ^ b A A A A 3'
Figura 34-5.
Expansión de tripletes del gen DMPK en la distrofia miotónica 1 y formación del ARNm.
vedad de la enfermedad y existe el fenómeno de anticipación,
según el cual la enfermedad se manifiesta antes y con mayor
gravedad en las sucesivas generaciones. Así, existen varias formas
clínicas (fig. 34-5):
1. Suave, con 50-150 repeticiones de CTG , que se manifiesta
en la edad adulta con cataratas y una miotonía suave.
2. Clásica, con 100-1.000 repeticiones de CTG, que se m anifiesta
a los 10-30 años con cataratas, miotonía, cardiopatía,
debilidad, resistencia a la insulina, etc.
3. Congénita, con más de 2 .0 0 0 repeticiones de CTG , que se
manifiesta entre el nacim iento y los 1 0 años, con los síntomas
anteriores y, además, hipotonia, alteraciones respiratorias
y retraso mental.
Al igual que en otras distrofias, se produce un incremento
notable de la CK sérica. Además, se producen alteraciones de
las con cen tracion es horm onales, com o un increm ento en
plasma de folitropina (FSH) y un descenso de testosterona.
La detección de estas repeticiones de CTG se puede realizar
com binando una técnica de PCR con una transferencia tipo
Southern. La prim era es muy útil para las pequeñas amplificaciones,
com o las que ocurren en las formas suaves. Las repeticiones
más grandes se pueden visualizar en una transferencia
Southern del A D N digerido con la enzim a de restricción
(EcoR l Bam H L N col o Bgll) e hibridando posteriormente con
un ADNc adecuado.
Distrofia muscular facioescapuiohumeral
Este tipo de distrofia es la tercera m ás frecuente (1/20.000
nacidos) y tiene una herencia autosómica dominante. Los síntomas
aparecen en la adolescencia y debe su nombre a los m úsculos
implicados: los músculos faciales y de la cintura escapular
y, posteriormente, a la m usculatura pélvica. Los pacientes
presentan dificultades para sonreír, silbar o, incluso, cerrar los
ojos, debido a la debilidad muscular.
La enfermedad se debe a la deleción de repeticiones en tándem
de 3,3 kb en la zona telom érica 4q35. Cuanto m ayor es la
deleción, más grave es la enfermedad. Sin embargo, se desconoce
cuál es el gen im plicado ni la proteína codificada por
dicho gen.
Distrofia muscular de cintura
Este tipo de distrofia es poco frecuente (6 /1 0 0 .0 0 0 habitantes)
y afecta tan to a m ujeres com o a hom bres. E xisten
16 form as, unas con herencia autosóm ica recesiva y otras que
son dom inantes. Cursan con atrofia de la m usculatura de la
cintura escapular y pélvica. Los distintos tipos de distrofias
de cadera difieren entre sí p o r el tipo de herencia y por la
evolución clín ica del paciente. Los síntom as aparecen en
la adolescencia y la presentación clínica es sim ilar en todas
ellas. H acia los 3 0 -4 0 años, el paciente suele estar en silla de
ruedas.
Distrofias musculares congénitas
Las distrofias m usculares congénitas engloban distintas
miopatías que presentan herencia autosómica recesiva, aunque
la causa genética puede ser distinta en cada caso. Los pacientes
presentan atrofia m uscular y deficiencias m otoras en los primeros
meses de vida e, incluso, graves problemas respiratorios.
Dentro de estas distrofias m usculares congénitas se incluyen
los síndromes de espina rígida (deficiencia de selenoproteína
N I), la enferm edad de m úsculo-ojo-cerebro, la distrofia de
Eukuyama (deficiencia de fukitina, muy frecuente en Japón)
o el síndrome de W alker-W arburg.
La form a clásica o forma occidental tiene su origen en una
mutación del gen que codific a para la a 2 -laminina o merosina,
que se une a la distrofina a través de los distroglucanos. La mutación
causa la ausencia de esta proteína y puede ser demostrada
por técnicas de inmunohistoquímica o por transferencia Western.
En otros casos, la merosina se sintetiza normalmente y se
detecta, pero está alterada la proteína extracelular del músculo
a7-integrina.
Existen otras formas en que los pacientes presentan, además,
alteraciones en el sistema nervioso central y en el ojo. Estas
distrofias se caracterizan por estar disminuida la glucosilación
del a-distroglucano (a-distroglucanopatías). Entre ellas están
la deficiencia de las enzimas codificadas en los genes PO M Tl
y P 0 M T 2 (proteína 0-m an osiltran sferasa 1 y 2 , respectivamente)
que catalizan la 0 -manosilación del a-distroglucano
en el retículo endoplásm ico o de la PO M G N T l (proteína
0 -m an o sa pl,2-N-acetilglucosaminiltransferasa), que le añade

Capítu lo 34— Distrofias musculares 407
residuos de N-acetilglucosamina. O tras alteraciones son las de
la proteína fukitina, de la proteína relacionada con la fukitina
y de la enzima producto del gen LARGE.
Distrofia oculofaríngea
Es una distroña poco frecuente, que sigue un patrón autosóm
ico dominante. Los primeros síntomas aparecen hacia los
3 0 -4 0 años y los pacientes presentan limitación en la m ovilidad
ocular, disfagia o problemas en la deglución. A veces, el
paciente también padece debilidad en la m usculatura del cuello
y de las extremidades.
El gen implicado en esta distrofia es el PABPNl del crom o­
soma 14, que codifica una proteína nuclear que une las colas
de poli (A) nacientes. Este gen tiene en el prim er exón unas
6 repeticiones GCG , pero en los pacientes existen otras 2-7
repeticiones adicionales.
Distrofia muscular distal
Los pacientes con esta enfermedad presentan debilidad en
los músculos dístales de los brazos, manos, piernas y pies. Esta
distrofia puede presentar patrón de herencia autosómico dominante
de aparición después de los 40 años o recesivo, que se
manifiesta antes de los 30 años. Esta forma de tipo autosómico
recesivo se debe a alteraciones en la proteína disferlina, que
está asociada con el sarcolema.
Distrofia de Emery-Dreifuss
La distroña de Em ery-D reifuss causa debilidad m uscular
en brazos y piernas ya desde la infancia. A m edida que evoluciona
la enfermedad causa una cardiopatía por alteración en
la conducción eléctrica. Estas alteraciones están originadas
en mutaciones de genes que codifican dos proteínas de la m em ­
brana nuclear:
L M utación en el gen STA localizado en el crom osom a X y
que codifica la proteína de la m em brana nuclear emerina.
Las mutaciones causan una ausencia de la proteína detectable
inmonohistoquímicamente. Tiene una herencia ligada
al sexo y las mujeres portadoras se pueden identificar por
la existencia de m osaicism o en fibroblastos de piel o en
células exfoliativas bucales.
2. M u ta ció n d el g e n L M N A , que co d ifica las p roteín as
lam in ina A /C . Estas proteínas form an una estru ctu ra
en el nucleoplasm a que sirve de anclaje a la crom atina
y a las proteínas de la m em brana nuclear interna, com o
la em erina. Las m utaciones en este gen causan u na distrofia
de Em ery-D reifuss de ca rá cte r autosóm ico d om i­
nante.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Chakkalakal JV, Thom pson}, Parks RJ, Jasmin BJ. Molecular, cellular,
and pharmacological therapies for Duchenne/Becker muscular dystropliies.
FA SEBJ2005; 19; 880-891.
Cho DH, Tapscott SJ. Myotonic dystropty: Emei^ing mechanisms fbr DM1
and DM2. Biochim Biopliys Acta 2007; 1772; 195-204.
Emery AEH. T te muscular dystrophles. Lancet 2002; 359; 687-695.
Gallano M. BaigetC. Serrano C. Illa I. Distrofias musculares; aspectos clínicos
Mstológlcos y moleculares. En; González Sastre F, Guinovart JJ (eds.).
Patología molecular. Barcelona; Masson, 2003.
Manzur AY, Muntoni E Diagnosis and new treatments in muscular dystropMes.
J Neurol Neurosurg Psychiatry 2009; 80; 706-714.
Martin PT. Mechanisms of disease; congenital muscular dystrophies-glycosylation
takes center stí^e. Nat Clin Pract Neurol 2006; 2; 222-230.
Muntoni F, Torelli S, Ferlini A. Dystrophin and mutations; one gene, several
proteins, múltiple phenotypes. Lancet Neurol 2003; 2; 731-740.
Prior TW, Bridgeman SJ. Experience and strategy for the molecular testing
of Duchenne muscular dystrophy J M ol Diagn 2005; 7; 317-326.
Waite A, Tinsley CL, Locke M, Blake DJ. The neurobiology of the
dystrophin-associated glycoprotein complex. A nnM ed2009; 41; 344-359.

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Enfermedades mitocondriales
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Cadena respiratoria m itocondrial
y fosforilaciórt o xidativa 409
ADN m itocondrial 410
O rigen de las proteínas m itocondriales 411
Heteroplasmia y efecto umbral 411
A lteraciones del ADN m itocondrial
y envejecim iento 412
C ito patías m itocondriales 412
Características clínicas de las citopatías mitocondriales 412
Alteraciones primarias del ADNmt 413
Enfermedades mitocondriales causadas por mutaciones
en el ADN nuclear 414
Estudio bioquím ico general de las citopatías
m itocondriales 415
Estado redox citosólico y mitocondrial 415
Perfil de ácidos orgánicos en orina 415
Análisis enzimático 417
Análisis genético 417
Referencias adicionales 417
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Conocer las características diferenciales del ADN
mitocondrial y nuclear.
Explicar cómo se altera el ADN mitocondrial con la edad.
Explicar el concepto de enfermedad mitocondrial
y sus principales manifestaciones.
Describir cómo afecta la heteroplasmia y el efecto umbral
a las mitocondriopatías.
Poner ejemplos de las alteraciones del ADN asociadas
con las enfermedades mitocondriales.
Conocer las técnicas bioquímicas generales que se emplean
en el diagnóstico de las enfermedades mitocondriales.
en el funcionamiento celular, donde participan en el m etabolismo
de numerosos compuestos, com o aminoácidos, pirimidinas,
ácidos grasos, hem o o urea. Adem ás, interviene en la
apoptosis celular. Sin embargo, la función crucial asociada con
las m itocondrias es la respiración celular basada en una serie
de complejos enzimáticos que form an la cadena respiratoria
m itocondrial. Ésta tiene por m isión la síntesis de adenosina
trifosfato (ATP) m ediante un proceso llam ado fosforilación
oxidativa (OXPHOS). En este proceso, se transfieren electrones
desde el nicotinamida adenina dinucleótido reducido (NADH)
y el flavina adenina dinucleótido reducido (FADH) formados
en la oxidación de moléculas orgánicas hacia el oxígeno (fig.
35-1) y participa una serie de complejos enzimáticos que están
situados en la m em brana interna de la mitocondria:
C adena re sp irato ria m ito co n d ria l
y fo sfo rila ció n o xid ativa
Las m itocondrias son unos orgánulos ¡ntracelulares que
están presentes en todas las células, excepto en los hematíes, y
que tienen la característica especial de presentar un ADN propio
(ADNmt). Las m itocondrias están totalm ente integradas
1. NADH-deshidrogenasa (complejo I).
2. Succinato-deshidrogenasa (complejo II).
3. Citocrom o C-reductasa (complejo III).
4. Citocrom o C-oxidasa (complejo IV).
5. ATP-sintasa (complejo V).
A través de estos complejos, junto con el citocrom o C y la
coenzima Q, los electrones son canalizados a un estado de más
baja energía hacia la citocrom o C-oxidasa, donde son aceptados
por el oxígeno y form an agua. Esta energía se aprovecha
para im pulsar protones hacia el espacio interm em brana que
crea un gradiente electroquímico. La vuelta de los protones a

410 Parte IV— Elementos de patología molecular
Matriz mitocondrial
Bucle D
O
ATP
H2O ADP P + P /
Espacio intermembrana
Figura 3 5-1. Esquema de la cadena respiratoria mitocondrial. I, complejo
I; II, complejo II; III, complejo III; IV, complejo IV; V, complejo V. ADP:
adenosina difosfato; ATP: adenosina trifosfato; FADHj: forma reducida de
la flavina adenina dinucleótido (del inglés, flavine adenine dinudeotide)',
CoQ: coenzima Q; citC: citocromo C.
la m atriz m itocondrial es controlada por la A TP-sintasa de
form a que en este proceso se sintetiza ATP.
A D N m ito co n d rial
El A D N m t es un ADN circular que contiene 16.569 pares
de bases en dos cadenas complementarias, la pesada o H y la
ligera o L. El ADNmt codifica 37 genes, que son: 22 A RN de
transferencia (A RN t), 2 A RN ribosóm icos (A RN r) y las 13
subunidades de la cadena respiratoria (tabla 35-1; fig. 35-2).
Este A D N tiene varias peculiaridades que lo diferencian del
nuclear:
1. El código genético del A D N m t tiene algunas diferencias
respecto al nuclear; así, el codón UGA codifica Trp en lugar
Tabla 35-1. Origen de las proteínas
de la cadena respiratoria mitocondrial
Complejo enzimático
NADH-deshidrogenasa
Com plejo 1
Succinato-deshidrogenasa
Com plejo II
Citocromo C-reductasa
Com plejo III
Citocromo C-oxidasa (COX)
Com plejo IV
ATP-sintasa
Com plejo V
Subunidades
codificadas por
ADN nuclear
36 7
4 0
1 0 1
10 3
14 2
Total 74 13
Subunidades
codificadas
por ADNmt
ATP: adenosina trifosfato: NADH: nicotinamida adenina dinucleótido reducido.
Figura 3 5-2. Mapa del genoma mitocondrial. Se indica el bucle D (marrón)
con la región no codificante de 1 ,1 kb donde se encuentra el origen
de transcripción de la cadena H y L. AS identifica a las dos subunidades
del complejo V; Cit b, citocromo b; CO identifica a las tres subunidades
del complejo IV; ND identifican a las 7 subunidades del complejo
l;12Sy 16S corresponden a los ARNr; los 22 ARNt están identificados por
la letra del aminoácido correspondiente. NADH: nicotinamida adenina
dinucleótido reducido.
de ser un codón de term inación, tal y com o ocurre en el
ADN nuclear. Adem ás, tiene sólo 22 ARN t, pero también
puede sintetizar proteínas por un mecanism o de reconocim
iento de codones distinto.
2. El A D N m t es casi todo codificante, no contiene intrones
ni está unido a histonas, los genes en la cadena pesada están
seguidos unos de otros y la m ayoría no tienen codón de
term inación. Los ARNt se localizan de form a más o menos
uniform e, y se separan en la cadena pesada con una cierta
regularidad los A RN r y los que codifican proteínas, tín i­
camente, la región bucle D no es codificante. En esta región
está el origen de replicación de la cadena H, los promotores
de la transcripción y los elementos reguladores de la expresión
del ADNmt.
3. El ADNmt es una molécula de ADN circular en que las dos
cadenas complementarias tienen diferente proporción de
nucleótidos C y G, y se diferencia una cadena de mayor
peso molecular, cadena H o pesada, y otra de m enor peso
molecular, cadena L o ligera.
4. En cada m itocondria, el AD N m t está asociado con proteínas
y form a unos complejos conocidos com o nucleoides.
En cada m itocondria hay entre 2 y 10 de estos complejos y,
dado que en una célula puede haber cientos de m itocondrias,
hay miles de moléculas de AD N m t por célula.
En la fecundación, todas las m itocondrias provienen del
óvulo m aterno, por lo que las enfermedades m itocondriales
causadas por alteraciones en el AD N m t tienen una herencia
m aterna, a diferencia de las alteraciones en el A D N nuclear,
que tienen una herencia mendeliana.

Capítu lo 35— Enfermedades mitocondriales 411
bién existen proteínas implicadas en el ensamblaje de las subunidades
de los complejos. U na de ellas es la proteína SU R Fl,
que se codifica en el ADN nuclear, pero se ancla en la m em ­
brana interna m itocondríal y participa en las etapas iniciales
de form ación del complejo citocrom o C-oxidasa. También la
proteína COXIO interviene en la modificación e incorporación
del grupo hem o en este complejo.
Las deficiencias de estos complejos causan alteraciones en
la fosforilación oxidativa (enfermedades OXPHOS) y son responsables
de las citopatías mitocondriales.
Figura 35-3.
condrial.
Origen de los complejos de la cadena respiratoria mito-
Se pueden desarrollar cultivos de células que no poseen
ADNmt (células rhoO), incluyendo en el medio abundante piruvato
para generar NAD"" y mantienen la glucólisis, y uridina
que no se puede sintetizar. No obstante, la ausencia de ADNmt
es incompatible con la vida.
O rigen de las p ro teín as
m ito co n d ria le s
Se ha estimado que en una mitocondria existen más de 1.500
proteínas diferentes y casi todas estas proteínas m itocondriales
están codificadas por el ADN nuclear. Las proteínas que
son codificadas por este ADN nuclear se sintetizan en el citoplasma
y han de ser transportadas a la m itocondria (fig. 35-3).
Estas proteínas se caracterizan por poseer una secuencia de
señal am inoterm inal caracterizada por tener cargas positivas
y estar asociadas con una chapetona en el citosol (proteína de
choque térm ico HSP70) que mantiene desplegada a la proteína.
Estas proteínas se reconocen por un receptor m itocondríal,
que los transporta al interior de la m itocondria, en donde otra
chapetona (proteína de choque térm ico HSP60) participa en
el plegamiento definitivo.
De las proteínas que participan en la cadena respiratoria,
únicam ente hay 13 que son codificados por el ADNmt:7 de la
N A D H -deshídrogenasa; 1 del citocrom o C-reductasa; 3 del
citocrom o C-oxidasa, y 2 del ATP-sintasa (tabla 35-1). Tam ­
Heteroplasmia y efecto umbral
En una célula existen num erosas m itocondrias y en cada
mitocondria hay entre 2 y 10 copias de ADNmt. Cuando existe
una mutación en alguna molécula de ADNmt, sucede que unas
m itocondrias tienen la cadena mutada y otras no. A esta situación,
en que coexisten moléculas norm ales y moléculas mutadas
de ADNmt en la mitocondria o en la célula, se la denomina
heteroplasmia (fig. 35-4). Durante la división celular, las m itocondrias
se distribuyen al azar entre las células hijas de modo
que éstas pueden recibir diferentes porcentajes de ADNmt
mulantes. A este fenómeno se le denomina segregación replicativa.
La consecuencia de este proceso es que la proporción
de m oléculas m utantes es diferente entre tejidos e, incluso,
puede ir modificándose a lo largo del tiempo. Así pues, la proporción
entre m oléculas norm ales y m utantes de A D N m t
puede variar entre tejidos e, incluso, entre células de un mismo
tejido, lo que determ ina el fenotipo de la enfermedad.
Cuando la proporción de ADNmt mutante es pequeña para
las demandas de ATP se produce una compensación por parte
de las moléculas norm ales. No obstante, si la proporción de
AD N m t mutante es excesiva para la dem anda energética y no
se puede compensar con el ADNmt norm al, entonces se m anifiesta
un fenotipo patológico. De esta manera existe un umbral,
a partir del cual aparece el fenotipo patológico. Esto es, éste se
manifiesta cuando la producción de ATP en el tejido heteroplásmico
es insuficiente para asum ir la actividad que demanda
ese tejido, por lo que se afirm a que estas enfermedades tienen
un efecto umbral.
La segregación replicativa y el efecto umbral son las causas
de las características multisistémicas y la complejidad de las
enfermedades mitocondriales.
-Mitocondria
"defectuosa
Segregación asimétrica
.. Segregación asimétrica
Heteroplasmia
Figu ra 3 5 -4 .
Heteroplasmia y efecto umbral. ATP: adenosina trifosfato.

412 Parte IV— Elementos de patología molecular
A lte ra cio n e s del A D N
m ito co n d ria l y envejecim ien to
El ADNmt está expuesto a los radicales libres del oxígeno generados
en la fosforilación oxidativa y no esta protegido de la lesión
perlas histonas. Además, los mecanismos reparadores son menos
eficientes que los nucleares. Por ello, las mutaciones del ADNmt
son hasta 10 veces más frecuentes que en el ADN nuclear y, al no
tener intrones, se alteran secuencias codificadoras. Con el paso
de los años se incrementa la cantidad de ADNmt mutado, especialmente
deleciones, y también mutaciones puntuales. Los tejidos
más afectados por las mutaciones del ADNmt son los más
diferenciados y con mayor actividad del metabolismo oxidativo,
como el músculo, el corazón o el cerebro. Así, las mutaciones del
ADNmt son muy frecuentes en el músculo esquelético de personas
nonagenarias. Esta acumulación de mutaciones en el ADNmt
provoca una disminución progresiva de la fosforilación oxidaüva
y, por c o n sc ie n te , de la capacidad de producir ATP.
En las personas ancianas se presentan con m ayor frecuencia
mutaciones puntuales en la región reguladora de la transcripción
y replicación del AD N m t, que produce un descenso del
funcionamiento de la fosforilación oxidativa. También con la
edad se produce un aumento de la cantidad de deleción de una
secuencia de 4.900 bases de ADNmt que, por su elevada frecuencia,
se le denomina deleción común. Esta deleción, que afecta a
los complejos de la cadena respiratoria, se encuentra en el cerebro,
más frecuentemente en la sustancia negra, y el músculo
estriado. También se han encontrado deleciones que afectan al
complejo citocrom o C-oxidasa, que alcanza niveles de deleción
del 90%, similar a la que se encuentra en pacientes.
Además, existen numerosas evidencias que muestran que la
disfunción mitocondrial y el consiguiente incremento del estrés
oxidativo desempeñan un importante papel en la patogenia de
enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Parkinson,
la de Alzheimer, la de Huntington o la esclerosis lateral
amiotrófica. Por ejemplo, se ha encontrado menor actividad del
complejo I en los pacientes con la enfermedad de Parkinson y
del complejo II en los pacientes con enfermedad de Huntington.
C lto p a tía s m ito co n d ria les
Las m itocondrias realizan im portantes funciones m etabólicas
y contienen gran núm ero de sistemas enzimáticos, com o
los de la P-oxidación de ácidos grasos o del catabolism o de
aminoácidos de cadena ram ificada. No obstante, las enferm e­
dades mitocondriales afectan a la función prim ordial de las
m itocondrias, que es la fosforilación oxidativa. Aunque estas
enferm edades fueron identificadas y clasificadas de esta
m anera en el últim o tercio del siglo pasado, su prevalencia es
una de las más altas dentro de las de origen genético y se estim
a una m edia de 1 /5 .0 0 0 personas. Estas enferm edades se
conocen com o citopatías mitocondriales, en las cuales todas
las células pueden estar alteradas ya que todas las células realizan
la fosforilación oxidativa, a excepción de los hematíes.
Estas enfermedades se caracterizan por tener m enor capacidad
respiratoria o de síntesis de ATP. Las proteínas de la fosforilación
oxidativa están codificadas, algunas por el ADNmt
y otras por el ADN nuclear; además, éste controla el adecuado
ensam blaje de las subunidades y la propia replicación del
ADNmt. Según el tipo del A D N en que se produzca la alteración
genética se pueden clasificar las citopatías mitocondriales
en dos grupos (tabla 35- 2; fig. 35-5):
1. Las que afectan al ADNmt, que tienen herencia m aterna y
constituyen el 10-15% de las citopatías mitocondriales.
2. Las que afectan al A D N nuclear, que tienen una herencia
mendeliana y son responsables de la mayoría de la citopatías
m itocondriales.
A veces, aparecen mutaciones espontáneas no maternas, que
se producen durante una etapa tem prana de la embriogénesis.
Todas estas alteraciones genéticas conducen a deficiencias en
la cadena respiratoria y, por tanto, a m enor capacidad de producir
ATP.
Características clínicas de
las citopatías mitocondriales
Las enfermedades mitocondriales pueden afectar a cualquier
órgano aunque los m ás afectados son aquellos que consumen
más energía, com o el cerebro o el m úsculo, y producen neuropatías
o m iopatías, respectivam ente (tabla 35-3). Adem ás,
tiene cierta frecuencia la oftalmoplejía y, en los niños, la enfermedad
hepática.
Las citopatías mitocondriales clínicamente son un grupo muy
heterogéneo que en general tiene una afección multisistémica,
aunque pueden implicar únicamente a un órgano. En ocasiones
presentan síntomas que pueden encajar en alguno de los síndromes
descritos, pero existe una gran variabilidad. A pesar de la
complejidad de síntom as, se puede considerar una citopatía
mitocondrial en un paciente joven cuando aparece una combinación
de síntomas que afectan a distintos tejidos, com o una
miopatía proxim al progresiva, alteración endocrina, crisis epilépticas
y alteraciones cognitivas. También puede hacer sospechar
una citopatía mitocondrial síntomas únicos, com o oftalmoplejía
externa progresiva, retinopatía pigmentaria, combinada
con otras alteraciones neurológicas o con epilepsia mioclónica
con una elevación de lactato plasmático.
Las enferm edades m itocondriales se pueden presentar a
cualquier edad, pero se puede considerar que si se afecta al
ADN nuclear aparece en la infancia, pero si se afecta al ADNmt,
la aparición es más tardía o, incluso, en edad adulta. El ADNmt
se replica, incluso, en las células que no se dividen. Por ello, el
grado de heteroplasmia en un tejido que no se divide, com o el
músculo esquelético o nervioso, puede cam biar con el tiempo
si el AD N m t norm al y mutado tienen distinta tasa de replicación.
De esta form a pueden aparecer síntomas tardíos.
En algunas ocasiones, las enfermedades mitocondriales se
pueden asociar con un síndrome. Tal y como se ha descrito anteriormente,
el bloqueo energético se manifiesta cuando se supera
cierta proporción de ADNmt mutado y varía según los tejidos.
Por ejemplo, el umbral es más bajo en el tejido nervioso o en el
muscular que en otros tejidos con menor demanda energética.
Un rasgo m orfológico com ún, aunque no patognom ónico,
cuando hay alteración m uscular desarrollada, es la aparición
de fibras rojas rasgadas, que son fibras m usculares con una
acum ulación de m itocondrias con inclusiones densas bajo el
sarcolem a y entre las miofibrillas. En estudio anatomopatológico
de las fibras rojas rasgadas se observa que las fibras m usculares
se tiñen de rojo en la tinción tricróm ica modificada de
G om ori. En estas biopsias musculares se suele apreciar inmu-

Capítu lo 35— Enfermedades mitocondriales 413
Tabla 35-2. Clasificación de las enfermedades mitocondriales
ADN
alterado
H erencia G e n e s afe cta d o s En ferm ed ad
ADNm t
M aterna
Espontánea
M utaciones en ARNr
Sordera provocada por aminoglucósidos
Sordera neurosensorial
M utaciones en ARNt
Miocardiopatía hereditaria de forma maternal
Encefalopatía mitocondrial, acidosis láctica y accidentes
cerebrovasculares (M ELAS)
Epilepsia mioclónica con fibras rojas rasgadas (M ERRF)
Diabetes y sordera con herencia materna
Encefalom iopatía
Oftalm oplejía externa progresiva (CPEO)
M utaciones en subunidades
de la OXPHOS
Neuropatía óptica hereditaria de Leber (LHOH)
Neuropatía, ataxia y retinitis pigm entaria (NARP)
Deleciones
Síndrom e de Kearns-Sayre
Síndrom e de Pearson
Oftalm oplejía externa progresiva crónica (CPEO)
Duplicaciones
M iopatía ocular y diabetes mellitus y sordera
ADNn
M endeliana
Subunidades de la OXPHOS
Síndrom e de Leigh
Cardioencefalom iopatía
A trofia óptica y ataxia
Leucodistrofia y epilepsia mioclónica
Proteínas que transfieren moléculas
a la mitocondria
Síndrom e de distonía-sordera
Factores de ensam blaje de las
subunidades de la OXPHOS
Síndrom e de Leigh
Insuficiencia hepática y encefalopatía
Tubulopatía, insuficiencia hepática y encefalopatía
Encefalopatía
Control del ADNm t
Oftalm oplejía externa progresiva
Encefalom iopatía neurogastrointestinal mitocondrial
Síndrom e de depleción del ADNm t con miopatía
Síntesis de proteínas y fosfolípidos
estructurales mitocondriales
Síndrom e de Barth
OXPHOS: fosforilación oxidativa.
nohistoquím icam ente una tinción negativa de la citocrom o
C -oxidasa (que contiene tres subunidades codificadas por el
ADNmt) y elevada para la succinato-deshidrogenasa (codificada
por el ADN nuclear). N o obstante, estas alteraciones m orfológicas
son típicas cuando las alteraciones funcionales en el
músculo son profundas y están desarrolladas, con lo que pueden
estar ausentes en niños o en enfermedades mitocondriales
en que no hay afección muscular.
La gravedad de la enfermedad depende del tipo de mutación,
pero es difícil establecer una relación entre genotipo y fenotipo
ya que varía con el grado de heteroplasmia y los requerim ientos
energéticos del tejido, así com o de la capacidad de las m itocondrias
norm ales del tejido de com pensar la lesión celular.
Debido a estos dos aspectos, las consecuencias de las m utaciones
del ADNmt pueden variar según el órgano afectado, desde
un efecto nulo hasta una incapacidad funcional. Al mism o
tiempo, se puede observar la misma alteración en personas con
síndromes distintos. En muchos pacientes con citopatías m itocondriales
y con un síndrome determinado no se llega a conocer
la causa genética concreta de la deficiencia. La mayoría de
los pacientes con atrofia óptica hereditaria de Leber tienen una
sustitución en la posición 11778 del AD N m t, pero, mientras
que unos pacientes son homoplásmicos, otros, igualmente afectados,
son heteroplásmicos.
Algunas alteraciones m itocondriales pueden deberse al uso
de fármacos análogos de nucleósidos que se utilizan en la terapia
antivírica y antitumoral. Estos compuestos se administran
com o profárm acos, se activan por fosforilación, y pueden causar
una lesión en el ADNmt. Así, la zidovudina, que se emplea
en el tratam iento de los enfermos con V IH , puede causar m iopatía
y fibras rojas rasgadas.
Alteraciones primarias del ADNmt
Las mutaciones pueden afectar a cualquier gen del ADNmt,
com o los codificadores de proteínas de la cadena respiratoria,
del A RN t o del ARNr. Al afectar al ADNmt, todas presentan
una herencia materna. Pueden provocar alteraciones tan diferentes
como diabetes mellitus, sordera, cardiomiopatía, epilepsia,
etc. Así, por ejemplo, la secreción de insulina en respuesta
a la hiperglucemia depende de la relación entre AD P y ATP en
las células p del páncreas. Por ello, una alteración mitocondrial
en estas células afectará a la respuesta insulíníca (fig. 35-6).

414 Parte IV— Elementos de patología molecular
Sordera provocada
por aminoglucósidos
y enfermedad de Parkinson
MELAS
y mioglobinuria
Miopatía
yCPEO
Enfermedad de Leigh, MELAS
Cardiomiopatía
CPEO, LHON, MELAS,
miopatía, cardiomiopatía,
diabetes y sordera
Cardiomiopatía y LHON
Miopatía, MELAS, LHON
y enfermedad de Parkinson
LHON, MELAS, diabetes
y distonía
Enfermedad
de Leigíi y
MELAS
Mioglobinuria,
enfermedad
motoneuronal
y anemia
sideroblástica
Cardiopatía y mioclonía
Cardiomiopatía, CPEO,
miopatía y anemia
sideroblástica
Diabetes y sordera
LHON y miopatía
Miopatía, encefalomiopatía
y enfermedad multisistémica
LHON
Cardiomiopatía, sordera, MERRF,
MELAS y CPEO
NARP, MILS
Enfermedad de Leigíi
y mioglobinuria
Epilepsia mioclónica progresiva
y atrofia óptica
Cardiomiopatía
Figura 35-5. Enfermedades asociadas con el ADN mitocondrial. KSS: síndrome de Kearns Sayre (del ingés, Kearns Sayresyndm me)', LHON, neuropatía
óptica [Hereditaria de Leber (del inglés, Leber's hereditaryoptic neuropathy)' MELAS: miopatía mitocondrial, encefalopatía, acidosis láctica y síntomas
similares a accidentes vasculares cerebrales (del inglés, m itochondrialencephalom yopathy-lactic addosis-andstroke-like symptoms)', MERRF, epilepsia
mioclónica con fibras musculares raged-red (rojo desigual; del inglés, m yo d o n u s epilepsy raged re d fíbers); MILS: síndrome de Leigh de herencia
materna (del inglés, maternal inherited Leigh syndrome)', NARP: neuropatía, ataxia y retinitis pigmentaria (del inglés, neurogenic weakness, ataxia and
retinitis pigm entosa)' CPEO: oftalmoplegia crónica progresiva (del inglés chronicProgressive externa! ophthalm oplegia).
También existen alteraciones del ADNmt debido a reorganizaciones,
en las cuales la mayoría de las del ADNmt son deleciones
Y unas pocas, duplicaciones. Las deleciones implican la
pérdida de uno o varios genes mitocondriales dada la compactación
del ADNmt. N orm alm ente, en el paciente hay un solo
tipo de deleciones, con un tam año muy variable, que alcanza
incluso el 50%. Estas alteraciones son siempre heteroplasmias y
suelen ser espontáneas y se producen en el ovocito o en una etapa
de desarrollo precoz. Suelen presentarse entre la región que codifica
el citocrom o b del complejo citocrom o C-reductasa y la
subunidad I de citocrom o C-oxidasa. La gravedad de la enfermedad
aumenta con la edad ya que el porcentaje de m itocondrias
con ADNmt con deleción aumenta por mayor velocidad
de replicación. Existen dos fenotipos fundamentalmente:
L Cuando afecta a los niños, suele ser progresiva y afectar a
muchos órganos.
2. Cuando afecta a adultos, suele evolucionar más lentamente
y ser neuromuscular.
Enfermedades mitocondriales causadas
por mutaciones en el ADN nuclear
El A D N nuclear cod iñ ca la m ayoría de las enzim as de la
cadena respiratoria, así com o otras enzimas y factores necesarios
para el funcionamiento del ADNmt y que son importados
a la m itocondria desde el citoplasma. Así pues, podemos distinguir
tres tipos de alteraciones:
L La alteración de proteinas nucleares que regulan el ADNmt
produce enfermedades autosómicas, que causan deleciones
múltiples o m enor núm ero de copias ADNmt. Entre ellas
está la oftalmoplejia externa progresiva crónica, en la cual
la mayoría de las formas de carácter autosómico dominante
se deben a m utaciones en los genes nucleares A D N polim
erasa y, translocador de nucleótidos de adenina, y de la
helicasa Twinkle. Esta proteína tiene un papel im portante
en el mantenim iento de la integridad del ADNmt.
2. También en el ADN nuclear se encuentran genes que codifican
proteínas que participan directam ente com o subunidades
en la cadena respiratoria m itocondrial o en el
ensam blaje de estas subunidades, com o la S U R Fl o la
COXIO. Las mutaciones en estas proteínas causan citopatías
m itocondriales de carácter autosómico recesivo. Así,
la deficiencia aislada del complejo I m itocondrial suele ser
causado p o r m utaciones nucleares. El déficit aislado de
com plejo IV asociado con un síndrom e de Leigh es, la
mayoría de las veces, causado por mutaciones en la proteína
de ensamblaje SU R FL
3. Además, en el núcleo se producen proteínas que participan
en la im portación de proteinas a la m itocondria, com o la

Capítu lo 35— Enfermedades mitocondriales 415
Tabla 35-3. Tejidos afectados
por las citopatías mitocondriales
y alteraciones más frecuentes
Glucosa
Tejido afectado
Músculo esquelético
Corazón
Sistema nervioso central
Sistema nervioso periférico
Sistema endocrino
Ojo y oído
Hígado
Riñón
Sangre
Alteraciones más comunes
Debilidad
Intolerancia al ejercicio
Hipotonía
M iopatía proximal
Cardiom iopatía hipertrófica
Arritm ia
Mioclonía
Epilepsia
Demencia
Ataxia
Ictus
Neuropatía axonal
Alteración de la movilidad
gastrointestinal
Diabetes
Hipoparatiroidismo
Infertilidad
Neuropatía óptica
Ptosis
Oftalm oplejía
Retinopatía
Sordera sensorineural
Cirrosis
Insuficiencia hepática
Síndrom e de Fanconi
Alteración glom erular
Anem ia
Figura 35-6.
Las mutaciones del ADNmt en las células p del páncreas
pueden causar diabetes mellitus por una producción menor de adenosina
trifosfato (ATP).
Estado redox citosólico y mitocondrial
Las alteraciones en la OXPHOS causan m enor flujo de electrones
desde el NADH hacia el oxígeno, con lo que producen
cambios del estado redox m itocondrial y citosólico habitual.
De esta forma disminuye la relación NADH/NAD"" y, por ello,
es necesario m edir el estado redox citoplasmático y m itocondrial
tanto en ayunas com o posprandiaL La alteración de esta
relación produce una m odificación de la reducción del piruvato
en el citosol a lactato y del acetoacetato en la m itocondria:
L
Citoplasma:
D D Pl. La m utación de esta proteína produce el síndrome
de distonía-sordera, una enfermedad ligada al crom osom a
X recesiva.
LDH
Piruvato -I-NADH -i-H ""---------------»lactato + NAD""
Estado redox citosólico: N A D H / NAD"" = lactato/piruvato.
2. M itocondria:
E stu d io b io q u ím ico gen era l
de las cito p a tía s m ito co n d ria le s
Dada la complejidad de estas enfermedades, la aproxim a­
ción diagnóstica desde el laboratorio es extrem adam ente difícil
y es parte del estudio general del paciente. En ellas solamente
algunas anomalías están presentes {tabla 35-4). Muchas
de las determinaciones bioquímicas son complejas y no están
al alcance de un laboratorio no especializado en este tipo de
enferm edades. N o obstante, el laboratorio puede ayudar a
orientar hacia la m ejor elección de las determ inaciones y las
muestras para conseguir un diagnóstico adecuado.
Las citopatías m itocondriales cuando afectan al m úsculo
producen un increm ento de CK. Este increm ento es elevado
en el caso de oftalm oplejía externa progresiva (CPEO , del
inglés, chTonic Progressive external ophthalmoplegia) e, incluso,
extrem adam ente elevado en el caso de alteraciones debidas a
depleciones del ADNmt. Las pruebas de ejercicio tienen utilidad
en estas miopatías mitocondriales aunque no existe estandarización
de protocolos respecto al tipo e intensidad de ejercicio.
A cetoacetato-
-I-NADH + H"
p-H idroxibutiratodeshidrogenasa
•p-hidroxibutirato
-hNAD"
Estado redox m itocondrial: N A D H / NAD"^ = p-hidroxibutirato/
acetoacetato.
En ocasiones se observa un incremento de lactato y de piruvato
porque la dem anda para la síntesis de ATP conduce a un
incremento de la glucólisis (fig. 35-7). El incremento de lactato
puede observarse en ayunas, tal y com o ocurre en el M ELAS
(del inglés, mitochondrial encephalomyopathy, lactic acidosis,
and stroke-like episodes) por las mutaciones A 3243G o A8344G,
o tras una ingesta o un ejercicio y, en ocasiones, el incremento
de lactato se observa únicamente en líquido cefalorraquídeo y
no en plasma. No obstante, una concentración norm al de lactato
no excluye una citopatía m itocondrial, tal y com o puede
ocurrir en la neuropatía, ataxia y retinitis pigmentaria (NARP).
En otras ocasiones, la acidosis láctica se produce durante una
situación de estrés y existe una elevada variabilidad individual.

416 Parte IV— Elementos de patología molecular
Tabla 35-4. Estudio bioquímico de las citopatías mitocondriales
Estudio Determinación Hallazgos
M etabólico
Lactato/piruvato plasmático basal
y tras ejercicio
Elevación
Lactato en líquido cefalorraquídeo
Elevado
Cuerpos cetónicos plasmáticos
Elevados
Ácidos orgánicos en orina
Perfil anóm alo
Biopsia muscular Microscopia Fibras rojas rasgadas
Inmunohistoquímica
Enzimátíco
Análisis genético
Microscopia electrónica
Tinción intensa de succinato-deshidrogenasa
y negativa de citocromo-oxídasa
Deficiencia de enzimas del complejo
respiratorio
l\/lutaciones, deleciones, duplicaciones
y depleciones
l\/litocondrias anormales con inclusiones densas
y paracristalinas
Neurológico Resonancia m agnética nuclear Focos de lesiones
Atrofia
Pico de lactato
Electromiografía
Perfil miopático
Glucosa NADH + H + NAD +
ivato —
Lactato
Lactato
^ W
Figura 35-7. Hiperlactacidemia y alteración del estado redox en las
citopatías mitocondriales. Aparecen en negrita los compuestos cuya concentración
se puede encontrar elevada en plasma.
En los pacientes con afección cerebral puede ser m ás útil la
determ inación del lactato y piruvato en el líquido cefalorraquídeo
que en el plasma. La técnica de espectroscopia de resonancia
m agnética nuclear permite ver el pico de lactato intracerebral
de form a no invasiva.
O tro dato bioquímico im portante es la producción aum entada
de cetonas tras la absorción, debido al desvío de acetil-
CoA hacia la cetogénesis. El hecho de que se incrementen las
cetonas tras la ingesta es muy llamativo porque esta vía metabólica
se activa en ayunas; por ello, se trata de hipercetonemia
«paradójica» postprandial.
Así pues, puede ser interesante la determ inación de estos
metabolitos en dos situaciones, antes y después de una comida.
Un protocolo estandarizado, m uy útil en niños, consiste en
adm inistrar 2 g/kg de glucosa y determ inar, en condiciones
basales y a la hora, la concentración plasmática de lactato, piruvato,
cuerpos cetónicos y aminoácidos y, en orina, de ácidos
orgánicos. Los pacientes con enferm edades m itocondriales
pueden m ostrar un increm ento excesivo de lactato y de ala-
nina.
En las alteraciones de la fosforilación oxidativa y del ciclo
de Krebs, la relación entre lactato y piruvato es superior a 20
y la relación entre p-hidroxibutirato y acetoacetato es superior
a 4. Una elevación notable de lactato y piruvato sin incremento
de la relación entre lactato y piruvato puede ser sugestiva de
un bloqueo en la parte superior de la ruta m etabólica, com o
una m utación de la enzima piruvato-deshidrogenasa, de enzim
as del m etabolism o del glucógeno o acidem ias orgánicas.
Asim ism o, también se producen hiperlactacidem ias en otro
tipo de situaciones, com o hipoxia, hipoperfusión, insuficiencia
cardíaca o sepsis, o unas condiciones preanalíticas inadecuadas.
Perfil de ácidos orgánicos en orina
En estas alteraciones del metabolismo energético se produce
frecuentemente una alteración del ciclo de Krebs y de la oxidación
de piruvato, con lo que aparecen en orina derivados de
interm ediarios del ciclo de Krebs, com o malato y fum arato.

Capítu lo 35— Enfermedades mitocondriales 417
lactato y cuerpos cetónicos. También aparecen ácidos orgánicos
dicarboxílicos, com o los ácidos adípico y sebácico.
Análisis enzimático
En los pacientes en que existe una elevada sospecha de alteración
mitocondrial es necesario realizar estudios enzimáticos
o m oleculares. Algunas alteraciones del ADNmt se pueden
analizar en células de sangre periférica, com o el síndrome de
Pearson, pero la mayoría son específicos del tejido. Cuando
existe una alteración muscular, se puede realizar un estudio
en una biopsia en el m úsculo afectado. Si no se va a realizar la
determ inación enzim ática de form a inm ediata, es necesario
que, tras la obtención, se ponga la muestra lo más rápidamente
posible a -7 0 '’C y se mantenga congelada para evitar la alteración
de las enzimas.
Las actividades enzimáticas se determ inan en un homogenado
enriquecido en m itocondrias de la biopsia congelada. En
éste se suelen m edir por métodos espectrofotométricos las actividades
piruvato-deshidrogenasa, complejo II, complejo IV y
la actividad conjunta de los complejos I + III y II + III. Tam ­
bién se determina la concentración de coenzim a Q. Para norm
alizar las actividades enzimáticas respecto a la cantidad de
mitocondrias, se determ ínala actividad citrato-sintasaya que
esta enzima es un indicador de la riqueza en m itocondrias del
homogenado. De esta forma, la actividad enzimática se informa
com o m U /U citrato-sintasa.
También se suele obtener una biopsia de piel para el cultivo
de fibroblastos y la determinación en éstos de las enzimas de
la cadena respiratoria m itocondrial. En este caso, la muestra
se coloca en un medio de cultivo y se m antiene a tem peratura
ambiente hasta la puesta en cultivo de los fibroblastos, que ha
de ser durante los dos días siguientes.
La detección de una baja actividad enzimática de los com ­
plejos de la cadena respiratoria m itocondrial en una biopsia
m uscular es, en muchas ocasiones, diagnóstica, aunque, si la
m utación es leve, puede detectar una actividad norm al. Adem
ás, dada la complejidad de los sistemas enzimáticos, encontrar
una deficiencia no implica un defecto molecular. Así, en
algunos síndromes de Leigh, el defecto enzimático encontrado
puede ser del complejo I o III mientras que la deficiencia puede
ser en el complejo V. Es posible que estas deficiencias encontradas
sean secundarias al defecto primario; también una deficiencia
puede aumentar la fragilidad mitocondrial, con su inactivación
durante el proceso de aislam iento. H ay que tener
en cuenta que una actividad n orm al no excluye una alteración
debido a la diferente distribución hística del ADNmt
mutado.
Análisis genético
Asim ismo, cada vez son m ás frecuentes los estudios m oleculares.
Los estudios genéticos incluyen el análisis de m utaciones
puntuales, deleciones, duplicaciones o pérdida del
ADNmt.
Si se sospecha una m utación del ADN nuclear, se puede llevar
a cabo el estudio en leucocitos, pero si la sospecha es de
una alteración del ADNmt, es necesario acudir a una biopsia
muscular, especialmente para investigar deleciones o duplicaciones.
Al igual que en la situación anterior, es necesario realizar
el análisis en los tejidos más afectados ya que en éstos se
encontrarán m ás m itocondrias con el ADNmt afectado. Por
ello es recomendable realizar en la m ism a biopsia el análisis
enzimático y molecular. El empleo de sangre no es adecuado
ya que, debido al elevado recambio celular, el número de mutaciones
puede ser bajo. Hay que tener en cuenta que la mayoría
de las m utaciones del A D N m t no causan enferm edad y, de
hecho, existe una variación norm al de unos 70 nucleótidos
entre personas. Para considerar que una m utación causa una
enferm edad, ésta ha de estar presente únicam ente en los
pacientes y afectar a etnias diferentes.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Campos Y, Pineda M, García Silva MT, Montoya J, Antoni LA. Protocolo de
d ií^ ó stico y tratamiento de las enfermedades mitocondriales. Asociación
Española para el Estudio de los Errores Congénitos del Metabolismo
(AECOM). Disponible en; http://www.ae3com.0rg/recm:sos-protocolo.plip.
Debray FG, Lambert M . Mitchell GA. Disorders of m itoctondrial function.
Curr Opin Pediatr 2008; 20; 471-482.
González de Buitrago fM. Medina Jiménez JM (eds.). Patología molecular.
Madrid: McGraw-Hill/Interamericana, 2001.
Montoya J et al. Enfermedades metabólicas por alteración del ADN mitocondrial.
En: Sanjurjo P, Baldellou A (eds.). Diagnóstico y tratamiento de las
enfermedades metabólicas hereditarias, 2.* edición. Madrid: Ergón, 2006.
Montoya J, López-Pérez MJ. ADN mitocondrial humano y enfermedades
genéticas. En; González Sastre P, Guinovart JJ (eds.). Patología molecular.
Barcelona; Masson, 2003.
Reeve AK, Krislinan KJ, TurnbuU D. Mitochondrial DNA mutations in disease,
aging, and neurodegeneration. Ann N Y Acad Sci 2008; 1147; 21-29.
Schmiedel J, Jackson S, Scháfer J, Reichmann H. Mitochondrial cytopathies.
J Neurol 2003; 250:267-277.

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Capítulo
Enfermedades lisosomales
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Lisosom as 419
Transporte de enzimas al lisosoma 420
Características generales de las enferm edades
lisosom ales 420
Causas de las enfermedades lisosomales 420
Clasificación de las enfermedades lisosomales 421
Manifestaciones de las enfermedades lisosomales 421
D iagnóstico bioquím ico de las enferm edades
lisosom ales 423
Tratam iento de las enferm edades
lisosom ales 424
M ucopolisacaridosis 424
Cribado en orina de las mucopolisacaridosis 426
E sfin g o lip id o sis 426
Estructura y catabolismo de los esfingolfpidos 426
Deficiencia de glucocerebrosidasa (enfermedad de Gaucher) 427
Deficiencia de esfingomielinasa (enfermedad
de Niemann-Pick) 427
Deficiencia de ariisulfatasa A (leucodistrofia metacromática) 427
Deficiencia de N-acetilhexosaminidasa (gangliosidosis GM2) 428
O ligo sacarid o sis 428
Enferm edades por alteración de las proteínas
de m em brana 428
Referencias adicionales 428
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Conocer cómo se procesan las enzimas hacia los lisosomas.
• Explicar las causas y las manifestaciones clínicas
de las enfermedades lisosomales.
• Conocer los tipos de estudios bioquímicos
de las enfermedades lisosomales y cómo se aplican
en el diagnóstico.
• Describir los principales tipos de enfermedades lisosomales,
con ejemplos de cada uno de ellos.
Liso so m as
Los lisosom as son unos orgánulos intracelulares que se
encuentran de forma abundante en todas las células, especialmente
en las células fagocíticas, excepto los hematíes. Los lisosomas
que se form an a partir del aparato de Golgi se llaman
lisosomas primarios y, cuando se fusionan con las vesículas que
contienen el material que debe degradarse, se llaman lisosomas
secundarios o fagolisosomas. A diferencia del citosol, el pH del
lisosoma está en torno a 4,5 y se mantiene por una bomba de
protones dependiente de adenosina trifosfato (ATP) que está en
la mem brana del lisosoma. En la mem brana, también existen
transportadores específicos para la salida de los productos finales
de la degradación, com o los aminoácidos o el ácido siálico.
En los lisosomas se produce la degradación de diversos com ­
puestos procedentes del m edio extracelular o de la propia
célula. El m aterial extracelular puede en trar p o r vesículas
endocíticas recubiertas de clatrina, formadas por la membrana
celular, o por fagocitosis, por la cual se captan los m icroorganism
os y los restos celulares. Los lisosomas también captan el
material intracelular por un proceso de autofagia. Para llevar
a cabo esta degradación, los lisosomas tienen un conjunto de
enzimas hidrolíticas que sólo actúan en este ambiente ácido.
Todas las enzimas son hidrolasas, encargadas de rom per los
enlaces am ida, éster u otros enlaces mediante la adición de
agua y son, entre otras, nucleasas, fosfatasas, glucosidasas, esterasas
o algunas proteasas. Algunas hidrolasas de esfingolípidos
requieren la existencia de proteínas activadoras llamadas
saposinas, que están codificadas en dos genes: uno para la proteína
activadora de GM 2 y otro para la prosaposina, que se
procesa a cuatro saposinas hom ólogas (A, B, C y D). O tras
hidrolasas funcionan form ando complejos multienzimáticos
asociados con una proteína. Así, las enzimas ^-galactosidasa

420 Parte IV— Elementos de patología molecular
Núcleo
@
N-Acetilglucosamina
O Mañosa
Figura 36-1.
Transporte de enzimas al lisosoma mediado por el receptor de manosa-6 -P. Síntesis en el retículo endoplásmico. 2. Procesamiento en
el aparato de Golgi: adición de manosa-6 -P y unión al receptor. 3. Formación del lisosoma: acidificación del lisosoma, liberación de enzima y pérdida
del fosfato. ADP: adenosina difosfato; ATP: adenosina trifosfato.
yN -acetilneuram inidasa (sialidasa) forman un complejo multienzimático
con la catepsina A, una proteína que las estabiliza
y perm ite la actividad hidrolítica de estas glucosidasas.
Transporte de enzimas al lisosoma
Los lisosomas contienen alrededor de 5 0 -6 0 enzimas de tipo
hidrolasa necesarias para degradar el material internalizado y
unas siete proteínas integrales de membrana. Las enzimas lisosomales
se sintetizan com o proenzimas en el retículo endoplásm
ico rugoso, donde son N-glucosiladas y pierden la secuencia
señal (fig. 36-1). El transporte de la mayoría de las hidrolasas al
lisosoma está mediado por el receptor de m anosa-6 -P. U na vez
que pasan al aparato de Golgi los extrem os de m añosa de las
enzimas lisosomales se fosforilan por la enzima N-acetilglucosam
inil-l-fosfotransferasa. Esta enzima está unida a la m em ­
brana y tiene un dominio que reconoce la estructura tridimensional
de las enzim as lisosom ales, y otro dom inio con la
actividad catalítica. Los residuos de m anosa-6 -P formados se
unen a receptores específicos localizados en las membranas de
trans-G olgi. Algunas enzimas con los restos de m anosa- 6 -P
salen al exterior, pero son capturadas por los receptores de
m anosa-6 -P que están en la superficie celular. Posteriormente,
las enzimas son empaquetadas, forman los lisosomas primarios
y los receptores recirculan al aparato de Golgi o a la superficie
celular.
Algunas enzimas no se transportan al lisosoma por el receptor
de manosa-6 -P, como en el caso de la glucocerebrosidasa, que es
una enzima que se encuentra en la membrana del orgánulo.
El paso final de las enzimas comprende una proteólisis, plegamiento
y agregación, tras lo cual la enzima ya queda activa
en el lisosoma.
C a ra cte rística s g en era le s
de las e n fe rm e d a d e s liso so m ales
Las enfermedades lisosomales son alteraciones congénitas
degenerativas raras con una incidencia individual
aproxim ada de 1/100.000 nacim ientos. La de m ayor
prevalencia es la enfermedad de Gaucher. Sin embargo, debido
a su gran variedad, la incidencia en conjunto es, aproxim adamente,
de 1/5.000 nacim ientos e, incluso, puede haber mayor
incidencia en determinados grupos étnicos o geográficos. Por
ejemplo, las deficiencias de hexosaminidasa A {enfermedad de
Tay-Sachs) o de glucocerebrosidasa (enfermedad de Gaucher)
tienen una incidencia de 1 caso cada 6 0 0 -9 0 0 nacim ientos en
la población judía de origen centroeuropeo, m ientras que
en la población general es inferior a 1 caso por 40.0 0 0 nacimientos.
O tro ejemplo es la galactosialidosis, que tiene mayor
incidencia en la población de origen japonés.
Las enfermedades lisosomales se heredan de m anera autosóm
ica recesiva y solamente tienen una herencia ligada al crom
osom a X las enfermedades de Danon, de Hunter (mucopolisacaridosis
II) y de Fabry.
Causas de las enfermedades lisosomales
Estas enfermedades son normalmente monogénicas, esto es,
causadas por mutaciones en un solo gen, aunque en la mayoría
hay gran variedad de mutaciones entre distintos pacientes. Éstas
incluyen sustituciones, mutaciones sin sentido, de desplazamiento
de m arco de lectura, inserciones o deleciones. Algunas
de ellas llevan a una pérdida completa de actividad enzimática
mientras que en otras existe cierta actividad residual.
Las causas de las enfermedades lisosomales pueden deberse
a (fig. 36-2):
1. M utaciones de un gen que codifica una hidrolasa, que conlleva
la falta de la enzima o una baja actividad catalítica, lo
cual es la causa de la mayoría de las alteraciones lisosomales
(p. ej., enfermedad de Niemann-Pick).
2. M utación de un gen que codifica una proteína activadora
de la actividad hidrolítica de la enzim a lisosontal (p. ej.,
deficiencia de la proteína activadora de GM2).
3. Alteraciones en el plegamiento de las enzim as en el retículo
endoplásmico (enfermedad de Gaucher) o glucosilación en
el aparato de Golgi.
4. Alteración en el direccionamiento de las enzimas hacia los
lisosomas (mucolipidosis II).

Capítu lo 36— Enfermedades lisosomales 421
ADN
Alteraciones en
el direccionamiento
de la enzima al lisosoma
Enzima inestable
en el lisosoma
Ausencia
del activador
de la/enzima
Mutación
en el gen
que codifica
la hidrolasa
Alteraciones
en los transportadores
o proteínas
de membrana
Núcleo
Aparato de Golgi
Lisosoma
Figura 36-2.
Tipos de alteraciones en las enfermedades lisosomales.
5.
6.
N o se form an complejos multienzimáticos y las enzimas son
inestables en el lisosoma (galactosialidosis).
M utaciones en transportadores de m em brana (cistinosis) o
proteínas necesarias para la función del lisosoma (enfermedad
de Danon).
Puesto que las enzimas son, en su mayoría, exohidrolasas y
actúan de manera secuencial, la deficiencia de una enzima bloquea
toda la degradación posterior. De esta forma, los compuestos no
degradados que son sustratos de la enzima deficiente se acumulan
en el lisosoma, sin que esto afecte a la velocidad de síntesis de la
macromolécula. Asimismo, en algunas enfermedades una única
alteración puede causar una deficiencia de varias enzimas:
1. La mucolipidosis II es una enfermedad causada por una deficiencia
de N-acetilglucosaminil-l-fosfotransferasa, a causa
de la cual no se fosforilan los residuos de mañosa de las enzimas
lisosomales, con lo que no se forma la señal localizadora
para que sean transportadas a los lisosomas. Com o consecuencia,
las enzimas lisosomales se secretan al exterior celular
en lugar de dirigirse a los lisosomas, donde se produce
una gran acumulación de macromoléculas no degradadas.
En estos pacientes, las actividades de estas enzimas son muy
bajas intracelularmente, pero son elevadas en suero.
2. La galactosialidosis, que se debe al déficit de la catepsina
A, causa un defecto combinado de p-galactosidasayN -acetilneuraminidasa
ya que se produce la degradación proteolítica
acelerada de los monóm eros de dichas enzimas que
son inestables en el lisosoma. De este m odo se produce una
acum ulación de oligosacáridos y de glicolípidos que contienen
ácido siálico.
I 3. La deficiencia múltiple de sulfatasas se debe ala deñciencin de
i la enzima generadora de Ca-formüglicina. Esta enzima modi-
I fica postraduccionalmente en el retículo endoplásmico un resi-
'8 dúo de cisteína del centro catalítico de las sulñitasas a Ca-for-
§ milglicina. La alteración de esta enzima causa una deficiencia
3 múltiple de 13 sulfatasas, algunas de eUas no lisosomales.
soma y, aproximadamente, dos terceras partes corresponden a
defectos en las hidrolasas. Habitualmente se han clasificado según
el metabolito acumulado en el interior de los lisosomas (tabla 36-1).
Sin embargo, esta clasificación tiene el inconveniente de que un
mismo defecto enzimático puede causar la acumulación de diversos
tipos de moléculas cuando la enzima actúa sobre diferentes tipos
de sustratos. Por ejemplo, la deficiencia de p-galactosidasa (gangliosidosis
GMl) se clasifica como una esfingolipidosis porque causa
la acumulación del gangüósido GM l, pero también se acumulan
otros compuestos que tienen un residuo de galactosa en posición
terminal, como en el caso de a^uno de los metabolitos del queratán-sulfeto.
La acumulación de estos compuestos en las células nerviosas
provoca la aparición de síntomas neurológicos.
Un segundo tipo de clasificación se ha basado en el mecanismo
del defecto, independientemente del sustrato que se acumula. Por
ejemplo, todas las alteraciones causadas por un defecto enzimático
se agruparían conjuntamente, con independencia del material
acumulado. Además, existen defectos descritos por el material
acumulado antes que se conociera la alteración enzimática, lo que
ha generado clasificaciones equívocas (p. ej., mucolipidosis II en
el defecto del receptor de manosa-6 -P).
U na posible clasificación de las enfermedades lisosomales
podría ser:
1. Deficiencia de enzim as que degradan glucosaminoglucanos
(mucopolisacaridosis).
2. Deficiencia de enzim as que degradan esfingolípidos (esfingolipidosis).
3. Deficiencia de enzim as que degradan oligosacáridos (oligosacaridosis):
se acum ulan oligosacáridos y glicoproteínas
complejas.
4. Deficiencia a causa de una alteración en el direccionamiento
de las enzim as hidrolíticas lisosomales.
5. Deficiencia p o r la falta de lipasa ácida, en que se acumulan
ásteres de colesterol.
6 . Alteraciones en las proteínas de m em brana que participan
en el transporte de los productos de degradación.
Clasificación de las
enfermedades lisosomales
Las enfermedades lisosomales comprenden unas 50 alteraciones
diferentes en el proceso degradativo de macromoléculas en el liso-
Manifestaciones de las
enfermedades lisosomales
Al ser unas enfermedades de depósito de moléculas com ­
plejas en los distintos órganos y tejidos, la enfermedad no se

422 Parte IV— Elementos de patología molecular
Tabla 36-1. Enfermedades lisosomales
Alteración Enzima deficitaria Material acumulado
M ucopolisacaridosis
1(síndromes de Hurler, Scheie
y Hurler-Scheie)
a-lduronidasa
Dermatán-sulfato
Heparán-sulfato
II (síndrome de Hunter) lduronato-2 -sulfatasa Dermatán-sulfato
Heparán-sulfato
III (síndrome de Sanfilippo)
A
B
C
D
IV (síndrome de M orquio)
A
B
Glucosamina-N-sulfatasa
N-acetilglucosaminidasa
Acetil-CoA:a-glucosamina-N-acetiltransferasa
N-acetilglucosamina-6 -sulfatasa
Galactosa-6 -sulfatasa
p-Galactosidasa
Heparán-sulfato
Queratán-sulfato
Condroitín-sulfato
VI (síndrome de Maroteaux-Lamy) Ariisulfatasa B Dermatán-sulfato
V II(S . deSly) p-Glucuronidasa Dermatán-sulfato
Queratán-sulfato
Condroitín-sulfato
IX Hialuronidasa Hialuronato
Esfingolipidosis
Gaucher
p-Glucocerebrosidasa
Saposina C
Glucosilceramida
Niemann-Pick (A y B) Esfingomielinasa Esfingomielina
Krabbe p-Galactosilceramidasa Ceramida
Fabry a-Galactosidasa Globotriasilceramida
Leucodlstrofla metacromátlca Ariisulfatasa A Sulfátidos
Gangliosldosls GM1 p-Galactosidasa Gangliósidos GM1
Gangliosldosls GM2
Tay-Sachs
Sandhoff
Deficiencia del activador GM2
Oligosacaridosis
Hexosaminidasa A
Hexosaminidasas A y B
Proteína activadora de hexosaminidasas
Gangliósidos GM2
y glucolípidos relacionados
Sialidosis N-acetiIneuraminidasa Oligosacáridos
Galactosialidosis
Catepsina A (proteína estabilizadora de [i-galactosidasa
y N-acetilneuraminidasa)
Sialiloligosacáridos
Fucosidosis a-Fucosidasa Oligosacáridos
Glucopéptidos
Glucolípidos
a-Manosidosis a-Manosidasa Oligosacáridos
p-Manosidosis p-Manosidasa Oligosacáridos
Aspartilglucosaminuria Aspartilglucosaminidasa Glucopéptidos
A lteraciones en e l direccionam iento de enzim as
Mucolipidosis II y III N-acetilglucosaminil-1-fosfotransferasa Oligosacáridos
Mucopolisacáridos
Lípidos
Lipidosis
Enferm edad de W olm an Lipasa ácida Ésteres de colesterol
y triglicéridos
Lipofuscinosis ceroide neuronal (CLN)
A lteraciones de proteínas de m em brana
Proteína palmitoiltioesterasa-1 (CLN1)
Tripeptidil-aminopeptidasa-1 (CLN2)
Cistinosis Cistinosina (transportador de cistina) Cistina
Lipofuscina ceroide
Continúa en página siguiente

Capítu lo 36— Enfermedades lisosomales 423
Tabla 36-1.'Enfermedades lisosomales (continuación)
Alteración Enzima deficitaria Material acumulado
Enferm edad de Niemann-Pick C (NPC)
NPC1
NPC2
Colesterol
Esfingolípidos
Enferm edad de Danon LAM P2 Restos citoplasmáticos
y glucógeno
Enferm edad infantil de
alm acenam iento de ácido siálico
Enferm edad de Salla
Sialina (transportador aniónico)
Ácido siálico
Mucolipidosis IV M ucolipina 1 (canal catiónico) Lipidos
Mucopolisacáridos
Glucogenosis
G lu co g e n o sis II (Pom pe) a-Glucosidasa ácida (maltasa ácida) Glucógeno
manifiesta en el m omento del nacimiento, sino que aparece de
form a progresiva y variable al ir acum ulándose el material no
degradado. El alm acenam iento del m aterial en el lisosom a
causa un aum ento del tam añ o y el núm ero de éstos. Sin
embargo, no parece que la simple lesión m ecánica por la acum
ulación de material sea la causante de la gran variedad de
síntomas. Probablemente se produzcan alteraciones secundarias
tanto bioquímicas com o estructurales debido a la activación
de otras rutas bioquímicas, m odificación de la expresión
génica y defecto en la autofagia. La respuesta inflam atoria que
se produce com o respuesta a la lesión celular también contribuye
a la lesión (fig. 36-3).
El diagnóstico clínico es complejo debido a la variabilidad
de las manifestaciones clínicas entre los distintos grupos y las
características progresivas de las enfermedades. En casi todas
las enfermedades hay manifestaciones infantiles (graves), otras
adultas (suaves) y unas juveniles, intermedias entre ambas. Las
enzimas lisosomales se expresan en casi todas las células, pero
los sustratos sobre los cuales actúan tienen una distribución
menos generalizada, lo que determ inará el tejido afectado. Por
ello, los síntom as de las enferm edades lisosomales son muy
variados:
L Sistema nervioso. Casi todas las enfermedades lisosomales
tienen alguna form a con afección neurológica, pero en
algunas de ellas ésta es grave y se presenta en todos los
pacientes. Por ejemplo, los gangliósidos son abundantes en
el sistema nervioso y la alteración de su degradación (esfingolipidosis)
causa enfermedades neurodegenerativas.
2. Tejido m esenquim al, tal y com o ocurre en todas las m ucopolisacaridosis.
El queratán-sulfato o el dermatán-sulfato
son unos glucosam inoglucanos abundantes en el tejido
esquelético y las alteraciones en su degradación causan
im portantes degeneraciones óseas y articulares.
3. Sistema reticuloendotelial, tal y como ocurre en numerosas
esfingolipidosis.
Algunas veces, la actividad enzimática residual puede explicar
la gravedad clínica de m odo que la deficiencia m ás grave
se asocia con las formas infantiles. Sin embargo, en otras o casiones
existe una variedad fenotipica influenciada por factores
epigenéticos y ambientales. De hecho, se ha observado en algunas
enfermedades que existen individuos asintomáticos aun-
Figura 36-3.
lisosomales.
Acumulación de productos
no degradados en el lisosoma
Alteraciones celulares asociadas con las enfermedades
que tienen la m ism a m utación que otro con un fenotipo
grave.
D ia g n ó stico b io q u ím ico
de las e n fe rm e d a d e s liso so m ale s
Puesto que existe gran solapamiento en las características
clínicas de las diferentes enfermedades lisosomales, el estudio
bioquím ico es muy im portante para llegar a un diagnóstico
certero. El análisis bioquímico comprende:
L Análisis químico de las macrom oléculas no degradadas.
2. Análisis enzimático.
3. Análisis del A D N para detectar las mutaciones.
Existen pruebas de detección sistem ática en orina que se
basan en el análisis de sustratos secretados en orina, com o los
glucosaminoglucanos o los olígosacáridos. U na vez que se han
detectado las elevaciones en orina, se realizan técnicas crom a-
tográficas cuantitativas. De esta form a se pueden identificar
los grandes grupos de enfermedades lisosomales, com o mucopolisacaridosis
o mucolipidosis. Sin embargo, hay que tener
en cuenta que puede haber individuos afectados sin excreción
elevada de m acrom oléculas. También es im portante la determ
inación de los depósitos lisosómicos en biopsia si hay accesibilidad
al tejido en que se acum ula. Esto es especialmente

424 Parte IV— Elementos de patología molecular
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Figura 36-4.
Paciente Heterocigoto Control
Análisis enzimático de las enfermedades lisosomales.
útil en algunas enferm edades, com o la enferm edad de Gaucher,
en que se pueden observar los macrófagos típicos.
El análisis enzimático es fundamental y permite el diagnóstico
definitivo. Para ello se emplea com o espécimen piel (fibroblastos)
o sangre (leucocitos y plasma). La determ inación se
realiza midiendo la hidrólisis de un sustrato natural o sintético
mediante técnicas colorim étricas o fluorimétricas (ñg. 36-4) y
en la mayoría de los pacientes existe una notable diferencia de
actividad enzimática respecto a los individuos control. Muchas
veces, los portadores heterocigóticos tienen una actividad enzim
ática que se solapa con los pacientes control. Algunas deficiencias
enzim áticas se deben a la ausencia de una proteína
activadora y, en este caso, es de gran utilidad el empleo de sustratos
marcados radiactivamente y analizar su degradación en
un cultivo de fibroblastos obtenidos de una biopsia del paciente.
El análisis enzimático se puede com plem entar con el genético
aunque éste no se emplea com o prim era aproxim ación
diagnóstica. U na vez que se ha identificado la m utación, se
puede analizar a los pacientes de riesgo en una m ism a familia.
El análisis puede facilitarse si el gen tiene varias mutaciones
conocidas. N o obstante, puede ser difícil diferenciar la m utación
com o causante de la enferm edad lisosom al o com o un
polim orfism o sin consecuencia.
El cribado neonatal de estas enferm edades no se realiza,
excepto en aquellas poblaciones en que la prevalencia de alguna
de estas enfermedades es excepcionalmente elevada.
Tratam iento de las
e n fe rm e d a d e s liso so m ales
El tratam iento de estas enfermedades lisosomales se divide
en el que está destinado a aliviar los síntomas y el que intenta
Tabla 36-2. Tipos de glucosaminoglucanos
Mucopolisacárido
Azúcar
Heparán-sulfato N-Ac-glucosamina Ácido idurónico
Dermatán-sulfato N-Ac-galactosamina Ácido idurónico
Condroitín-sulfato N-Ac-galactosamina Ácido glucurónico
Queratán-sulfato N-Ac-glucosamina Galactosa
corregir la causa. Sin embargo, en la mayoría de las enfermedades
las opciones terapéuticas son lim itadas. De los tratamientos
sintom áticos, la esplenecnotomía se realiza con frecuencia
y también, en algunas enfermedades, el trasplante de
médula ósea. U na terapia inicialmente prom etedora es la terapia
génica aunque los resultados actualm ente son muy lim itados.
Dentro de este segundo tipo de tratam iento, se ha intentado
corregir la falta enzim ática. Los tratam ientos de reem plazo
enzim ático se han realizado sobre la base de que solamente
entre el 1 y el 5% de la actividad enzimática es suficiente para
corregir el defecto. En alguno de estos trastornos (enfermedad
de Gaucher, de Eabry y mucopolisacaridosis I, II y IV) es posible
una terapia de sustitución enzim ática con enzimas recom -
binantes adm inistradas por vía intravenosa. Estas enzimas
adm inistradas deben poseer en su estru ctu ra residuos de
m anosa-6 -P de m anera que sean dirigidas a los lisosomas.
A lgunas deficiencias de enzim as lisosom ales se deben a
mutaciones que causan un plegamiento inadecuado, pero el
centro activo perm anece funcional. Estas deficiencias pueden
ser tratadas con moléculas que actúan com o chaperonas que
estabilizan la enzima y facilitan el plegamiento adecuado.
O tra aproximación terapéutica se basa en disminuir las rutas
metabólicas implicadas en la acum ulación de sustratos en el
lisosoma. Un ejemplo de ello son los inhibidores de la glucosiltransferasa
de ceramida, que es la prim era enzima implicada
en la glucosilación de la ceramida.
M u co p o lisacarid o sis
Los glucosaminoglucanos o mucopolisacáridos son polisacáridos
largos que se encuentran en la m atriz extracelular y
están form ados por la repetición de un disacárido, en el cual
uno de los monóm eros es N-acetilglucosam ina o N-acetilgalactosam
ina. En la tabla 36-2 se indican los principales m ucopolisacáridos
con sus componentes. Obsérvese que una misma
enzima puede participar en la degradación de varios m ucopolisacáridos
(fig. 36-5A -C).
Las mucopolisacaridosis tienen su origen en la alteración de
una enzima hidrolítica de los glucosaminoglucanos, que causa
la acum ulación selectiva de un tipo de glucosaminoglucano o
de varios de ellos en los lisosomas. Existen 10 defectos enzim
áticos (4 glucosidasas, 5 sulfatasas y 1 transferasa) que se
clasifican en 6 mucopolisacaridosis distintas, en que los fragmentos
no degradados se eliminan en grandes cantidades por
orina.
Las m ucopolicasaridosis son enfermedades degenerativas
progresivas, sin picos de empeoramiento ni de mejoría, y con
afectación multisistémica. Así, afectan al esqueleto y provocan
m alform aciones en el sistema cardiovascular y en el aparato
digestivo, así com o organomegalia (p. ej., hepatomegalia o cardiomegalia)
y disfunción en el tejido u órgano afectado. Cuando
se acum ula heparán-sulfato se produce retraso mental.
1. M ucopolisacaridosis I, que incluye los síndrom es de H ur-
1er, Scheie y H urler-Scheie. Se debe a un déficit de la
enzim a a-id uron idasa cuyo gen se encuentra en 4p l6.3.
El déficit de a-id u ron id asa provoca la acum ulación de
derm atán-sulfato y heparán-sulfato. El síndrome de Hur-
1er es la mucopolisacaridosis más grave. Los síntomas aparecen
antes del prim er año de vida. La muerte del paciente

Capítu lo 36— Enfermedades lisosomales 425
ldürónico-S0 4 ‘
N-Acetilglucosamina-N-S0 4 '
Glucuronato
N-Acetilglucosamina-6 -S0 4 ‘
Ácido glucurónico
A) Iduronato-sulfatasa (síndrome de Hunter)
B) a-lduronidasa (síndrome de Hurler)
A) Glucosamina-N-sulfatasa (síndrome de Sanfilippo A)
B) Acetil-CoA: a-glucosamina N-acetiltransferasa (síndrome de Sanfilippo C)
C) N-Acetilglucosaminidasa (síndrome de Sanfilippo B)
p-Glucuronidasa (síndrome de Sly)
A) Glucosamina-6 -sulfatasa (síndrome de Sanfilippo D)
B) N-Acetilglucosaminidasa (síndrome de Sanfilippo B)
Figura 36-5A. Degradación del heparán-sulfato. Se indican en rojo las alteraciones enzimáticas.
ldurónico-S0 4 ‘
A) Iduronato-sulfatasa (síndrome de Hunter)
B) a-lduronidasa (síndrome de Hurler)
N-Acetilgalactosamina-S0 4 ‘
A) N-Acetilgalactosamina-sülfatasa (síndrome de Maroteaux-Lamy)
B) N-Acetilhexosaminidasa (síndrome de Sanfilippo B)
Glucuronato
p-Glucuronidasa (síndrome de Sly)
N-Acetilgalactosamina-4-sulfato
Figura 36-5B. Degradación del dermatán-sulfato. Se indican en rojo las alteraciones enzimáticas.
Galactosa-6 -S0 4 ‘
N-acetilglucosamina-6 -S0 4 ‘
A) Galactosa-6 -sulfatasa (síndrome de Iviorquio A)
B) p-Galactosidasa (síndrome de Morquio B)
A) Glucosamina-6 -sülfatasa (síndrome de Sanfilippo D)
B) N-Acetilglucosaminidasa (síndrome de Sanfilippo B)
Galactosa
p-Galactosidasa (síndrome de Morquio B)
N-Acetilgalactosamina-6 -sulfato
Figura 36-5C. Degradación del queratán-sulfato. Se indican en rojo las alteraciones enzimáticas.
ocurre, frecuentemente, antes de los 1 0 años debido a problem
as resp iratorios o card íaco s. E n el síndrom e de
Scheie, los síntom as son m ucho m ás leves y de aparición
m ás tardía. Los pacientes alcanzan la edad adulta. El síndrom
e de Hurler-Scheie es una situación interm edia de
las dos anteriores. La esperanza de vida se sitúa al ñnal
de la adolescencia.
Mucopolisacaridosis II o síndrom e de H unter. Es la única
de las mucopolisacaridosis con herencia ligada al crom o­
soma X . Existe un déñcit de la enzima iduronato-2-sulfatasa
que p rovoca la acum ulación de derm atán-sulfato y
heparán-sulfato. La forma grave o A es similar al síndrome
de Hurler aunque con síntomas más leves m ientras que en
la form a menos grave o B el sistema nervioso central apenas
está afectado.
3. M ucopolisacaridosis III o síndrom e de Sanfilippo. Incluye
cuatro subtipos distintos correspondientes a la deficiencia
de cuatro enzimas distintas. El subtipo A, que es el más
grave, corresponde al déñcit de heparán-N-sulfatasa, el B
al de la N-acetilglucosaminidasa, el C al de la N-acetiltransferasa
y el D al de la N -acetilglucosam in a- 6 -sulfatasa.
Todos ellos llevan a la acum ulación de heparán-sulfato.

426 Parte IV— Elementos de patología molecular
Glucocerebrósido
HO-H,C o
Glucosa
Esfingomielina
se pueden detectar cualitativamente mediante la precipitación
de los glucosaminoglucanos con sales de am onio cuaternario,
com o el cetilpiridinio, o la producción de m etacrom asia con
azul de toluidina (test de Berry). La cuantificación de la excreción
urinaria se puede realizar con técnicas espectrofotométricas,
empleando colorantes catiónicos, com o el azul de dim
etim etileno. U na vez que se ha d etectad o la presencia
increm entada, se identifica el tipo de glucosam inoglucano
mediante crom atografía en capa fina o por electroforesis bidimensional.
Figura 36-6. Esquema de los glucocerebrósidos y de la esfingomielina.
4. Mucopolisacaridosis I V o síndrome de M orquio. Se caracteriza
por la acumulación de queratán-sulfato. Este acúmulo
puede deberse al déficit de dos enzimas distintas. En el subtipo
A, la enzima deficitaria es la galactosa-6 -sulfatasa y en
el subtipo B la enzima deficitaria es la |3-galactosidasa.
5. Mucopolisacaridosis V I o síndrome de Maroteaux-Lamy. El
glucosam inoglucano acum ulado es el derm atán-sulfato
debido a un déficit de la enzim a N -acetilgalactosam ina-
4-sulfatasa, también conocida com o arilsulfatasa B. Se debe
a distintas mutaciones del gen que codifica esta enzima y
que está situado en 5ql3-14.
6 . Mucopolisacaridosis VII o síndrome de Sly. La acumulación
de dermatán-sulfato y queratán-sulfato provoca síntomas
graves similares o los de los síndromes de Hurler y Hunter.
Se debe al déficit de la enzim a p-glucuronidasa.
7. Mucopolisacaridosis IX o con acúm ulo de ácido hialurónico
por déficit de la hialuronidasa.
P ara el diagnóstico de estos trastornos hay que tener en
cuenta los síntomas clínicos y la anam nesis del paciente, así
com o una serie de pruebas de laboratorio.
Cribado en orina de las mucopolisacaridosis
La prueba inicial en el diagnóstico de las m ucopolisacaridosis
es la detección de estos glucosaminoglucanos en la orina
del paciente. A veces se eliminan de form a muy abundante y
E sfin g o lip id o sis
Estructura y catabolismo
de los esfingolípidos
Los esfingolípidos son un tipo de lípidos formados por una
molécula de esfingosina, un aminoalcohol de 18 carbonos, al
cual se le une un ácido graso de cadena larga, que puede ser la
ceramida. A ésta se une un grupo polar de varios tipos (fig. 36-6):
L Si se une una molécula de glucosa o de galactosa, se forman
los cerebrósidos.
2. Si se une una molécula de fosfocolina o fosfoetanolamina,
se forma una esfingomielina.
3. Si se une una cadena de oligosacárido, se form an globósidos
(fig. 36-7A).
4. Si en la cadena de oligosacáridos está presente el ácido
siálico (ácido N -acetil neurám ico), se llaman gangliósidos
(fig. 36-7B).
Los esfingolípidos son constituyentes im portantes de las
mem branas celulares y se encuentran en casi todos los tejidos,
pero las concentraciones m ás elevadas de los esfingolípidos se
encuentran en la mielina del sistema nervioso central, donde
la mayoría son de tipo gangliósido. La degradación de los gangliósidos
en el sistema nervioso es especialmente rápida en el
período neonatal, en que se sintetizan y metabolizan rápidamente.
La degradación de los esfingolípidos se produce en el
lisosoma y participan nueve enzimas hidrolíticas que actúan
de m anera secuencial.
Las esfingolipidosis son trastornos en que se produce una
acum ulación de esfingolípidos com o resultado del déficit de
alguna de las enzim as im plicadas en su degradación (tabla
36-1). Dado que los esfingolípidos son unos componentes
muy im portantes de la vaina de mielina que protege los axo-
Neuraminidasa
Ácido siálico
Gal
Glucocerebrósido
Gangliósido GM1
Gal
N-acetilgalactosamina
p-Galactosidasa
Gangliosidosis GM1
p-Hexosaminidasa A
Enfermedad deTay-Sachs
a-Galactosidasa
Enfermedad de Fabry
Globósido
N-Acetilgalactosamina
p-Hexosaminidasa A y B
Enfermedad de Sandhoff
Gal
a-Galactosidasa
Enfermedad de Fabry
Gal
Glucocerebrósido
p-Galactosidasa
Figura 36-7A. Degradación de derivados de la ceramida. Se indican en rojo las alteraciones.

Capítu lo 36— Enfermedades lisosomales 427
Fosforilcolina-ceramida
(esfingomielina)
Gangliósido
" v /
Globósido
Glu-Ceramida
(glucocerebrósido)
p-Glucocerebrosidasa
Enfermedad de Gaucher
Esfingomielinasa
Enfermedad
de Niemann-Pick
HOjS-Gal-Ceramida
Ariisülfatasa A
Leucodistrofia
metacromática
Gal-Ceramida
(galactocerebrósido)
Ceramida
p-Galactocerebrosidasa
Enfermedad de Krabbe
Ceramidasa
Enfermedad de Farber
Esfingosina + ácido graso
Figura 36-7B. Degradación de derivados de la ceramida. Se indican en rojo las alteraciones.
nes neuronales, una de las principales características de las
esñngolipidosis son las importantes alteraciones neurológicas
que aparecen. Así, en la deficiencia de P-galactosilceram idasa
(enfermedad de Krabbe) se produce una acumulación de galactosilceramidas
que, dado que son uno de los principales com ­
ponentes de la vaina de mielina, la alteración de su degradación
produce una gran desm ielinización y degeneración
nerviosas. La deficiencia de a-galactosidasa A (enfermedad de
Fabry) causa la acum ulación de distintos glucoesfingolípidos
que contienen galactosa unida con un enlace glucosídico de
tipo a , principalm ente en el sistem a cardiovascular, en el
músculo liso y en el sistema nervioso autónomo.
Deficiencia de glucocerebrosidasa
(enfermedad de Gaucher)
La deficiencia de la enzim a glucocerebrosidasa es la más
com ú n de las esfingolipidosis, sobre tod o en la población
judía de origen centroeuropeo, y tiene una herencia de carácter
autosóm ico recesivo. Se debe a m utaciones existentes en
el gen que codifica la enzim a o en el gen que codifica la p ro ­
teína saposina C , que es una proteína activadora que se une
a la enzim a y facilita la hidrólisis de los esfingolípidos. Debido
a la falta de degradación de la glucosilceram ida, ésta se
acum ula en el interior de los lisosom as de los m acrófagos y
afecta, sobre todo, al hígado, al bazo, al pulm ón y al hueso.
E sto con du ce a la ap arición de hepatom egalia, trastorn os
esqueléticos y n eurológicos, adenopatías, anem ias y bajo
núm ero de plaquetas. Son características las células de Gaucher,
que son m acrófagos cargados con esfingolípidos que
aparecen com o inclusiones de tipo túbulo y cuyo principal
com ponente es la glucosilceram ida. Se observan, sobre todo,
en hígado y bazo, en la médula ósea y en los pulmones. Basándose
en criterios clínicos, existen tres subtipos de enferm e­
dad de Gaucher según la existencia de síntomas neurológicos
o no y su gravedad:
L
Tipo 1 o fenotipo crónico no neuropático o form a del adulto,
que es la form a de la mayoría de los casos y se caracteriza
porque no hay afección del sistem a nervioso central. La
edad de aparición de los síntom as es m uy variada y los
2 .
3.
pacientes pueden perm anecer asintomáticos hasta edades
avanzadas.
Tipo 2 o fenotipo neuropático infantil agudo. Es la forma
más rara y m ás grave, en la cual la presentación de los síntomas
es más uniforme con una aparición a los pocos meses
de vida. La muerte suele ocu rrir antes de los 2 años.
Tipo 3 o fenotipo neuropático juvenil subagudo. Es una
form a intermedia de las dos anteriores. Hay afección neurológica,
pero más leve que en la forma 2 y progresiva.
Deficiencia de esfingomielinasa
(enfermedad de Niemann-Picl()
Esta deficiencia causa una acumulación de esfingomielina en
hígado, bazo, pulmones, médula ósea y, en ocasiones, también
en el cerebro. Es bastante frecuente la aparición de un halo rojizo
cerca de la mácula. La acumulación de células espumosas en los
espacios pulmonares provoca dificultades respiratorias. Tiene
mayor prevalencia en la población judía centroeuropea. Existe
un tipo A más grave y con la aparición de los síntomas en los primeros
meses de vida mientras que el tipo B tiene síntomas más
tardíos, alrededor de la adolescencia, y no hay afectación cerebral.
Deficiencia de ariisulfatasa A
(leucodistrofia metacromática)
Este déficit provoca la acum ulación de galactosilceramida
sulfatada, un componente de la vaina de mielina. La acum u­
lación de esta sustancia lleva a una desmielinización progresiva
y, por tanto, afecta al sistema nervioso central y a los nervios
periféricos. Existen tres tipos según la edad de aparición
de los síntomas: infantil tardía, juvenil y adulta, siendo la prim
era de ellas la form a más com ún. Esta forma aparece en los
individuos hom ocigóticos para una m utación que altera el
ajuste alternativo del A R N m y provoca la ausencia de esta
enzima. La form a juvenil aparece en individuos heterocigóticos
para esta m utación y otra m utación que lleva a la sustitución
de un aminoácido que convierte a la enzima en inestable.
Algunos individuos hom ocigóticos presentan la form a adulta
para la m utación de la sustitución.

428 Parte IV— Elementos de patología molecular
Deficiencia de N-acetilhexosaminidasa
(gangliosidosis GM2)
E xisten dos isoform as de la N -acetilh exosam in id asa
(p-hexosam inidasa): A o ácida y B o básica, según su punto
isoeléctrico. La isoforma A es un heterodím ero form ado por
una subunidad a (codificada por el gen H E X A) y una subunidad
p (codificada por el gen H E X B) mientras que la isoforma
B es un hom odím ero de subunidades p. Aunque ambas subunidades
poseen actividad catalítica, parece que la subunidad
a se encarga de la hidrólisis de los gangliósidos m ientras la
subunidad p actúa com o anclaje del sustrato. Adem ás, una
proteína activadora del gangliósido G M 2, necesaria para la
hidróhsis del gangliósido, se une al ganghósido GM 2, forma
un complejo hidrosoiuble y facilita el ataque de la N -acetilhexosaminidasa.
Las mutaciones en el gen H E X A provocan el déficit de la
N -acetilhexosaminidasa A y el desarrollo de la enfermedad de
Tay-Sachs mientras que mutaciones en el gen H E X B provocan
la pérdida tanto de la N -acetilhexosam inidasa A com o de la
B, lo que lleva a desarrollar la llamada enfermedad de Sandh
off Esta última también puede desarrollarse incluso cuando
no haya déficit de N-acetilhexosam inidasa si está alterada la
proteína que actúa com o activador de estas enzimas.
Debido a una deficiencia de la enzima N-acetilhexosam inidasa,
se produce la acum ulación de gangliósidos GM 2 en el
interior de los lisosomas. Dado que los gangliósidos son abundantem
ente sintetizados en las neuronas, los principales síntomas
de estas enfermedades serán neurológicos. Se ha observado
una relación entre la actividad hexosam inidasa residual
y la gravedad de los síntomas. Algunos autores sugieren una
actividad hexosaminidasa del 5-10 % com o nivel um bral por
debajo del cual aparecerían los síntomas.
O ligo sa ca rid o sis
Las glicoproteínas son las proteínas que tienen cadenas glucídicas
unidas a una serina o treonina (0 -glicoproteínas) o a
una asparragina (N -glicoproteínas). Se encuentran en todas
las células y también en la m atriz extracelular y los fluidos del
organismo.
Las oligosacaridosis o glicoproteinosis son unas enferm e­
dades de herencia autosómica recesiva, en las cuales hay una
deficiencia de las exoglucosidasas que participan en el catabolismo
de los oligosacáridos de las glicoproteínas y determ inados
glicolípidos (tabla 36-1). También puede deberse a la deficiencia
de un cofactor, com o la catepsina A. Debido a su amplia
distribución en los tejidos, la deficiencia produce síntomas
multisistémicos y con alteraciones neurológicas. Las alteraciones
son progresivas y el paciente tiene organom egalia y alteraciones
óseas, oculares y neurológicas con retraso psicomotor.
Los individuos afectados tienen unas actividades enzimáticas
muy reducidas o indetectables. Sin embargo, hay una variedad
fenotípica con formas de presentación infantil y adulta, lo que
indica que existen otros factores que afectan al curso de la
enfermedad.
En la orina se excretan grandes cantidades de los oligosacáridos
parcialmente degradados, que se pueden detectar por cromatografía.
La excreción de estos compuestos no es exclusiva ya
que también se excretan en otras alteraciones, com o las mucolipidosis
II y III o las gangliosidosis GM l y G M 2. En algunos
casos, la excreción es típica, como la de los fucoglucopéptidos o
fucoligosacáridos en la deficiencia de a-fucosidasa (fucosidosis),
o la de oligosacáridos ricos en mañosa en las manosidosis.
Enfe rm e d a d e s p o r alte ració n
de las p ro te ín as de m em brana
El lisosoma, además de enzimas hidrolíticas, contiene diversas
proteínas de membrana, algunas de ellas con función transportadora
de los productos de degradación lisosomal o de las
proteínas de mem brana.
La deficiencia del transportador aniónico sialina causa una
acum ulación intralisosom al de ácido siálico. En la cistinosis
está alterada la proteína cistinosina, encargada de transportar
cistina desde el interior de los lisosomas hacia el exterior. En
este caso, se produce una acum ulación intralisosom al de cistina
que precipita fácilmente en form a de cristales y afecta a la
funcionalidad de distintos órganos, especialm ente el riñón.
Por ello se produce una pérdida renal de electrolitos, am inoácidos
y fosfato, y una alteración glom erular que causa un síndrom
e de Fanconi. Las mutaciones en las proteínas que p articipan
en el transporte del colesterol, N PC-1 y N PC -2, causan
una acumulación de moléculas de colesterol no esterificado en
los lisosomas.
La p roteín a de m em brana asociada con el lisosom a 2
(LAM P-2) es una proteína abundante en la m em brana de este
orgánulo, cuya función no es conocida, aunque parece que está
asociada con la autofagia. Su alteración causa la enfermedad
de Danon, muy rara, en que se acum ula material en los lisosomas
del músculo esquelético y miocardio, y causa debilidad
y miocardiopatía. También es frecuente el retraso mental.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Ballabio A, Gieselmaim V. Lysosomal disorders: from storage to cellular damage.
Biochim Biophys Acta 2009; 1793; 684-696.
Futerman AH. van Meer G. TTie cell biology o f lysosomal storage disorders.
Nat Rev Mol Cell Biol 2004; 5: 554-565.
González de Buitrago [M, Medina JM (eds.). Patologia molecular. Madrid:
McGraw-Hillyinteramericana, 2001.
Platt PM, Lachmann RH. Treating lysosomal storage disorders: current practice
and future prospects. Biochim Biophys Acta 2009; 1793; 737-745.
Vellodi A. Lysosomal storage disorders. Br J Haematol 2005; 128; 413-431.

Capítulo
Enfermedades peroxisomales
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Form ación de los peroxisom as
Funciones de los peroxisom as
Reacciones de oxidorreducción 430
p-Oxidadón peroxisótnica 430
a-Oxidación 431
429
430
Síntesis de plasmalógenos 431
Enferm edades peroxisom ales 432
Trastornos de la biogénesis de los peroxisomas 433
Diagnóstico bioquímico 434
Trastornos por déficit de una enzima del peroxisoma 435
Referencias adicionales 437
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Conocer cómo se forman los peroxisomas y sus principales
funciones.
• Describir los trastornos bioquímicos de la biogénesis
de los peroxisomas.
• Conocer los principales defectos enzimáticos
de los peroxisomas.
• Saber describir los tipos de estudios bioquímicos
de las enfermedades peroxisomales.
Los peroxisomas son unos orgánulos esféricos que se encuentran
en todos los tipos celulares, excepto en los eritrocitos
maduros, y cuyo núm ero y tam año varían considerablemente
de acuerdo con la actividad metabólica tisular (0 , 1 - 0 ,5 [xm de
diámetro). Los peroxisom as son especialmente abundantes en
hígado, riñón, corteza suprarrenal, grasa parda, glándulas
sebáceas y, en general, en tejidos sintetizadores de lípidos. La
form ación de nuevos peroxisom as se produce por el crecimiento
y la división de los ya existentes previamente, a los cuales
se in co rp orarán nuevas proteínas tan to a la m em brana
com o a la m atriz peroxisóm ica (fig. 37-1). El peroxisom a está
rodeado por una mem brana única, con un 30% de lípidos, que
es muy fluida debido al bajo contenido en colesterol. Además,
está form ada al menos por diez proteínas integrales específicas.
Las peroxinas (PEX ) son proteínas no glucosiladas relacionadas
con la biogénesis del peroxisoma. Algunas de ellas están
en la mem brana y otras, en la m atriz del orgánulo, pero otras
son citosólicas y participan en el proceso de form ación de los
nuevos peroxisom as o en el trasporte de nuevas proteínas a la
m atriz de los peroxisomas.
Las proteínas de la m atriz peroxisóm ica se codifican en
el ADN nuclear y se sintetizan en polirribosomas libres en el
citoplasma. Tienen secuencias características que las dirigen
al peroxisoma, llamadas PTS {del inglés, peroxisomal targeting
signal), que son reconocidas por las peroxinas. Existen dos
tipos de señales PTS:
Fo rm ació n de lo s p ero xiso m as
L PTSl con la secuencia Ser-Lys-Leu en posición C-term inal
y que es reconocida por la peroxina PEX 5. La mayoría de
las proteínas que van al peroxisom a presentan esta señal.
2. PTS2 con una secuencia de nueve aminoácidos en posición
N -term inal que es reconocida por la peroxina PEX7.
El complejo proteína-peroxina se ancla en los receptores de
membrana, como el PEX13, que es el factor de anclaje de PEX5.
La translocación posterior de las proteínas a la m atriz de los
peroxisom as se realiza por un m ecanism o que requiere un
consum o de adenosina trifosfato (ATP), y la peroxina citosólica
se recicla para captar otra proteína.

430 Parte IV— Elementos de patología molecular
roteína PST2
f
\ Retículo
J endoplásmico
Proteína PST1
PEX7
Citosol
Peroxisoma
Fisión
mediada
por Pexl1
Importación de
fosfolípidos y proteínas
de la membrana
y de la matriz
Figura 37-1. Biogénesis del peroxisoma a partir de uno existente previamente y entrada de proteínas en el peroxisoma. 1. Reconocimiento de la
señal PST por los ligandos PEX5 y PEX7. 2. Unión del complejo a los receptores de membrana. 3. Translocación de la proteína a la matriz y liberación
del ligando. PST1: señal de direccionamiento al peroxisoma 1 (del inglés, perox/soma/ targetingsignal 7); PST2: señal de direccionamientoal peroxisoma
2 (del inglés, peroxisom al targeting signal 2 );
Fu n cio n es de lo s p ero xiso m as
Los peroxisomas contienen unas 50 enzimas que participan
en numerosos procesos metabólicos, especialmente relacionados
con el de los lípidos, tanto sintéticos com o catabólicos. Las
principales funciones de los peroxisom as son: reacciones de
oxidorreducción, p-oxidación peroxisóm ica, síntesis de ácidos
biliares, a-oxid ación del ácido fitánico, primeras etapas de la
síntesis de plasm alógenos, oxidación del ácido pipecólico y
transam inación del glioxilato.
El tipo de enzimas en los peroxisom as varía notablemente
en función de los tejidos. Por ejemplo, en el cerebro y en el
corazón abundan las enzimas de la síntesis de plasmalógenos,
y sólo en los peroxisom as del hígado se encuentran las enzimas
que catalizan la síntesis de los ácidos biliares.
Reacciones de oxidorreducción
Existen numerosas oxidasas peroxisómicas que actúan sobre
diversos compuestos, com o los D-aminoácidos o los hidroxiácidos,
reduciendo el oxígeno para generar H^Oj y, a diferencia
de las m itocondrias, sin producir ATP:
Oxidasa
RH , + O, ■R(oxidado) + H ,0 ,
El H jO j participa en la oxidación de otros sustratos o se
degrada por la catalasa, una enzim a muy abundante en los
peroxisomas. Esta enzima sirve, por ello, de m arcador de estos
orgánulos (la actividad peroxidasa de esta enzim a es el origen
del nombre de este orgánulo):
Catalasa
H ,0 + 1/2 O,
El ácido pipecólico es un metabolito de la Usina, y la última
enzima de su ruta degradativa es la enzima peroxisomal L-pipecolato-oxidasa.
La degradación de la Usina por esta vía tiene
especial interés en el cerebro:
Pipecolato-oxidasa
L isin a------- » Pipecolato---------------» Piperidina-6 -carboxilato
^-Oxidación peroxisómica
Los sustratos de la ^-oxidación peroxisóm ica son los ácidos
grasos de cadena muy larga (de más de 2 2 átom os de carbono),
especialmente los C 26:0; los ácidos grasos de cadena ram ificada,
los ácidos dicarboxílicos de cadena media y larga, com o
el hexadecenoico, que es el derivado del ácido palm ítico y el
ácido pristánico.
Los peroxisomas hepáticos también participan en la form a­
ción de los ácidos biliares. Los ácidos derivados del colesterol
di- y trihidroxicolestanoico se activan y sufren un ciclo de
p-oxidación peroxisómica para form ar los ésteres de los ácidos
quenodesoxicólico y cólico, que se convierten después en los
conjugados con tau rin a o glicina. Finalm ente, estos ácidos
biliares se exportan del peroxisoma.
Los ácidos grasos han de ser activados previamente por una
acil-CoA-sintetasa citosólica, que forma los acil-CoA derivados.
Posteriorm ente entran en la m itocondria por un tran s­
portador que está en la m em brana del peroxisom a. Antes de
entrar en la p-oxidación, las formas R del pristanoil-CoA y de
los di- y trihidroxicolestanoil-CoA se tienen que isom erizar a
las formas S por la enzima 2-metil-acilCoA-racemasa. La p-oxidación
peroxisóm ica se realiza m ediante una ruta similar a la
que ocurre en la m itocondria (ñg. 37-2A ) aunque usa enzimas
codificadas en genes diferentes. En la p-oxidación intervienen
las siguientes enzimas (fig. 37-2B):
L Acil-CoA-oxidasas, las cuales forman H 2O 2, metabolizado
posteriormente por la catalasa. Existen dos enzimas, una
A C O X l, que oxida los derivados ácidos grasos de cadena
lineal, y otra, A C 0 X 2 , que oxida los derivados de cadena
ram ificada, com o el pristanoil-CoA y los derivados de
los ácidos di- y trihidroxicolestanoico.
2. La D-proteina bifuncional, que cataliza la etapa de deshidrogenación
e hidratación posterior.

Capítu lo 37— Enfermedades peroxisomales 431
R-CH2 -CH2 -CO-SC0 A
Adl-CoA- ^ f a D -k ^ H ,0 ,
oxidasa^
Proteína D
bifuncional
R-CH=CH-CO-SCoA
Enoil-CoAhidratasa
R-CHOH-CH2-CO-SC0 A
Hidroxiacil-CoAdeshidrogenasa
^
NAD-"
NADH HS-CoA
R-CO-CH2-CO-SC0 A
' - '2
Peroxisoma
Acil-carnitinas
Figura 37-2A. Esquema de la p-oxidación peroxisómica. NADH, nicotinamida adenina dinucleótido reducido.
|AG CM L
Ñ Ácido fitánico
N Ácido pristánico %
NTHC
AGCML
Ácido fitánico
Ácido pristánico
THC
C26:0-CoA
___lALDP
C26:0-CoA
Pristanoil-CoA
MACR
THC-CoA
1
MACR
1 AC0X1 1 AC0X2 AC0X2 ■ ■ M I m m ■H Ü ■ ■
1
■ ■ DBP DBP DBP mam
pTHl/SCPx ■ SCPx SCPx
N A G C M L
Ácido fitánico
Ácido pristánico
THC
Peroxisoma
Fig.37-2B. Enzimas que participan en la p-oxidación peroxisómica. Se indican las alteraciones bioquímicas en los cinco tipos de deficiencias. ACOX:
Acil-CoA-oxidasa; AGCML: ácido graso de cadena muy larga; ALDP: proteína de la adrenoleucodistrofia; DBP: proteína D-bifuncional; MACR: 2-metilacil-CoA-racemasa;
pTHI: tiolasa peroxisómica 1; SCPx: proteína transportadora de esteróles; THC: di-tri-hidroxicolestanoil; N: niveles normales.
I
3. Dos tipos de tiolasas: una es la pTH l que oxida los derivados
C :26 y la otra es la proteína X transportadora de esteróles,
que tiene actividad tiolasa sobre los C :26 y sobre los
derivados de cadena ram ificada y funciona com o tran s­
portadora de esteróles.
Los productos de la p-oxidación son derivados de cadena
media y emplean carnitina para su salida del peroxisom a hacia
la m itocondria para continuar allí con la p-oxidación.
a-Oxidación
El ácido fitánico es un ácido graso que posee un grupo
metilo en la posición 3 (ñg. 37-3). Este compuesto es un derivado
de la clorofila que está presente en lácteos y grasas animales
y que se ingiere de form a abundante en la dieta (unos
50-100 mg/día). El ácido fitánico no puede sufrir la |S-oxidación
al estar bloqueada la posición 3, por lo que sufre previamente
una a-oxid ación. Ésta, que es exclusiva de los peroxisomas,
consiste en una descarboxilación por la cual el radical
metilo pasa aposición 2 y así permite continuar con una p-oxidación.
Al igual que en el caso de la p-oxidación, es necesario
activarlo previamente a fitanoil-CoA por una acil-CoA-sintetasa.
En el proceso de la a-oxid ación participan tres enzimas:
la fitanoil-CoA-hidroxilasa, la hidroxifitanoil-CoA-liasa y la
pristanal-deshidrogenasa. Posteriormente, el ácido pristánico
form ado ya puede seguir la ruta de la p-oxidación.
Síntesis de plasmalógenos
Los plasm alógenos (fig. 37-4) son fosfolípidos en que la
unión entre el ácido graso y la posición 1 del glicerol se produce
m ediante un enlace éter. Los plasmalógenos son abundantes
en tejidos eléctricam ente activos, com o miocardio, sistem
a nervioso cen tral y periférico. E n la sustancia blanca
representan el 80-90% de los fosfolípidos de la vaina de mielina.
Las dos prim eras etapas de su síntesis, que implican la
introducción de un enlace éter, están localizadas en la cara
interna de la m em brana del peroxisom a, donde partiendo de
acil-C oA y dihidroxiacetona-fosfato (D H A P) se genera acil-
D H A P por acción de la enzim a D H A P-aciltransferasa. La

432 Parte IV— Elementos de patología molecular
Ácido fitánico
CH,
CH,
CH, CH, COO'
CH^ /C H ,. ^CH^ •COO-
CH, CH, -CH.
CH^^CH, ‘CH. CH CH, ‘ CH,
Acil-CoA sintetasa de ácidos grasos
de cadena muy larga
CH, CH. CH, CH,
Fitanoil-CoA
CH^ ^ C H 2 --CK, ^ C H 2 ^ C H ^ x-CHj r--CH^ ^CO SC oA
CH CH, CH, ^ C H , '-CH, ^ C H , ' ‘CH^ ^ C H ¡
Fitanoil-CoA hidroxilasa
CH.
CH, CH, CH,
CH^ x'CH2 , ^ C K . x'CH2 , --CH
Hidroxifitanoil-CoA CH^ CH 'CH CH, "'CH,
'•-•CH- ■COSCoA
OH
Hidroxifitanoil-CoA liasa
CH,
CH,
CH,
CH,
Pristanal
CK^ --'CH2. -•'CK^ -^CH2. -•'CK^ -^CH2, -•'CH^
CH3 CH2 CH2 CH CH, CH, 'CH,
CH
OH
Pristanal deshidrogenasa
CH,
CH,
CH.
CH,
Ácido pristánico
CH2. -'CH2. --ChU, ...-CH2. ---CH
•CH, CH, ‘ ‘CH, CH CH, 'C O O '
p-oxidación
Figura 37-3.
Metabolismo del ácido fitánico.
enzim a alquil-D H A P-sintasa convierte este acil-D H A P en
alquil-DHAP. La síntesis de éter-fosfolípidos sigue a partir de
este compuesto con una serie de reacciones que pasan ya a realizarse
en el retículo endoplásmico.
Enfe rm e d a d e s p ero xiso m ales
Las enfermedades peroxisom ales son trastornos cuya incidencia
global se estima en 1/25.000 nacim ientos. Todas ellas
son de herencia autosómica recesiva a excepción de la adreno-
leucodistrofía ligada al crom osom a X . En ellas se pueden distinguir
dos grandes grupos (tabla 37-1):
1. Las que se deben a una alteración de la biogénesis del
peroxisom a, que se m anifiestan en el período neonatal o
antes de los 6 meses.
2. Las que se deben a un defecto funcional de alguna enzima
peroxisóm ica específica. Este grupo com prende 10 deñciencias
que se pueden subagrupar según la vía metabólica
CH2 OH DHAP- CH2 -O-CO-R Alquil-DHAP- CH2 -O-R,
I aciltransferasa I sintasa I
c=o ---- ^ — “Ñ — ^
C H 2 -O-P C o A S H c;h2 -0 -P R-COj' c h , - 0 -
DHAP
------ Peroxisoma ____
CH2-0-CH=CH-Ri
R2-C0 -0 -CH
I
CH2-0-P-0-CH2-CH2-N(CH3)3-'
Plasmalógeno
Figu ra 37-4.
Biosintesis de plasmalógenos. DHAP: dihidroxiacetona-fosfato.

Capítu lo 37— Enfermedades peroxisomales 433
Tabla 37-1. Alteraciones peroxisóm kas
A lteració n d e la b io g én esis d e lo s pero xisom as
Espectro de Zellweger: síndrome de Zellweger, adrenoleucodistrofia neonatal y enfermedad de Refsum
infantil
Condrodisplasia rizomélica punctata de tipo 1
D eficien cia de una enzim a peroxisóm ica
p-Oxidación
a-Oxidación
Metabolismo de glioxilatos
Biosíntesis de plasmalógenos
Metabolismo del H ,0 ,
Proteina de la ALD (adrenoleucodistrofia ligada al cromosoma X)
Acil-CoA-oxidasa (seudoadrenoleucodistrofia neonatal)
Proteína D-bifuncional
Proteína X transportadora de esteróles
2-Metil-acil-CoA-racemasa
Fitanoil-CoA-hidroxilasa (Enfermedad de Refsum del adulto)
Alanina-glioxilato-aminotransferasa (hiperoxaluria de tipo I)
Dihidroxiacetona-fosfato-aciltransferasa (condrodisplasia rizomélica
punctata de tipo 2)
Alquil-dihidroxiacetona-fosfato-sintasa (condrodisplasia rizomélica
punctata de tipo 3)
Catalasa (acatalasemia)
^
que esté afectada: la |3-oxidación, la a-oxid ación , el m etabolismo
de glioxilatos, la biosíntesis de plasmalógenos o el
metabolismo del
Trastornos de la biogénesis
de los peroxisomas
Los trastornos de la biogénesis de los peroxisom as se caracterizan
por el bajo núm ero de peroxisom as o, incluso, por su
ausencia en las células, por una alteración de la inserción de
las proteínas en la m em brana peroxisóm ica o del transporte
de las proteínas peroxisóm icas a la m atriz del peroxisoma. Las
células de los pacientes pueden tener unas estructuras m em ­
branosas de peroxisom as «fantasm as» con proteínas de la
m em brana peroxisóm ica y sin las proteínas de la matriz. Por
ejemplo, la enzima catalasa se localiza en el citoplasma en lugar
del peroxisom a aunque con una actividad normal.
Debido a esta alteración, muchas actividades enzim áticas
peroxisóm icas están ausentes, lo que produce alteraciones
m etabólicas variadas y complejas. Así pues, en este tipo de
enfermedad peroxisom al están alteradas las distintas funciones
de los peroxisom as antes descritas:
1. La alteración de la ^-oxidación produce una acum ulación
de ácidos grasos de cadena m uy larga, de los precurso-
I res de los ácidos biliares, así com o del ácido pristánico y su
E precursor, el ácido fitánico; y una excreción aumentada de
I ácidos dicarboxílicos en orina. La cuantificación de los áci-
I dos grasos de cadena muy larga en plasma es muy útil para
§ diagnosticar la mayoría de enfermedades peroxisomales.
3 El descenso de las actividades oxidasas peroxisom ales
I afecta al ácido pipecólico y otros sustratos, que se acum u-
8- lan.
I 2. La smíesistie/>ííismfltó^enos está notablemente disminuida
¿ de form a que se observa una actividad baja de DHAP-acil-
^ transferasa y una concentración muy baja de plasmalógenos
en los cultivos de fibroblastos de los pacientes. También
@
está alterada la síntesis de ácidos biliares.
Las consecuencias clínicas son muy graves y los pacientes
presentan, en general, anomalías esqueléticas, con dismorfias,
retraso mental, anomalías oculares, hipotonía y hepatomegalia.
Suele haber alteración suprarrenal y la m ayoría de los
pacientes muere en los 6 primeros meses de vida.
Existen cuatro síndromes debidos a alteraciones en la form
ación de los peroxisomas: el síndrome de Zellweger, la adrenoleucodistrofia
neonatal, la enfermedad de Refsum infantil
y la condrodisplasia rizom élica punctata de tipo L La adrenoleucodistrofia
neonatal y la enferm edad de Refsum infantil
suelen agruparse y considerarse formas más leves del síndrome
de Zellweger, y en ellas la gravedad de los síntomas y la supervivencia
de los individuos afectados es m uy variable. Los
pacientes con el espectro de Zellweger tienen una alteración
del m ecanism o de im portación de proteínas peroxisóm icas
marcadas con la señal PTSl y, en algunos casos, también aquellas
con la señal PTS2. La condrodisplasia rizomélica punctata
de tipo 1 se debe a mutaciones en el gen PEX7, que codifica el
receptor citosólico para las proteinas peroxisómicas que llevan
la señal PTS2, y causan defectos en la im portación de proteínas.
El síndrome de Zellweger también se denomina síndrome
cerebro-hepato-renal y es el más grave de todos los trastornos
peroxisómicos. En el m omento del nacimiento se presenta una
grave hipotonía con ausencia de reflejos, convulsiones y dificultades
en la alimentación, y los pacientes no suelen superar
el prim er año de vida. Casi todos los órganos están afectados,
con alteraciones craneofaciales, oculares, sordera, hepatoesplenomegalia
y quistes renales.
La condrodisplasia rizomélica punctata de tipo 1 se caracteriza
por un acortam iento de los huesos largos proxim ales
(rizomelia) con la aparición de calcificaciones en las epífisis
(condrodisplasia punctata). También tienen alteraciones cerebrales,
con atrofia, retraso psicom otor y defectos de la mielinización
y la m igración neuronal. O tras alteraciones son cataratas
y alteraciones faciales. En esta enfermedad están alteradas
la biosíntesis de plasmalógenos y el metabolismo del ácido fitánico
pero no la p-oxidación peroxisóm ica, por lo que la concentración
de ácidos grasos de cadena m uy larga es norm al.

434 Parte IV— Elementos de patología molecular
Condrodisplasia
rizomélica
punctata de tipo 1
Síndrome
de Zellweger
Complejo implicado en la
entrada de proteínas de
membrana del peroxisoma
5. PEX3, P E X 16y PEX19 codifican proteínas que participan
en la biogénesis de la m em brana del peroxisoma.
Los fibroblastos defectuosos en los genes PEX3, PEX 16 y
PEX19 no tienen peroxisom as fantasm as. Estos grupos sólo
tienen el fenotipo del síndrom e de Zellweger m ientras que
los otros grupos pueden tener varios fenotipos del espectro
de Zellweger. Los fibroblastos con defectos en los genes de
los otros grupos, al estar afectada la im p ortación de proteínas
al p eroxisom a, tienen p eroxisom as fan tasm as. Tal y
co m o se ha d escrito a n terio rm en te, el d efecto en P E X 7
corresp on d e a la con drod isp lasia rizom élica p u n ctata de
tipo 1 .
Figura 37-5. Peroxinas y alteraciones de la biogénesis del peroxisoma.
PST1: Señal de direccionamiento al peroxisoma 1 (del inglés, peroxisom al
targeting signal 1).
Las causas genéticas de los trastornos de la biogénesis de los
peroxisom as se han analizado mediante estudios de complem
entación. Consiste en realizar la fusión de fibroblastos procedentes
de dos pacientes con enferm edades peroxisom ales
para formar una célula híbrida. Si los fibroblastos de los pacientes
tienen defectos genéticos diferentes, se com plem entarán
uno con otro y la célula resultante tendrá los peroxisom as con
morfología norm al y las funciones restauradas. Si los defectos
genéticos son iguales, no se complementarán y la célula híbrida
mantendrá el defecto. De esta form a se han detectado 12 grupos
de complementación que pertenecen al espectro de Zellweger
y uno, a la condrodisplasia rizomélica punctata de tipo 1
(fig. 37-5):
1. PEX5 y P EX 7 codifican los receptores para las proteínas
PTSl y PTS2, que circulan entre el citoplasma y el peroxisoma.
2. PEXl, P £ X 6 y P E X 26 codifican las proteínas implicadas en
el reciclaje de los receptores de PTSl y PTS2.
3. PEX2, PEXIO y PEX12 codifican las proteínas que participan
en la translocación de las proteínas de la matriz.
4. PEX13 codifica el factor de anclaje de las proteínas que se
im portan al peroxisom a por PEX5.
Diagnóstico bioquímico
El estudio inicial es evaluar las alteraciones en la |S-oxidación
peroxisóm ica mediante la cuantificación en suero de los
ácidos grasos de cadena muy larga por crom atografía de gases
(tabla 37-2). Los más im portantes son los ácidos grasos C26:0,
C 22:0 y C 24:0, así com o las relaciones entre éstos: C 26:0/C 22:0
y C24:0/C 22:0. La concentración de estos ácidos grasos en individuos
sanos es muy baja; representa menos del 0,04% del total
de los ácidos grasos, pero se eleva notablemente en los trastornos
de la biogénesis del peroxisoma. Se pueden observar falsos
positivos si el paciente está siguiendo una dieta cetogénica o
el espécim en presenta hemólisis o un contenido elevado de
lípidos (por no estar el paciente en ayunas o presentar una
hiperlipidemia). En la m ism a m uestra de sangre, si ha sido
recogida con ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), se determ
ina la concentración de plasmalógenos en la m em brana de
los eritrocitos:
1.
2 .
Los pacientes con síndrom e de Zellweger tienen concentraciones
de ácidos grasos de cadena muy larga muy elevadas
y de plasmalógenos muy disminuidas aunque en las formas
suaves puede ser norm al.
Los pacientes con condrodisplasia rizomélica punctata de
tipo 1 tienen, por el contrario, una concentración norm al
de ácidos grasos de cadena muy larga y baja de plasmalógenos
eritrocitarios.
Tabla 37-2. Alteraciones bioquímicas en ios pacientes con trastornos en ia biogénesis
dei peroxisoma
Analito Espécimen Síndrome de Zellweger
Ácidos grasos de cadena muy larga
Plasma
Fibroblastos
+++ N
Plasmalógenos Eritrocitos - -
Síntesis de plasmalógenos Fibroblastos - -
Condrodisplasia rizomélica
punctata de tipo 1
Ácido fitáníco
Ácido pípecólico
Ácidos di- y trihidroxicolestanoíco
Plasma
Fibroblastos
Plasma
Orina
Fibroblastos
Plasma
Orina
+ +++
++ N
+++ N

Capítu lo 37— Enfermedades peroxisomales 435
También se producen aumentos en plasma de los ácidos triy
dihidroxicolestanoico, y del ácido pipecólico y los ácidos fitánico
y pristánico. N o obstante, la concentración de estos últimos
varía con la edad y la dieta. Por ello, la concentración de
ácido fitánico puede ser norm al en el recién nacido. También
se producen incrementos en orina de los ácidos dicarboxílicos
de cadena larga y del ácido a-hidroxisebácico.
En los fibroblastos de piel cultivados se pueden estudiar los
niveles de ácidos grasos de cadena muy larga y la síntesis de
plasmalógenos. Com o alternativa a esto último, se puede determ
in ar en un hom ogenado la actividad de las enzim as de la
síntesis de plasm alógenos D H A P-aciltransferasa o alquil-
DHAP-sintasa. Una actividad baja indica un defecto en la biogénesis
de los peroxisom as. Adem ás, algunos pacientes con
condrodisplasia rizomélica punctata de tipo 1 tienen un único
defecto enzimático en la síntesis de los plasmalógenos.
Los estudios anatom opatológicos en biopsia hepática son
im portantes para el diagnóstico y diferenciación de los fenotipos.
Se realizan estudios morfológicos y de inmunocitoquím
ica para determinar el número y tam año de los peroxisomas,
así com o la localización subcelular o la existencia de proteínas
enzimáticas o de m em brana. Existe una variedad de anticuerpos
disponibles com ercialm ente, tanto para las proteínas de
m em brana com o de la m atriz. En la mayoría de los pacientes,
los anticuerpos contra las proteínas de m em brana del peroxisoma
m uestran unas pocas estructuras y más agrandadas, que
corresponden a los peroxisom as «fantasma».
Trastornos por déficit
de una enzima del peroxisoma
Adrenoleucodistrofia ligada al cromosoma X
La adrenoleucodistrofia ligada al crom osom a X es la más
frecuente de las alteraciones de la p-oxidación, y de todas las
peroxisóm icas. La incidencia de esta enfermedad es de 1/15-
2 0 .0 0 0 nacim ientos. Esta enferm edad se debe a alteraciones
en una proteína de m em brana del peroxisom a, la cual pertenece
a la superfamilia de proteínas transm em brana ABC (del
inglés, A TP-bináing casetté), llam ada proteína de la adrenoleucodistrofia
(ADLP; fig. 37-6). Esta proteína form a homodímeros
que actúan com o transportadores de mem brana encargados
del transporte de los ácidos grasos de cadena muy larga
al interior del peroxisoma. Existen numerosas mutaciones descritas
en esta proteína causantes de la enfermedad, algunas de
las cuales provocan una sustitución de aminoácidos que alteran
la hidrofobicidad de la proteína y producen estructuras
inestables.
La deficiencia de la ADLP causa la acum ulación de los ácidos
grasos de cadena muy larga en el plasma y en los tejidos,
com o la corteza suprarrenal, la sustancia blanca del sistema
nervioso y los macrófagos. Esta acum ulación se puede observar
al microscopio com o estructuras bilaminares. Los ácidos
grasos de cadena muy larga son estructuras rígidas y su exceso
en la mem brana reduce su fluidez. En las form as m ás graves
con alteración neurológica también se observa un aumento de
las inmunoglobulinas debido a la activación inmunológica por
gangliósidos y fosfatidilcolina con un elevado contenido en
ácidos grasos de cadena muy larga. Esta reacción inm unológica
puede ser corresponsable de la patogenia de la enferm e­
dad. El aumento de los ésteres de colesterol con ácidos grasos
A G C M L(C > 2 2 )-
Figura 37-6.
AcilCoA
A cíItÍ oA
sintetasa
^ ^ l ALDP
Incremento l p-oxidación
en suero
.Peroxisom a,
ABCD1
Xq28
Adrenoleucodistrofia ligada al cromosoma X por deficiencia
de la proteína de la adrenoleucodistrofia (ALDP). AGCML: ácidos
grasos de cadena muy larga. ADP: adenosina difosfato; ATP: adenosina
trifosfato.
en la glándula suprarrenal interfiere directam ente con las funciones
celulares y disminuye la disponibilidad de colesterol
para la esteroidogénesis. El hecho de que exista una gran variabilidad
fenotípica intrafam iliar indica que ésta no puede estar
relacionada con el defecto genético prim ario y, probablemente,
la respuesta inflam atoria tenga un papel importante.
Según un criterio clínico se han descrito varios tipos y las
formas más comunes son la adrenoleucodistrofia infantil cerebral,
con una frecuencia del 30-35% de los casos y la adrenom
ieloneu ropatía, con u na frecu en cia del 4 0 -4 5 % de los
casos:
1. La. form a infantil cerebral es el fenotipo más grave. Los síntomas
aparecen durante la infancia con estados de hiperactividad,
trastornos de la conducta, convulsiones, insuficiencia
suprarrenal y un deterioro neurológico rápido, en el cual
el paciente acaba en un estado vegetativo y fellece antes de
los 10 años. Se observa una inflam ación de la sustancia
blanca similar a la observada en la esclerosis múltiple.
2. La adrenom ieloneuropatia se m anifiesta clínicam ente en
la edad adulta, entre los 25 y los 35 años, con afección de
los nervios periféricos y la médula espinal y es frecuente
también la suprarrenal. Tiene una progresión más lenta y
no tienen la reacción inflamatoria.
Los estudios analíticos m uestran una elevación plasmática
de los ácidos grasos de cadena muy larga, en particular C 26:0
y C :2 4 :0 y sus derivados m onoinsatu rad os C 2 6 :l y C 2 4 :l
(fig. 37-2B). También se encuentran elevados ácidos grasos más
largos, com o C 28:0 y C 30:0. También puede ser analizado su
acúm ulo en fibroblastos y otros tejidos afectados.
El gen está localizado en el locus X q 28, con lo que es una
enfermedad ligada al sexo y las mujeres heterocigóticas tam ­
bién pueden presentar ciertos síntomas neurológicos. En estas
mujeres se encuentran elevadas las concentraciones plasmáticas
de los ácidos grasos de cadena muy larga.
El tratam iento consiste en la restricción de grasas y la admin
istración de trioleato de glicerol y tríeru cato de glicerol
(«aceite de Lorenzo»). Estos com puestos m onoinsaturados
compiten con los saturados en el sistema de elongación y, adem
ás, son menos tóxicos, con lo que norm alizan los niveles de
ácidos grasos de cadena m uy larga. Sin embargo, la eficacia
de este tratam iento todavía no ha sido probada.

436 Parte IV— Elementos de patología molecular
Deficiencia de la proteína D-bifuncional
Ésta es la segunda alteración más frecuente de la |3-oxidación
tras la adrenoleucodistroña ligada al crom osom a X . Tal
y com o su propio nombre indica, esta enzima posee dos tipos
de actividades, cada una de ellas realizada por una subunidad:
una con actividad 2-enoil-CoA-hidratasa y otra con actividad
(3R)-hidroxiacil-CoA-deshidrogenasa.
Existen tres subtipos de esta deficiencia según cuál sea la
actividad enzimática afectada:
1. En el tipo 1 están afectadas ambas actividades y en los fibroblastos
de los pacientes no se detecta la proteina por técnicas
inmunológicas.
En el tipo 2 hay un déñcit de la subunidad hidratasa.
En el tipo 3 hay un déficit de la subunidad deshidrogenasa.
El subtipo más frecuente es el 3. Sin embargo, no hay diferencias
clínicas entre los diferentes subtipos. Las características
son parecidas a los defectos en la biogénesis del peroxisoma,
con hipotonia, dism orfias craneofaciales, crisis convulsivas,
hepatomegalia y retraso en el desarrollo. Los pacientes suelen
m orir antes del año de vida.
Dado que esta enzim a participa en la oxidación de los ácidos
grasos de cadena muy larga, del ácido ñtánico y los ácidos
di- y trihidroxicolestánicos, en los pacientes con deficiencia
se observa la acum ulación en plasm a de estos com puestos
(fig. 37-2B). Sin embargo, un resultado negativo no descarta la
existencia de esta enfermedad ya que se han registrado algunos
pacientes en los que no se observaron estas anomalías plasmáticas
aunque sí existían en los fibroblastos.
Otros trastornos de la p-oxidación
La deficiencia de acil-CoA -oxidasa 1 causa a los pocos años
de vida síntomas, com o hipotonia, retraso psicomotor, sordera
o hepatomegalia. El déficit de esta enzima únicam ente afecta
a la ^-oxidación de ácidos grasos de cadena muy larga, por lo
que el único cambio bioquímico observado es una acum ulación
de éstos en plasma sin que haya alteración del ácido pristánico
o de los precursores de los ácidos biliares (fig. 37-2B).
La deficiencia de de la proteína X transportadora de esteróles
causa alteraciones cerebrales, hipogonadismo y neuropatías
m otoras. En este caso, en plasma se observan niveles normales
de ácidos grasos de cadena m uy larga, un ligero aum ento de
los ácidos di- y trih idroxicolestánicos y un aum ento muy
im portante del ácido pristánico.
El déficit de 2-m etil-acilCoA-racem asa produce una amplia
variedad de síntom as. Clínicam ente se puede hablar de dos
grandes grupos de pacientes: los de afección hepática temprana
y aquellos en que aparecen neuropatías a edades más avanzadas.
Esta enzima participa en la p-oxidación de ácidos grasos
que poseen un radical metilo, tal y com o es el caso del ácido
pristánico y los ácidos di- y trihidroxicolestánico. Así, existe
gran elevación de estos ácidos m ientras que los niveles de ácidos
grasos de cadena muy larga y de ácido fitánico perm anecen
norm ales en plasma.
Enfermedad de Refsum del adulto
La enfermedad de Refsum del adulto tiene su origen en una
alteración en el prim er paso de la p-oxidación del ácido fitánico
a ácido pristánico, el cual después com pletará su degradación
a través de la p-oxidación peroxisóm ica. El déficit se
localiza en la enzim a fitanoil-CoA-hidroxilasa. Com o consecuencia,
se observan concentraciones séricas elevadas de ácido
fitánico, el cual es un excelente m arcador de la enfermedad.
Dado que esta enzima posee la señal PTS2, también se producirá
este trastorno cuando haya una alteración de la proteína
PEX7, tal y com o ocu rre en la condrodisplasia rizom élica
punctata de tipo L Para diferenciar am bas causas, se deben
realizar análisis de otras proteínas con la señal PTS2.
La enferm edad de Refsum se m anifiesta norm alm ente
durante la últim a etapa de la infancia y en edad adulta, con
alteraciones oculares (retinopatía), polineuropatía, sordera y
ataxias.
Si se lim ita la ingestión de ácido fitánico, abundante en alimentos
com o queso, mantequillas, carne, etc., se ha conseguido
enlentecer la progresión de la neuropatía periférica y la debilidad
m uscular características.
Trastornos de la biosíntesis
de éteres fosfoUpidos
La condrodisplasia rizom élica punctata de tipo 2 se debe a
un déficit de la enzima DHAP-aciltransferasa, lo que provoca
una incapacidad para sintetizar éteres fosfolípidos. Por tanto,
se observan bajos niveles de plasmalógenos en todos los tejidos.
Entre los síntom as de esta enferm edad se incluyen un
notable acortam iento rizom élico, hipotonia, enanism o, dismorfias
y cataratas.
La condrodisplasia rizomélica punctata de tipo 3 se debe a
un déficit de la enzima alquil-DH AP-sintasa y, al igual que ocurría
en el tipo 2 , existe un déficit de la producción de plasmalógenos
con bajos niveles de estos compuestos en los eritrocitos.
Esta deficiencia puede causar secundariamente otra de la alquil-
DHAP-sintasa ya que esta enzima es estable en el peroxisoma
sólo si form a un complejo con la alquil-DHAP-sintasa. Esto
explica también la deficiencia de alquil-D H AP-sintasa en la
condrodisplasia rizomélica punctata de tipo 1 a pesar de tener
una secuencia señal de tipo PSTl.
lila
Piruvato
Alanina
coo-
I
CH2 — NH3
Glicina
COO-
I
HCO
Glioxilato
Glicolatooxidasa
COO-
I
COQ-
Oxalato
Alanina-glioxilato-aminotransferasa
Figu ra 37'-7.
primaria
Metabolismo peroxisómico de glioxilato e hiperoxaluria

Capítu lo 37— Enfermedades peroxisomales 437
La determinación de plasmalógenos en los eritrocitos se utiliza
com o prueba inicial diagnóstica de los tres tipos de condrodisplasia
rizom élica punctata.
Hiperoxaluría primaria de tipo 1
Esta enfermedad se debe a una deficiencia de la enzima alanina-glioxilato-am
inotransferasa, que se expresa en el hígado
y se encarga de degradar el glioxilato para convertirlo en glicina,
usando piridoxal-P com o cofactor:
Alanina-glioxilatoaminotransferasa
Glioxilato + alanina ■
•glicina + piruvato
El glioxilato no metabolizado se acum ula en los peroxisomas
donde se convierte en oxalato, que se excreta por orina.
El exceso de oxalato precipita en el riñón y en las vías urinarias
y causa u na insuficiencia renal progresiva (fig. 37-7).
Cuando el riñón no puede eliminar el oxalato, éste se acumula
en otros tejidos y produce alteraciones cardíacas, óseas, oculares
y neuropatías.
Estos pacientes eliminan por la orina más de 2 m m ol/24 h
de oxalato m ientras que los individuos norm ales elim inan
m enos de 0,5 m m o l/24 h. Un aspecto im portante es que la
recolección de orina para la medición de oxalato se ha de realizar
en recipientes que contengan HCl para m antener un pH
inferior a 2 y evitar así la degradación del ácido ascórbico a
oxálico.
El análisis de la alanina-glioxilato-am inotransferasa se ha
de realizar en una biopsia hepática y hay que tener en cuenta
que en ocasiones la enzima puede tener una actividad norm al
in vitro, pero no m vivo, debido a una incorrecta localización
de esta enzima en el peroxisom a.
El tratam iento de la hipoxaliuria prim aria consiste en reducir
la producción de oxalato y fecilitar su excreción mediante
la alcalinización de la orina. En los casos graves es necesario
realizar un trasplante hepatorrenal.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Moser HW, Mahmood A, Raymond GV. X-linked adrenoleukodystrophy.
N atClin P ractN eu tol2007;3: 140-151.
Shimozawa N. Molecular and clinical aspects o f peroxisoma! diseases.
] Inherit Metab Dis 2007; 30; 193-197.
Steinbei^ SJ, Dodt G. Raymond GV, Braverman NE. Moser AB, Moser HW.
Peroxisome biogénesis disorders. Biochim Biophys Acta 2006; 1763:
1733-1748.
Wanders Rf, Waterham HR. Peroxisomal disorders; the single peroxisomal
enzyme deficiencies. Biochim Biopliys Acta 2006; 1763: 1707-1720.

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Capítulo
Radicales libres y enfermedad
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Concepto de radical libre 439
Especies reactivas de o xíge n o 440
Ó xido nítrico 440
Especies reactivas de nitrógeno 441
O rigen de los radicales libres
en el o rgan ism o 441
Respiración mitocondrial 441
Reacciones de oxidasas y oxigenasas 441
Fagocitosis 442
Lesiones m oleculares producidas
por los radicales libres 442
Peroxidación lipfdica 443
Lesión a las proteínas 443
Oxidación de hidratos de carbono 444
lesión en el ADN 444
M ecanism os de elim inación de radicales
libres 444
Enzimas antioxidantes 445
Antioxidantes no enzimáticos 445
Ejem plos de alteraciones causadas
por los radicales libres 446
Lesión en la isquemia-reperfusión 447
Envejecimiento 447
M arcadores bioquím icos de la lesión
o xidativa 447
Marcadores de especies reactivas de nitrógeno 448
Marcadores de peroxidación lipídica 448
Marcadores de lesión en el ADN 448
Determinación de glutatión 448
Referencias adicionales 448
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Definir el concepto de radical libre y explicar las especies
reactivas de oxígeno y de nitrógeno.
• Identificar las fuentes de radicales libres, describir las
lesiones moleculares de los radicales libres y poner ejemplos
de implicaciones patológicas.
• Explicar los mecanismos de defensa del organismo frente
a los radicales libres.
• Poner ejemplos de los marcadores bioquímicos de estrés
oxidativo y su utilidad.
Un radical libre es una molécula muy reactiva por la existencia
de un electrón desapareado en uno de sus orbitales.
Prácticam ente, todos los radicales libres que se producen en el
organism o derivan del oxigeno y del nitrógeno por la ganancia
o pérdida de un electrón. Los radicales libres tienen una
existencia independiente, pero con una vida m edia muy corta
ya que reaccionan rápidamente con las moléculas próxim as, a
las cuales extraen un electrón para completar sus propios orbitales.
De esta form a se generan nuevos radicales libres en un
proceso de reacción en cadena. Así pues, las reacciones de radicales
libres constan de tres etapas sucesivas:
1. Iniciación, en que el radical libre form a otros radicales:
RH + X . -----------------* R . + XH
C o n cepto de radical libre
2. Propagación, en que se form an num erosas reacciones, con
aparición de abundantes radicales libres secundarios:
R • + Oj
ROO. + RH-
►ROO.
ROOH + R .
3. Terminación, en que los radicales libres se combinan para
form ar especies quimicas m ás estables:

440 Parte IV— Elementos de patología molecular
ROO + R .
+ R .
ROOR
RR
Esp ecies reactivas de o xíg e n o
El oxígeno molecular tiene dos electrones que están en orbitales
separados y con espines paralelos. En este estado de birradical
es muy estable y necesita catalizadores, com o los iones
metálicos, para reaccionar. El oxigeno con luz ultravioleta forma
la especie reactiva oxigeno singulete COj), en que los dos electrones
están en el mismo orbital, pero con espines opuestos:
hv
El oxigeno también puede aceptar electrones y form ar especies
reactivas de oxígeno (ROS, del inglés, reactive oxygen species),
que son tóxicas (ñg. 38-1). Así, la reducción del oxígeno
con un electrón produce el radical anión superóxido («Oj"),
que es extrem adam ente reactivo y con una vida m edia muy
corta (de 1 0 ’ '®s), ya que puede reaccionar actuando com o un
agente reductor al donar un electrón o com o oxidante al ganar
un electrón. El anión superóxido está cargado negativamente,
por lo que tiene poca solubilidad en lípidos y, por tanto, reducida
capacidad de difusión. Cuando el anión superóxido se
protona, produce el radical hidroperoxilo (HOj). Cuando el
anión superóxido acepta un electrón y dos protones, se tran s­
form a en peróxido de hidrógeno (H^Oj). Este derivado reactivo
del oxigeno no es, en sí mismo, un radical libre, pero en
presencia de metales de transición puede captar un electrón y
producir un radical hidroxilo (» 0 H ) y un ion hidroxilo. Este
proceso se conoce com o reacción de Fenton:
‘O,
H ,0 , + Fe' OH- + .O H + Fe""
la membrana. De esta forma puede acceder a lugares donde haya
Fe'"" o Cu'"" y form ar el radical hidroxilo. Éste es el derivado más
tóxico ya que es extremadamente reactivo, con una vida media
de lO'^ s. Reacciona rápidamente con las moléculas próximas.
Ó xid o n ítrico
El óxido nítrico (NO) se produce en el organismo por la conversión
del aminoácido L-arginina a L-citrulina por la enzima
óxido nítrico-sintasa (NOS; ñg. 38-2). Esta enzima requiere la
existencia de calm odulina y de cuatro cofactores: FM N , FAD,
tetrahidrobiopterina y NADPH. Existen diversas isoenzimas
NOS:
1.
2 .
Endotelial (eNOS) y neuronal (nNOS) que producen NO
durante segundos o m inutos y son dependientes del calcio.
Inducible (iNOS) que produce NO durante períodos de
tiempo más prolongados, a concentraciones mucho m ayores
y que es independiente del calcio.
De esta form a, el NO se puede producir en los sistemas biológicos
en un intervalo de varias órdenes de m agnitud, por lo
que su reactividad química es muy amplia. Al ser un gas y no
estar cargado, puede difundir y atravesar las m em branas, y
llegar con facilidad al interior de las células. El NO ejerce
im portantes acciones en el organism o com o neurotransm isor
o com o horm ona y participa en vías de señalización, activación
inm unitaria, etc.
U na de sus funciones es la participación en el m antenim
iento de la presión arterial y el flujo sanguíneo. Diversos
estímulos químicos, com o la acetilcolina, o m ecánicos, como
el cizallam iento, favorecen la entrada de calcio en las células
endoteliales de los vasos sanguíneos (fig. 38-3). El incremento
Aparte de ello, el anión superóxido puede reaccionar con el
HjOj para form ar oxígeno m olecular, ion hidroxilo y el radical
hidroxilo. Ésta es la reacción de Haber-Weiss, que in vivo
está catalizada por iones metálicos, com o los de hierro:
H ,0 , + O,
O, + .O H + OH-
E1 HjOj es un agente oxidante con una vida media más prolongada
que el anión superóxido y con capacidad de difundir en
O2 H
{Hidroperoxilo ^
Figura 38-2. Producción de óxido nítrico a partir de la arginina por
la enzima óxido nítrico-sintasa. NADP, NADPH: nicotinamida adenina
dinucleótido reducido; FAD: flavina adenina dinuclecótido; FIVIN: flavina
mononucleótido.
Plaquetas
hv
O 2 -
(Oxígeno singulete)
•Ü2 -
(Anión superóxido)
2 H^
e'
q
(Peróxido de hidrógeno)
Acetilcolina
Cizallamiento
Célula
endotelial
Inhibición de la
agregación y de la
adhesión plaquetaria
e I ^ H2 O
•OH
(Radical hidroxilo)
Figura 38-1. Especies reactivas de oxígeno.
Músculo liso
Relajación
Figura 38-3. Efecto antitrombótico e hipotensor del óxido nítrico.
GMPc: guanosina monofosfato cíclico; GTP: guanosina trifosfato.

Capítu lo 38—Radicales libres y enfermedad 441
NO
ONOO-
(Peroxinitrito)
NADH
N ,0 ,
(Trióxido de
nitrógeno)
Figura 38-4.
(RNOS).
NOg' (Nitrato)
HONO,
NO,-" + OH'
(Ácido peroxinitroso) \ (Ion de nitronio)
•NO, »0H
(Dióxido de nitrógeno)
Formación de especies reactivas de nitrógeno y oxígeno
Figura 38-5.
Formación de radicales libres durante el transporte electrónico
mitocondrial.
de calcio activa la eNOS de las células endoteliales de grandes
vasos, m icrovasos y capilares, y produce N O que difunde y
activa la guanilato-ciclasa intracelular en:
1. Células del músculo liso. Produce surelajación y, p ortan te,
ejerce un efecto vasodilatador e hipotensor.
2. Plaquetas. Causa una inhibición de la agregación de las
plaquetas y de la adhesión de éstas a la ín tim a de los
vasos.
para cumplir una función. La autooxidación de pequeñas moléculas,
com o hidroquinonas, catecolam inas o ferrodoxinas
reducidas, produce anión superóxido. También la autooxidación
de proteínas con el grupo hemo y grupos sulfhidrilos produce
anión superóxido.
Aproximadamente, el 2-3% del oxígeno consum ido se convierte
en radicales libres y esta producción aumenta notablemente
en determinadas circunstancias, sobre todo localmente.
Por ejemplo, las reacciones de oxidación, la fagocitosis y, sobre
todo, la respiración m itocondrial producen de m anera continua
radicales libres.
Algunos m edicam entos antihipertensivos, com o la n itroglicerina,
ejercen su efecto farm acológico increm entando los
niveles de óxido nítrico. La m enor producción de N O por la
enzim a eNOS puede p rovocar hipertensión arterial esencial.
Así, en algunas familias japonesas se ha encontrado una
m utación en el gen de la eNOS que causa una sustitución
G lu298A sp y que está asociada con la hipertensión esencial.
Respiración mitocondrial
La respiración m itocondrial es la m ayor fuente de especies
reactivas de oxígeno. En condiciones normales, la mitocondria
reduce casi todo el oxígeno a H^O, pero el 1 -2 % del oxígeno
se reduce a anión superóxido ya que durante el transporte electrónico
se form a el radical de la coenzim a Q (CoQH»), que
puede transferir un electrón al O 2 (fig. 38-5).
Especies reactivas de nitrógeno
El NO es un radical libre al tener un electrón desapareado
aunque es bastante estable y tiene una vida m edia larga, de
unos 10 s. Se puede unir al hierro del centro activo de num e­
rosas enzimas, com o por ejemplo los complejos de la cadena
respiratoria m itocondrial, e inactivarlas.
M ás im portante es cuando la enzim a íNOS produce el NO
en elevadas cantidades y se com bina con el Oj o con el anión
superóxido para form ar especies reactivas de oxígeno y nitrógeno
(RNOS). Cuando se com binan el NO con el anión superóxido,
form an peroxinitritos (ONOj"). Son interm ediarios
estables y muy reactivos que, a su vez, también se pueden descom
poner rápidamente en los radicales NOj e hidroxilo, altamente
reactivos. Estos compuestos participan en numerosas
enfermedades, com o las reacciones autoinmunes, la enferm e­
dad de Parkinson, etc. (fig. 38-4).
O rigen de los rad icales
lib res en el o rg a n ism o
El ser hum ano está expuesto de m anera continua a la acción
de agentes exteriores que originan radicales libres, com o las
radiaciones ionizantes, la luz U V y la polución. En el organismo
también se producen de forma continua radicales libres.
Algunas veces son subproductos de reacciones o resultado de
una degradación m ientras que en otras ocasiones se sintetizan
Reacciones de oxidasas y oxigenasas
Tal y com o se ha descrito en el capítulo anterior, la oxidación
de los ácidos grasos en los peroxisomas por oxidasas produce
H jO j. N o obstante, en estos orgánulos existe abundante
catalasa que degrada el H 2O 2, con lo que el efecto tóxico de éste
queda anulado. O tra fuente de H 2 O 2 es la enzima monoaminooxidasa
(MAO) en la m em brana m itocondrial al degradar la
dopamina.
La xantina-oxidasa actúa in vivo com o xantina-deshidrogenasa
em pleando NAD"" com o aceptor de electrones. Sin
embargo, en situaciones de estrés por una oxidación de grupos
sulfhidrilos o por proteólisis se convierte en oxidasa y emplea
entonces el oxígeno com o aceptor de electrones para form ar
el anión superóxido.
Las enzimas oxigenasas incorporan uno o dos oxígenos a
una molécula aceptora. Entre ellas están los citocrom os P-450,
que oxidan sustancias endógenas o exógenas, com o medicamentos,
transfiriendo oxígeno m olecular y empleando NADH
y N A D PH . D urante este proceso, el oxígeno se activa recibiendo
un electrón y algunos de estos radicales form ados se
pueden escapar de m odo que se liberan anión superóxido y
H^O^.
D urante el m etabolism o del ácido araquidónico a prostaglandinas,
trom boxanos y leucotrienos, en el cual participan
enzimas oxigenasas, se producen compuestos intermedios de
tipo radical libre.

442 Parte IV— Elementos de patología molecular
Fig u ra 3 8 -6 . Acción bactericida de los radicales libres durante la fagocitosis. NADP, NADPH: nicotinamida adenina dinucleótido reducido; iNOS:
isoenzima inducible de la óxido nítrico sintasa; SOD: superóxido dismutasa.
Fagocitosis
El estallido respiratorio oxidativo que producen las células
fa g o cítica s, co m o los m acró fag o s o los n eu trófilo s
durante el ataque a los m icroorganism os, es una fuente muy
im p ortan te de radicales libres de oxígeno y de nitrógeno
(fig. 3 8 -6 ). E sta a cció n se p rod u ce p o r la a cció n de la
N A D PH -oxidasa, una enzim a form ada p o r varias subunidades
que se ensam blan en la m em brana plasm ática de la
célula fagocítica que rodea al m icroorganism o. Esta enzima
cataliza la oxidación de N A D PH y la reducción del oxígeno
m olecular a anión superóxido, que, a su vez, se convierte en
H 2O 2 por la enzim a superóxido-dism utasa (SOD) y en radicales
hidroxilo.
A parte de ello, los neutrófilos liberan mieloperoxidasa al
medio, una enzima con grupo hem o que cataliza la reacción
entre el H 2O 2 y el cloruro, para form ar el hipoclorito:
H , 0 , -I- Cl-
Mieloperoxidasa
CIO- -t- H ,0
El hipoclorito tiene acción bactericida ya que cuenta con
una elevada capacidad de halogenación y de oxidación, y ataca
proteínas, centros Fe-S o grupos hemo.
Tal y como se ha descrito anteriormente, en la reacción inflam
atoria se induce a la enzim a iNOS, que produce elevadas
cantidades de NO, el cual form ará RNOS al combinarse con
el anión superóxido.
Todos estos radicales libres producidos por los leucocitos
que participan en la defensa frente a m icroorganism os tam ­
bién pueden alterar las moléculas del propio tejido.
Le sio n e s m o le cu la re s p ro d u cid as
p o r los rad ica le s libres
Los radicales libres son muy reactivos y participan en reacciones
de extracción de hidrógeno, polimerización, rotura de
enlaces o adición de radicales. Casi todas las m oléculas son
susceptibles al ataque, pero las más afectadas son los lípidos
polünsaturados, las proteínas, el A D N y los hidratos de carbono
(tabla 38-1).
Tabla 38-1. Alteraciones producidas por los radicales libres
Molécula Lesión Efecto fisiopatológico Biomarcador
Lípidos Peroxidación lipídíca Lesión celular
Arteriesclerosis
A zúcares
Proteínas
ADN
O xidación
Form ación de oxaldehídos
A d ició n a am inoácidos
Form ación de enlaces cruzados
Fragm entació n
D im erizació n de la tim in a
Envejecim iento
Cáncer
A ltera ció n estructural
Pérdida de funció n
D egradación
Form ación de a uto antíg e nos
M utaciones
Envejecim iento
Cáncer
Form ación de a uto antíg e nos
l\/lalondialdehído
4 -H id ro xino nenal
F2-isoprostanos
Proteínas carbo niladas
N itrotirosina
8-h id ro x i-d eso x ig u an o sin a

Capítu lo 38—Radicales libres y enfermedad 443
0 ^ '— ' '''o
Malondialdehído
Fosfolípido de membrana del ácido araquidónico
Radicales libres ^ Fosfolipasa
Ésteres de isoprostanos
Ácido araquidónico
Ciclooxigenasa
Fosfolipasa
PGG2
4-Hidroxinonenal
Isoprostanos
Prostaciclinas
CO,H
CO,H
Peróxido lipídico
Figura 38-7. Productos de degradación lipfdica por el ataque de los
radicales libres.
Figura 38-8. Producción de los isoprosatanos; PGG2: prostaglandina
G2; PGFj^: prostaglandina F2a.
Peroxidación lipídica
Los ácidos grasos poliinsaturados de las m em branas celulares
son muy susceptibles al ataque de los radicales libres de
oxigeno que causan un reordenamiento de los dobles enlaces
a dienos conjugados (enlaces dobles y simples alternados) y
peróxidos lipidíeos (fig. 38-7). La peroxidación de los lípidos
de la m em brana causa alteraciones biológicas, com o un descenso
de la fluidez de la mem brana, y puede alterar receptores
o enzimas asociados, y afectar a la función y la permeabilidad
celulares. Además, se generan metabolitos tóxicos de los hidroperóxidos
lipidíeos, com o el malondialdehído o el 4-hidroxinonenal,
que son característicos de esta peroxidación. Estos
compuestos pueden reaccionar con nucleósidos, lípidos y proteín
as, y fo rm ar ad uctos o uniones cru zad as, llam ados
productos finales de la oxidación lipídica avanzada, que alteran
las propiedades y funciones de estas moléculas. Así, por
ejemplo, la m ayor form a de excreción del malondialdehído es
form ando aductos con la lisina, lo que indica que se une preferentemente
al grupo e-am ino. En las lesiones arterioscleróticas
se pueden encontrar aductos de lipoproteinas de baja densidad
(L D L, del inglés, low -density Upoprotein) con el
malondialdehído o con el 4-hidroxinonenaL Las concentraciones
plasmáticas de malondialdehído se encuentran elevadas
en num erosas enfermedades, com o diabetes mellitus, enferm
edad de A lzheim er, asm a o preeclam psia. A dem ás, el
4-hidroxinonenal inhibe la agregación plaquetaria y modifica
la actividad adenilato-ciclasa.
Adem ás de los ácidos grasos poliinsaturados, los ésteres
de colesterol y los fosfolípidos también pueden sufrir m odificaciones
por los radicales libres. Los isoprostanos son un
grupo de com puestos sim ilares a la prostaglandina que se
generan in vivo por la peroxidación no enzim ática del ácido
araquidónico esterificado y se liberan a la circulación por la
acción de las fosfolipasas (fig. 3 8 -8 ). Los que tienen una
estru ctu ra sim ilar a la prostaglandina (P G F jJ se denom
inan Fj-isoprostanos. Estos com puestos son bastante estables,
pero, una vez que se liberan, se m etabolizan de form a
rápida y se elim inan. A lgunos de estos com puestos tienen
u na potente actividad biológica, causan vasocon stricción
renal y activación plaquetaria. Se han encontrado elevaciones
de los Fj-isoprostanos en enfermedades pulm onares, card iovasculares,
inflam atorias, diabetes mellitus y otras. Además,
la concentración de estos com puestos varia com o respuesta
a la adm inistración de m edicam entos, antioxidantes o según
la dieta.
Lesión a las proteínas
Las proteínas son unas im portantes dianas de los radicales
libres, que pueden adicionarse a sus am inoácidos, producir
cambios en la estructura y afectar a sus propiedades y funciones.
Algunos am inoácidos, com o metionina, lisina, treonina
o prolina, son especialmente susceptibles y la oxidación de sus
cadenas laterales produce proteínas carboniladas (fig. 38-9).
También se pueden generar aductos entre los grupos am ino
de la lisina o histidina y derivados de aldehidos. La cuantificación
de las proteínas carboniladas permite una buena estim
ación de la oxidación de éstas. Su determ inación está facilitada
por la estabilidad de éstas.
Los RNOS pueden nitrar o nitrosilar proteínas y alterar sus
propiedades. Los residuos de tirosina pueden modificarse form
ando nitrotirosinas, que constituyen un m arcador de alteración
por los derivados del óxido nítrico. La form ación de
estos derivados de nitrotirosina modifica la función de las proteínas,
inactiva enzimas o interfiere en señalizaciones intracelulares.
Adem ás, los radicales libres pueden reaccionar con el ion
m etálico de muchas metaloenzimas e inactivarlas. La m odificación
de las proteínas puede producir, además, la formación
de agregados entre proteínas, cam biar sus características antigénicas,
y favorecer la form ación de autoanticuerpos.
Las proteínas oxidadas son degradadas en el proteasom a y
en el lisosom a. Sin em bargo, algunas no se degradan totalmente
y form an agregados que se acum ulan dentro o fuera de
la célula. Esta acum ulación aumenta con el paso de los años y
puede estar implicada en enfermedades asociadas con el envejecimiento.

444 Parte IV— Elementos de patología molecular
R1— CO HN— R2
\ /
CH
La oxidación de azúcares puede producir H2O 2, peróxidos
y oxaldehídos. Estos últimos tienen capacidad de unirse y provocar
uniones cruzadas con el ADN, el A RN y las proteínas.
De esta form a, los oxaldehídos son com puestos antím itóticos
y participan en procesos de envejecimiento y desarrollo
tumoral.
El ataque de los radicales libres a los poiisacáridos puede
ocasionar su degradación. Esto ocurre durante la inflamación
en el líquido sinovial ya que los neutrófilos infiltrados producen
radicales libres que degradan el ácido hialurónico y se
pierden las propiedades de am ortiguación del líquido sinovial.
Carbonilación
CH.
CH,
Lesión en el ADN
Nitración
,CH
Semialdehído glutámico
R1— CO HN— R2
\ /
CH
CH,
Los radicales libres lesionan el A D N y su ataque está favorecido
por la presencia de iones metálicos, com o el Fe^% que
facilitan la producción localizada de radical hidroxilo. El ataque
al A D N produce la rotura de la doble hélice, la form ación
de aductos ADN-proteína, modificaciones de la desoxirribosa,
purinas o pirimidinas, com o la dim erización de la tim ina o la
form ación de la 8 -hidroxiguanina (fig. 38-10). Este últim o
compuesto puede emparejarse erróneamente con la tim ina de
form a que aparece una alteración en el código genético. De
esta form a, las m odificaciones en las bases pueden causar
mutaciones y producir disfunción celular e, incluso, provocar
un tum or. Tal y com o ocurre con las proteínas, la exposición
del ADN a los radicales libres puede originar que éste se convierta
en antigénico y favorezca la aparición de anticuerpos
anti-ADN.
Figura 38-9.
libres.
OH
3-Nitrotirosina
Alteración de los residuos de proteínas por los radicales
Oxidación de hidratos de carbono
M ecan ism o s de elim in ació n
de rad icales libres
U na prim era form a de defensa consiste en el secuestro de
los iones m etálicos con agentes quelantes para dism inuir su
disponibilidad para la reacción de Fenton. Diversas proteínas
tienen esta capacidad, com o la transferrina y la ferritina, que
pueden unir el Fe^"", o la ferroxidasa y la albúmina, que pueden
u nir Cu^"". El hem o es una form a de hierro liposoluble que
puede lesionar las membranas y para retirarlo y evitar su acción
oxidante se dispone de la haptoglobina y la hemopexina.
Tal y com o se ha descrito anteriormente, los radicales libres
son extrem adam ente reactivos y pueden producir importantes
lesiones en el organism o. Para defenderse frente a esta agresión,
el organism o dispone de diversos mecanism os. U na prim
era limitación de la lesión es la com partim entación ya que,
puesto que éstos disponen de una capacidad de difusión muy
limitada, se reduce la lesión que pueden ocasionar al lugar en
O
•OH
N
•OH
Guanina
8 -hidroxiguanina
HN
h , c
Í
uv
í CH3 H3 C í
HN-V V ^ N H
0 " ^ N
O ^ N -
Timina Timina Dímero de timina
Figu ra 38-10.
Los radicales libres causan alteraciones en las bases nitrogenadas del ADN.

Capítu lo 38—Radicales libres y enfermedad 445
Glutatión reducido (GSH)
Glutatión oxidado (GSSG)
Figura 38-11.
Estructura del glutatión reducido y oxidado.
que se producen. Algunas reacciones que generan radicales
libres se producen en lugares confinados y en aquellos en que
existen abundantes sistemas antioxidantes, tal y com o ocurre
en los peroxisom as. Una vez que se han producido los radicales
libres, existe una segunda línea de defensa basada en enzimas
y otras moléculas con una potente acción neutralizante
que evita que los radicales libres causen lesiones en el organismo.
Enzimas antioxidantes
Las que participan en la defensa frente a radicales libres :
1. Superóxido-dismutasa y catalasa. La enzima superóxidodismutasa
cataliza la dismutación del superóxido a H 2 O 2 ,
el cual es neutralizado posteriormente por la catalasa. Las
actividades superóxido-dismutasa y catalasa tienden a ser
mayores en tejidos con una elevada utilización de Oj, como
el hígado y los eritrocitos, de form a que el superóxido producido
durante el metabolismo de las células es neutralizado
por estas enzimas:
2 0 - + 2H*
Superóxido-dismutasa
Catalasa
2 H ,0 , 2 H ,0 -I-O,
H , 0 , -I-O ,
Existen tres isoenzimas de la superóxido-dismutasa: una
citosólica con Cu^"^ y Zn^*, otra m itocondrial con Mn^"^ y
una tercera extracelular con y Cu^*
La catalasa, por su parte, está presente en el citoplasma,
en la m itocondria y, sobre todo, en los peroxisom as. Esta
enzima es una de las que tienen m ayor núm ero de recam ­
bio (turnover): 4 x 10® min~‘, esto es, cada molécula de catalasa
degrad a 4 m illones de m olécu las de p o r
minuto.
Glutatión-peroxidasa y glutatión-reductasa. Las glutatiónperoxidasas
son cuatro tipos de enzimas dependientes de
selenio que se encuentran en el citoplasma y las m itocondrias.
Reducen los hidroperóxidos lipídicos y el H^Oj al
oxidar el glutatión (GSH), un tripéptido de y-glutamil-cisteinil-glicina,
que se encuentra en elevada concentración
en las células, a un dímero unido por la cistina (GSSG; fig.
38-11). El glutatión oxidado se reduce de nuevo por la
enzima glutatión-reductasa, que emplea NADPH. Así pues,
el NADPH es muy im portante para la protección frente a
los peróxidos. La glucosa-6 -P-deshidrogenasa (G 6 PDH),
una enzima de la vía de las pentosas-fosfato, se encarga de
sum inistrar el NADPH necesario para la recuperación del
glutatión. Así, este proceso se puede indicar en las siguientes
reacciones:
Glutatión-peroxidasa
ROOH -I-2G SH ----------------------------» ROH -1- H ,0 -1- GSSG
Glutatión-reductasa
GSSG -I-2N ADPH -1- H "----------------------- * 2 GSH -1- 2 N A D F
G 6 PDH
NADP-i- glucosa-6 - P ------ » NADPH -1- H"" -1- 6 -fosfogluconato
Antioxidantes no enzimáticos
Existen com puestos antioxidantes que atrapan y reducen
los radicales libres y los convierten en form as no tóxicas. Al
reaccionar con los radicales libres, estos compuestos se oxidan
y se van consumiendo. Los antioxidantes pueden ser de origen
endógeno, com o el urato, la bilirrubina o proteínas, com o la
albúmina. O tros proceden de la dieta, com o los flavonoides o
las vitam inas A , C y E.
Los antioxidantes tiólicos ejercen una im portante acción
protectora sobre las células. El más im portante es el glutatión
cuyo mecanismo de acción se ha descrito anteriormente. Otros
son las proteínas tiorredoxinas y el ácido a-lipoico.
Los principales agentes antioxidantes del plasm a son el
urato, la albúmina y el ascorbato, sobre todo debido a su elevada
concentración, mayor que la de otros antioxidantes, como
la bilirrubina, los carotenoides o la vitam ina E.
Compuestos procedentes de la dieta
Los flavonoides son compuestos polifenólicos presentes en
frutas, verduras, chocolates y bebidas, com o el vino tinto o el
té verde. Su ingesta media es de unos 25 m g/día, superior a la
de las vitam inas antioxidantes, p o r lo que contribuyen de
form a im portante a la defensa del organismo. Estos compuestos
neutralizan el anión superóxido, el radical hidroxilo y
peróxidos. Adem ás, pueden form ar complejos con los metales
de transición Fe^% Cu^"^ y Zn^*. De esta form a protegen de
form a efectiva de la lesión oxidativa y evitan, por ejemplo, la
oxidación de las LDL.
Las vitam inas A, C y E son importantes moléculas reductoras
que ceden un átomo de hidrógeno (-H) a los radicales libres,
term inando la reacción de propagación. A su vez, las vitam i­
nas se convierten en radicales libres, pero, al ser m oléculas

446 Parte IV— Elementos de patología molecular
los radicales lipídicos peroxilo y term inan la cadena de reacciones
de la peroxidación lipídica. El radical a-tocoferol form
ado puede reducirse de nuevo por el ácido ascórbico:
Figura 38-12.
H O
Deshidroascorbato
-reductasa
. /j
Deshidroascorbato
^
GSSG
2GSH
Glutatiónreductasa
2 NADP-"
2 NADPH + H-*
Acción antioxidante del ascorbato. GSH: glutatión reducido;
GSSG: glutatión oxidado; NADP, NADPHinicotinamida adenina
dinucleótido reducido.
estables, no propagan la reacción de los radicales libres. Estas
vitam inas se incluyen en num erosas dietas debido a su efecto
antioxidante y la ingesta recomendable diaria es de 500 m g de
vitam ina C y de 4 00 m g de vitam ina E. Por ejemplo, la suplementación
de vitam ina E en la dieta disminuye los niveles plasmáticos
de Fj-isoprostanos.
La vitam ina A y el p-caroteno, su precursor, abundan en las
frutas y verduras. Son compuestos liposolubles antioxidantes y
especialmente protegen de las lesiones del oxígeno singulete.
El ascorbato o vitam ina C es una molécula hidrosoluble que
reduce el anión superóxido y se oxida, a su vez, a deshidroascorbato
(fig. 38-12). Éste se convierte de nuevo en ascorbato
p o r m edio de la en zim a d esh id ro a sco rb a to -re d u cta sa
empleando glutatión, que es recuperado, a su vez, por la glutatión-reductasa.
La vitam ina C abunda en las frutas y verduras
y por su elevada capacidad antioxidante se emplea com o
conservante de alimentos.
La vitam ina E abunda en aceites de germen de trigo, de soja
y de cacahuete. Engloba muchos tocoferoles, que varían en las
metilaciones, el principal y más abundante de los cuales es el
a-tocoferol. Dado que es soluble en lípidos, se acum ula preferentemente
en el interior de la bicapa de fosfolípidos de la m em ­
brana celular y es un im portante protector de la m em brana
celular frente a la lesión oxidativa. La vitam ina E neutraliza
l. ROO- -I- a -to co fe ro l- •ROOH -I- rad ical a-to cofero l.
2. Radical a-tocoferol + ascorbato-
hidroascorbato.
•a-tocoferol -i- des-
De este m odo se puede m antener su actividad antioxidante
y protege la m em brana lipídica en una situación de estrés que
se regenera a costa del ascorbato.
En plasma, la vitam ina E es transportada por las lipoproteínas,
a las cuales protege de la peroxidación. Para contrarrestar
el exceso de radicales libres, es im portante una adecuada alim
entación. Así, una dieta rica en antioxidantes, com o fruta o
verdura, se asocia con m enor incidencia de enfermedades crónicas
asociadas con la edad, com o las enfermedades card iovasculares
o el cáncer.
Eje m p lo s de alte ra cio n e s cau sad as
p o r los rad icales libres
El estrés oxidativo se produce cuando la producción de radicales
libres supera la capacidad de defensa frente a éstos, lo
cual causa una lesión celular e hística (fig. 38-13A). Los radicales
libres causan en las células alteraciones en el ADN, lesión
m itocondrial, m odiñcación funcional de proteínas y lesión en
las mem branas celulares (fig. 38-13B). Además, se m odifica la
respuesta de las células a estím ulos in tra y extracelulares, y
procesos como los de proliferación o apoptosis. Esta lesión oxidativa
participa en la patogenia de enfermedades y, de hecho,
se ha asociado la producción de radicales libres con el proceso
de envejecimiento, arteriosclerosis y enfermedades neurológicas.
Por ejemplo, ya se ha descrito en el capítulo 23 que la oxidación
de las lipoproteínas está implicada en procesos fisiopatológicos,
com o la arteriosclerosis o la enfermedad coronaria.
En algunas enfermedades se han asociado de form a clara los
radicales libres con la etiología de la enfermedad. Uno de los
casos más evidentes es la p orñria eritropoyética congénita, en
la cual las alteraciones son mediadas por la form ación de oxígeno
singulete.
Especies reactivas
de oxígeno y
nitrógeno
Defensas:
enzimas y
antioxidantes
Radicales libres
Pérdida de fluidez
Lesión en el ADN, lípidos,
azúcares y proteínas
Lesión mitocondrial
Alteracióríyn la
señalizacióti celular
P
Arteriosclerosis
Diabetes
Cáncer
Neurodegeneración
nactivadón
de
■nzimas
/
I ADN
\
Mutaciones
Alterac ón en los
transpe rtadores
Figura 38-13A. Agresión por los radicales libres y sistemas de defensa.
Se producen lesiones que pueden causar enfermedades cuando se
sobrepasan los sistemas de eliminación.
Figu ra 38-13B.
ferentes niveles.
Radicales libres
Los radicales libres causan alteraciones celulares a di-

Capítu lo 38—Radicales libres y enfermedad 447
Figura 38-14.
Lesión por radicales libres en la isquemia y reperfusión de un tejido. ATP: adenosina trifosfato.
I
Lesión en la isquemia-reperfusión
D urante la lesión isquémica se produce un increm ento del
m etabolism o del ATP hacia hipoxantina y la xantina-deshidrogenasa
pasa a la form a oxidasa (fig. 38-14). No obstante, en
es situación de isquemia no se form an radicales libres debido
a la baja tensión de oxígeno. Si se produce una reperfusión del
tejido, con el nuevo sum inistro de sangre se eleva la PO 2 y la
xantina-oxidasa genera anión superóxido. Además, el ambiente
reductor provocado por la situación de isquemia también liberará
Fe^"" de proteínas intracelulares, com o la ferritina, y provocará
la form ación de radicales hídroxílo por la reacción de
Haber-W eiss y la de Fenton.
La producción de radicales libres por la cadena de transporte
electrónico también aumenta de form a notable en el proceso
de isquemia-reperfusión. Así, durante la isquemia la glucólisis
continúa funcionando y se acum ulan NADH y electrones en
la cadena respiratoria por m enor transferencia de electrones
desde el complejo I y II a la coenzima Q. De esta forma se increm
enta la form ación de CoQH» que puede interaccionar con el
oxígeno al transferirle un electrón y prod u cir anión superóxido.
Cuando se produce la reperfusión del tejido y se increm
enta la PO j, se producen grandes cantidades de anión superóxido.
Se ha detectado en este proceso una elevada oxidación de
las proteínas, con un incremento de las proteínas carboniladas
o de la nítrotírosina y de los lípídos con un increm ento de isoprostanos.
La lesión producida por los radicales libres durante la isquem
ía-reperfusión tiene especial im portancia en el trasplante.
P ara evitar esto, tan to durante la conservación del órgano
com o durante la cirugía se adm inistran antioxídantes para
proteger a los tejidos.
Envejecimiento
I Los radicales libres se producen, en m ayor o menor medida,
g- de forma habitual y continua. A m edida que aum enta la edad,
I disminuye la capacidad del organism o para contrarrestar su
¿ producción. La lesión oxidativa tiene relevancia en numerosas
^ enfermedades que se asocian con la edad, com o el cáncer por
la lesión en el A D N , las enferm edades cardiovasculares o la
@ diabetes mellitus. Los radicales libres causan la oxidación de
las LDL que se acum ulan en la placa aterosclerótica y contribuyen
a la inducción de la inflamación y a la disfunción endotelial
que lleva al estrechamiento de la luz vascular. Así, se han
encontrado niveles elevados de isoprostanos en sangre u orina,
com o índice de estrés oxidativo, asociado con los factores de
riesgo cardiovascular. También la hiperglucem ia que se p ro ­
duce en la diabetes mellitus causa un incremento de la producción
de los radicales libres que aum enta con la edad. Se p ro ­
ducen por varios m ecanism os, com o la autooxidación de la
glucosa, la formación de productos avanzados de glucosilación
o la activación de la ruta de los polioles. Contribuyen a las com ­
plicaciones a largo plazo, com o las lesiones m icrovasculares o
las cataratas.
El cerebro es especialmente sensible al estrés oxidativo por
diversas razones: consum e mucho oxígeno, es rico en ácidos
grasos insaturados que pueden ser alterados por los radicales
libres y posee pocas enzimas antioxidantes. Las lesiones producidas
por los radicales libres en las neuronas son muy importantes
ya que este tipo de células se encuentra fuera del ciclo
celular y, cuando mueren, no pueden ser sustituidas por nuevas
neuronas. En el capítulo siguiente se señalarán los efectos
nocivos de los radicales libres en enferm edades, com o la de
Alzheimer o el parkinsonismo.
M arcadores b io q u ím ico s
de la lesió n o xid ativa
Aunque la lesión por radicales libres se produce en muchas
enfermedades, la mayoría de las determinaciones tiene más interés
en estudios epidemiológicos que en casos de pacientes concretos.
La localización y los efectos de las lesiones producidas
por los radicales libres pueden ser evaluados midiendo diversos
marcadores de la lesión producida. Esto se debe al hecho de que
los radicales libres son muy inestables y tienen una vida media
extrem adam ente corta mientras que los productos de reacción
con las biomoléculas son bastante más estables.
Se han evaluado numerosos marcadores de lesión oxidativa,
pero la mayoría no tiene la suficiente sensibilidad o especificidad.
Adem ás, la lesión causada por los radicales libres está
relacionada con su lugar de producción y la determ inación de
los m arcadores en líquidos biológicos no aporta información

448 Parte IV— Elementos de patología molecular
H Sx /N.-^ ^O H ,0 H HO-
0 O
H,0
Figura 38-15.
Reacción del ácido tiobarbitúrico con el malondialdehído.
acerca de dónde se produce el estrés oxidativo. También hay
que tener en cuenta que el recambio de las proteínas intracelulares
es muy inferior al de las moléculas circulantes y no se
puede obtener inform ación de la lesión acumulativa.
Marcadores de especies
reactivas de nitrógeno
El N O en fluidos biológicos se degrada a diversos productos,
com o los nitritos y los nitratos, cuya concentración proporciona
una medida indirecta de la producción de NO. Los
nitritos se pueden cuantificar de form a rápida mediante el
reactivo de Griess, con el cual form an un azo derivado púrpura,
que se lee a 540 nm . La relación entre nitritos y nitratos
no es predecible, por lo que previamente es necesario reducir
los nitratos con nitrato-reductasa.
Asim ismo, la m odificación de las proteínas por las especies
reactivas de nitrógeno se puede estim ar midiendo la concentración
de nitrotirosina. Es un com puesto estable y que se
puede cuantificar por métodos de crom atografía líquida de
alta presión (H PLC, del inglés, high-pressure liquid chromatography)
acoplado a un detector electroquím ico o mediante
espectrom etría de masas. Existen anticuerpos monoclonales
contra la nitrotirosina de forma que también se puede detectar
m ediante técnicas de W estern blot y de ELISA aunque estas
técnicas carecen de la especificidad de los métodos anteriores.
H ay que tener una especial precaución en la manipulación de
la m uestra ya que durante el proceso se pueden generar nitrotirosinas,
que alteran los resultados.
Marcadores de peroxidación lipídica
La técn ica m ás am pliam ente utilizada p ara d etectar la
peroxidación lipídica es la del ácido tiobarbitúrico. El principal
compuesto que reacciona con el ácido tiobarbitúrico es el
malondialdehído que form a un complejo que puede ser cuantiflcado
espectrofotom étricam ente (ñg. 38-15). También pueden
reaccionar otros aldehidos, aunque la especificidad m etodológica
se puede incrementar empleando una separación por
H PLC de los aductos de malondialdehído. Aunque se puede
realizar en distintos líquidos biológicos, esta determinación se
realiza norm alm ente en plasma. No obstante, la reacción del
tiobarbitúrico no mide adecuadam ente la peroxidación lipídica
porque m uchos aldehidos reactivos, incluido el m alóndialdehído,
no son productos específicos de la peroxidación
lipídica. Además, la descomposición de los peróxidos lipídicos
durante el desarrollo del test puede interferir con la reacción.
Los Fj-isoprostanos se pueden detectar en los tejidos y en
los diversos líquidos biológicos, com o el plasm a o la orina,
donde su concentración se increm enta en función del estrés
oxidativo. La determinación de los E^-isoprostanos se realiza
con técnicas complejas, com o la GC-M S, que presentan una
elevada especificidad y sensibilidad. También existen técnicas
de radioinmunoanálisis (RIA) o enzimoinmunoanálisis, pero
carecen de la precisión, exactitud y especificidad del GC-MS.
No obstante, son mucho más fáciles de utilizar y muchos estudios
están basados en estas determinaciones inmunométricas.
La cuantificación de S-iso-PGFjij es una de las magnitudes más
adecuadas para evaluar la lesión oxidativa de los lípidos. Este
compuesto se encuentra esterificado y en forma libre en plasma,
m ientras que en orina únicamente en forma libre.
Marcadores de lesión en el ADN
La determinación de 8 -hidroxi-desoxiguanosina se emplea
como marcador de la lesión oxidativa del ADN. Este producto se
puede cuantificar mediante técnicas de HPLC o de espectrometría
de masas. Tal y com o ocurre con los otros marcadores, la
cuantificación de 8 -hidroxi-desoxiguanosina no indica el lugar
en que se ha producido la lesión. Su determinación en orina se ha
usado como un indicador de la lesión en el «ADN corporal».
Determinación de glutatión
La concentración de glutatión reducido (GSH, del inglés, reduced
glutathioné) y glutatión oxidado (GSSG, del inglés, oxidized
glutathione) plasmático da una idea del estrés oxidativo y refleja
la concentración de estos compuestos en otros tejidos menos accesibles.
De esta form a, su cuantificación se ha considerado un
índice del contenido de GSH corporal y un indicador de estrés
oxidativo. Existen, para su medida, diversos procedimientos,
espectrofbtométricos, fluorimétricos o de quimioluminiscencia,
normalmente acoplados a sistemas de HPLC. Es particularmente
importante una manipulación adecuada de la muestra que evite
la oxidación del GSH y la sobreestimación del GSSG.
La concentración de GSH desciende con la edad aunque en
los ancianos con buena actividad física y mental, sus niveles
se m antienen elevados. El descenso de la concentración plasm
ática de GSH, con una elevación de la relación GSSG/GSH
se ha asociado con estrés oxidativo en diversas enfermedades,
com o cáncer de pulmón, preeclampsia o cirugía cardíaca. Por
ello, esta determinación podría ser un m arcador de la evolución
de estas enfermedades.
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Bloomer RJ. Effect o f exercise on oxidative stress biomarkers. Adv Clin C tem
2008; 46:1-50.
Dalle-Donne I, Rossi R, Colombo R, Giustarini D, Milzani A. Biomarkers
of oxidative damage in human disease. Clin Chem 2006; 52; 601-623.
Giustarini D, Milzani A. Colombo R, Dalle-Donne I. Rossi R. Nitric oxide
and S-nitrosothiols in human blood. Clin Chim Acta 2003; 330; 85-98.
Matés JM, Pérez-Gómez C, Núñez de Castro I. Antioxidant enzymes and human
diseases. Clin Biochem 1999; 32; 595-603.
Smith C, Marks AD, Lieberman M (eds.). Bioquímica básica de Marks. Un
enfoque clinico, 2.* edición. Madrid: McGraw-Hill/Interamericana, 2006.

Capítulo
Bases moleculares
de las enfermedades
neurodegenerativas
ÍNDICE DEL CAPÍTULO
Introducción 449
Enferm edad de A lzheim er 450
Formas de la enfermedad de Alzheimer 450
Alteraciones cerebrales y pérdida neuronal en la enfermedad
de Alzheimer 451
Estudios bioquímicos de la enfermedad de Alzheimer 454
Enferm edad de Parkinson 454
Causas de la enfermedad de Parkinson 454
Genes implicados en las formas familiares de la enfermedad
de Parkinson 456
Enferm edades por cam bios conform acionales
en las proteínas. Priones 457
Proteína priónica humana normal 457
Formas patológicas de los priones 457
Enferm edades producidas por expansiones
de repeticiones de trinucleótid o s 458
Síndromes poliQ 459
Síndrome no poliQ 461
Análisis bioquímico de las enfermedades de repetición
de trinucleótidos 462
Referencias adicionales 462
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Conocer las alteraciones bioquímicas que se producen
en la enfermedad de Alzheimer.
Describir las implicaciones de las alteraciones de la proteína
precursora de amiloide, de la proteína tau y de la presenilina
en la enfermedad de Alzheimer.
Conocer los principales genes implicados en la enfermedad
de Parkinson.
Describir el papel del estrés oxidativo en la enfermedad
de Parkinson.
Describir las alteraciones que conforman los priones como
causantes de las encefalopatías espongiformes.
Explicar las alteraciones genéticas que se producen
en las enfermedades de expansión de trinucleótidos.
Poner ejemplos de las principales alteraciones relacionadas
con repeticiones de poliglutamina: enfermedad
de Huntington y ataxias espinocerebelosas.
Poner ejemplos de los síndromes no poliQ, como la ataxia
de Friedreich y síndrome del cromosoma X frágil.
Conocer las pruebas de diagnóstico bioquímico
de las enfermedades de repetición de trinucleótidos.
In tro d u cció n
Las enfermedades neurodegenerativas se caracterizan por
el deterioro de grupos de neuronas que se produce en edad
adulta tras un desarrollo norm al. Estas alteraciones pueden
afectar a cualquier zona del sistema nervioso central y originan
cuadros clínicos característicos. Pueden causar una pérdida
selectiva de neuronas en el sistema motor, sensitivo o cognitivo,
y afectar a ambos hemisferios cerebrales.
La incidencia de estas enfermedades aumenta con la edad,
sobre todo, a p artir de los 65 años. M uchas de ellas tienen un
carácter fam iliar y se ha dem ostrado un patrón de herencia
mendeliana. En algunas, com o la enfermedad de Huntington,
ésta se debe a un único gen, pero en otras, com o la enferm e­
dad de Alzheimer, intervienen diversos genes, además de otros
factores ambientales. Las alteraciones que se producen en las
proteínas pueden afectar a la función, a la estructura o a ambas.
Las alteraciones funcionales pueden ser tan to una pérdida,
com o una ganancia de función.
En algunos casos, las mutaciones producen una expresión
o procesam iento inadecuado del gen, que produce una cantidad
de proteína inadecuada. E n otros casos pueden causar
alteraciones en las m odificaciones postranslacionales de las
proteínas o en su direccionam iento celular, que puede causar
una degradación acelerada de ésta o la form ación de agrega-

450 Parte IV— Elementos de patología molecular
Enfermedad de Huntington
Cuerpo estriado
se producen en determinadas zonas cerebrales porque algunas
proteínas son más abundantes en determinados grupos neuronales
o algunas de estas células son m ás susceptibles a su
efecto perjudicial (ñg. 39-1).
Figura 39-1.
generativas.
Hipocampo
Alteraciones neuronales en las enfermedades neurode-
E n fe rm e d a d de A lzh e im e r
La enfermedad de Alzheimer fue descrita el 4 de noviembre
de 1906 por Alois Alzheimer, quien m ostró las dos alteraciones
histopatológicas clave en esta enfermedad: los ovillos neuroñbrilares
y las placas de amiloide. Ésta es una enfermedad
neurodegenerativa crónica y progresiva que se caracteriza por
un deterioro progresivo de la memoria y del sentido de la orientación,
de las habilidades cognitivas, conductuales y psicológicas
(com o la depresión). La pérdida de neuronas se observa
fundamentalmente en el neocórtex y en el hipocam po, que son
las regiones del cerebro que intervienen en el control de la
m em oria y las emociones. En cambio, la corteza m otora y sensitiva
se altera cuando la enfermedad ya está avanzada.
En esta enfermedad aparecen dos tipos de depósitos de material,
que son (ñg. 39-2):
1.
2 .
Ovillos neurofibrilares, que son intraneuronales y están
form ados, sobre todo, por proteína tau y ubiquitina.
Placas seniles, que son extraneuronales, están form adas,
sobre todo, por el péptido ^-amiloide (A|5) y están rodeadas
por term inales nerviosas atrofiadas.
Figura 39-2. Depósito de ovillos neurofibrilares y placas de amiloide.
Disfunción
Edad
cerebrovascüiar
Hipertensión arterial,
diabetes mellitus,
hipercolesterolemia
Mutaciones en
APP, PS1,PS2y
tau
Pérdida sináptica
Muerte neurona
Atrofia cerebral
Enfermedad
de Alzheimer
Inflamación
Estrés oxidativo
Genéticos
(apo E4)
Figura 39-3. Numerosos factores interaccionan a lo largo del tiempo
y producen el deterioro cognitivo en la enfermedad de Alzheimer. APP:
proteína precursora de amiloide; PS1: presenilina 1; PS2: presenilina 2.
El grado de demencia de los pacientes correlaciona mejor
con el núm ero de ovillos neurofibrilares que con el de las placas
seniles. Se han observado placas seniles sin demencia; sin
embargo, la aparición de los ovillos es imprescindible para el
desarrollo de la presentación clínica de la enferm edad de
Alzheimer.
Actualmente, esta enfermedad es la principal causa de demencia
senil, con más de 150.000 nuevos casos diagnosticados anualmente
en España. Su prevalencia es de 1.300.000 enfermos y la
tendencia es ascendente dado que la expectativa de vida continúa
aumentando. A pesar de ello y de las consecuencias devastadoras
que tiene, hoy en día no se conocen las causas profundas
de la enfermedad y los mecanismos físiopatológicos implicados,
y es un cam po de intensa y apasionante investigación. El factor
de riesgo más claro asociado con la enfermedad de Alzheimer
es la edad aunque también se relaciona con el hecho de ser mujer,
con la existencia de alteraciones cardiovasculares, hipertensión
e hipercolesterolemia, diabetes mellitus de tipo H, estados de
depresión previa o traumatismo craneal grave. También aumenta
la susceptibilidad a sufrir esta enfermedad la existencia de la
isoforma de la apolípoproteína apo E4.
dos. También existen alteraciones en el plegamiento de las proteínas,
que causan alteraciones funcionales o agregados de
proteínas. La proteína puede adquirir una conformación tóxica
o, incluso, otras funciones diferentes.
El p rocesam iento an óm alo de las proteínas neuronales
puede estar asociado con su degradación defectuosa en el proteasom
a. De esta form a, las proteínas se van acum ulando y
form an depósitos que se van haciendo mayores a lo largo del
tiempo. Estas acum ulaciones de proteínas con el tiempo pueden
ir causando un mal funcionamiento neuronal. Las lesiones
Formas de la enfermedad de Alzheimer
M ás del 90% de los casos de enfermedad de Alzheimer tienen
un carácter esporádico, suelen com enzar a p artir de los
65 años y su origen es desconocido, probablemente multifactorial
(ñg. 39-3). El resto de los casos son form as familiares de
inicio precoz, con un inicio m ás tem prano y fundam entalm
ente se asocian con m utaciones con herencia autosóm ica
dominante en tres genes: el APP, que codiñca la proteína precursora
de amiloide, y los genes PSl y PS2, que codifican las
proteínas presenilina 1 y 2 , respectivamente.

Capítu lo 39— Bases moleculares de las enfermedades neurodegenerativas 451
nG
Apo E2
^''961 Cysii2 Cysi
Glu^^
Ni
Apo E3
Argel Cysn2 Argi53
\
GIU225»
Apo E4
Interacción entre
dominios
IB • * '
Figura 39-4.
Isoformas de apolipoproteína E, que se diferencian en las posiciones 112 y 158. La apo E2 contiene 2 Cys, la apo E3 una Cys y una Arg.
La apo E4 contiene dos Arg, lo que favorece que se forme un puente entre la Arg^, y el GIü225-
Enfermedad de Alzheim er
de inicio tardío o senil
Estas formas de aparición tardía se asocian, en muchas ocasiones,
con la existencia del alelo apo E 4 en el gen de la apolipoproteína
E y actualmente es el factor de riesgo genético más
im portante, m ayor en individuos homocigóticos que en heterocigóticos.
La apolipoproteína E es una proteína que participa en el
transporte del colesterol com o com ponente de las lipoproteínas
(cap. 14). Los astrocitos y la m icroglia tam bién la sintetizan
en el sistem a nervioso cen tral y tiene funciones de
antioxidante, neurotrófico y m ediador de la respuesta inmunitaria.
Existen tres alelos que producen las tres isoform as
principales que se diferencian únicam ente en los am inoácidos
situados en las posiciones 112 y 158: la apo E 2, la apo E3
y la apo E 4 (fig. 39-4). La estabilidad de la apo E 4 está dism i­
nuida debido a la existencia de una arginina en la posición
112. Es posible que la apo E 4 influya en la enferm edad de
A lzheim er por un efecto nocivo de esta apolipoproteína en
la m icrocirculación cerebral que, además, puede facilitar la
agregación de péptido A|3 y la fosforilación d éla proteína tau,
y dim inuir la elim inación de los péptidos Ap a través de la
b arrera hem atoencefálica.
No es recomendable emplear el genotipo de la apo E com o
prueba diagnóstica debido a su baja especificidad ya que hay
individuos que, a pesar de contar con el alelo apo E 4 , no desarrollan
la enfermedad y otros que, aunque sean enfermos, no
poseen ninguna copia.
Alteraciones cerebrales y pérdida neuronal
en la enfermedad de Alzheimer
En el cerebro de los pacientes con enfermedad de Alzheimer
se producen alteraciones macroscópicas, com o contracción del
giro, ensanchamiento de los surcos, engrosam iento de las leptom
eninges y dilatación de los ventrículos, que inicialmente
aparecen en la zona temporal para extenderse posteriormente
a regiones m ás frontales. También se producen alteraciones
m icroscópicas, com o la acum ulación intracelular de ovillos
neurofibrilares y la form ación de placas de amiloide extracelulares,
que pueden provocar la pérdida de neuronas y alteración
de la sinapsis. Estas alteraciones no son específicas de la
enfermedad de Alzheimer y también se observan en otros tipos
de demencia o en enfermedades neurodegenerativas. De hecho,
durante el envejecimiento norm al se form an placas seniles y
ovillos neurofibrilares distribuidos de forma difusa en el hipocam
po y en la corteza cerebral. Estos depósitos son mucho
menos num erosos que los que se producen en la enfermedad
de Alzheimer.
Las neuronas se encuentran permanentemente en un estado
de diferenciación desde el cual no vuelven a entrar en el ciclo
celular. Sin em bargo, en la enferm edad de Alzheim er se ha
observado que las neuronas de la corteza abandonan ese estado
para entrar de nuevo en la fase G1 del ciclo celular. Durante
ese proceso, también hay una activación de la transcripción,
la replicación del ADN y una serie de cambios en el citoesqueleto.
Sin embargo, no se producen mitosis completas ya que no
se observa división nuclear. Se llegan a detectar sim ultáneam
ente m arcadores de todas las fases del ciclo celular, por lo
que existe una desregulación del sistema que controla el ciclo
celular.
En la actualidad, se desconoce el m ecanism o que provoca
la muerte neuronal aunque se plantean diversas posibilidades
que lleven a una alteración de las cascadas de señales intracelulares
y cambios metabólicos: hiperfosforilación de las p ro ­
teínas del citoesqueleto, el genotipo de la apolipoproteína E,
inflam ación y el estrés oxidativo.
Estrés oxidativo
En la enferm edad de A lzheim er existen diversos procesos
que provocan un aumento de la producción de radicales libres
y una reducción en las enzimas antioxidantes. Por ejemplo,
las células de la m icroglia se encuentran activadas y producen
especies reactivas de oxígeno y nitrógeno (RNOS), com o
los peroxinitritos (cap. 38). Se ha observado una oxidación
de proteínas y de ácidos nucleicos, y peroxidación de lípidos,
tanto en las placas de péptido p-am iloide com o en las neuronas
de los pacientes. El hecho de que los síntom as de la
enferm edad de A lzheim er m ejoren con el tratam ien to del
estrés oxidativo, apoya la hipótesis de que éste actúa com o
m ecanism o patogénico de esta enferm edad. De hecho, se ha
dem ostrado que dicho estrés precede a la form ación de las
neurofibrillas y las placas seniles ya que sus lesiones aparecen
tam bién en neuronas sin placas ni ovillos neurofibrilares.

452 Parte IV— Elementos de patología molecular
Ovillos neurofibrílares
Los m icrotúbulos, ju nto con los neurofilam entos y los
microfilamentos, forman parte del citoesqueleto neuronal, que
está involucrado en aspectos tan importantes como:
1. Transporte direccionado de moléculas a lo largo de los axones.
2. Extensión de neuritas y conexiones neuronales, con la participación,
por tanto, en la plasticidad neuronal.
3. M antenim iento de la integridad de los com partim entos
celulares.
Los microtúbulos están formados por a-tubulina y p-tubulina,
que form an polímeros huecos, con los cuales están asociadas
otras proteínas, com o la proteína tau asociada con los
microtúbulos. El citoesqueleto sufre cambios continuos, lo que
requiere la polimerización de los m onóm eros de los m icrotúbulos,
proceso que está regulado por la proteína tau. Ésta es
una fosfoproteína fundamentalmente neuronal, que facilita la
form ación y estabilidad de los microtúbulos de los axones e
incrementa el proceso de polimerización. La proteína tau posee
cuatro dominios diferentes (ñg. 39-5A):
1. Dom inio N-term inal, que es im portante en la nucleación
de los microtúbulos.
Cromosoma 17
><
. Reqión rica en
prolina
C C C C C
Dominios de
unión a tubulina
352 381 410 383412441 N.“ de aminoácidos
tau fetal
Figura 39-5A. Estructura de la proteína tau. Existen 6 isoformas por
ayuste alternativo del ARNm.
2. Dominio rico en prolinas, implicado en el empaquetamiento
en haces de los microtúbulos.
3. Dominio de unión a microtúbulos, que tiene cuatro secuencias
capaces de unir m icrotúbulos y estabilizarlos. Esta
unión depende del grado de fosforilación.
4. Dominio C-term inal m uy conservado.
La proteína tau está codificada por un único gen en el crom
osom a 17 que, por ayuste alternativo del A RN m , produce
seis isoformas distintas, todas ellas presentes en el sistema nervioso
central del adulto. De ellas, tres isoform as tienen tres
dominios de unión a tubulina y otras tres tienen cuatro dominios
de unión a tubulina.
Esta proteína se puede fosforilar en el dominio de unión a
microtúbulos, lo que disminuye la unión a microtúbulos y, por
tanto, disminuye la polim erización de éstos. Las principales
cinasas responsables de la hiperfosforilación de esta proteína
son la cdk5, la glucógeno-sintasa-cinasa 3 (GSK-3), cuya expresión
es alta en el cerebro, y las proteínas-cinasas activadas por
mitógenos (M APK). La proteina tau fetal es una isoforma con
tres repeticiones de unión a tubulina, que además está más
fosforilada que la proteína tau del adulto. Debido a ello tiene
m enor unión a m icrotúbulos, lo que favorece la plasticidad
neuronal, una característica del cerebro durante el desarrollo.
Se ha observado en los pacientes con enfermedad de Alzhem
er un aumento de la cantidad total de proteína tau hiperfosforilada.
Ésta puede estar en form a soluble en el citoplasma o
form ar parte de los ovillos neurofibrílares. La tau hiperfosforilada
de los ovillos puede tener tres o cuatro dom inios de
unión a m icrotúbulos y sus características fisicoquím icas
varían respecto a la proteína tau citoplasmática de m anera que
presenta m en or m ovilidad electroforética, es m ás ácida y
menos soluble. Además, presenta m ayor resistencia a la acción
de proteasas porque, aunque está ubiquitinizada, su degradación
es ineficiente. La proteína tau hiperfosforilada pierde su
función, lo que provoca la desestabilización del citoesqueleto
y la degeneración neuronal (fig. 39-5B ). La form a citosólica
también promueve el desensamblamiento de los microtúbulos.
La proteína tau hiperfosforilada secuestra las proteínas tau no
hiperfosforiladas y las M APK. Además, se ha observado que
en la enfermedad de Alzheim er se produce alrededor del 20%
Microtúbulos
Normal
Fosforilación
Desfosforilación
Mutada
Microtúbulos
Hiperfosforilación
Desfosforilación
Alteración del ensamblaje
Hiperfosforilación
Ovillos neurofibrílares
Figura 39-SB. La proteína tau se encuentra estabilizando los microtúbulos y tiene una fosforilación reversible. La mutación de la proteína tau causa
alteraciones en la unión a microtúbulos e hiperfosforilación, lo cual favorece que las proteínas formen ovillos neurofibrílares.

Capítu lo 39— Bases moleculares de las enfermedades neurodegenerativas 453
Dominio extracelular
Lugares alternativos
de corte y empalme
1
KPI
I
Dominio
citoplasmático
Región Ap
■ C
45 años y, de hecho, presentan placas de amiloide en su cerebro
a tem prana edad.
La proteína precursora de amiloide anclada en mem brana
sufre un corte proteolítico extracelular por las enzimas a - o
P-secretasas y el fragm ento remanente en la mem brana sufre
posteriormente la proteólisis por acción de la y-secretasa. Así
pues, hay dos tipos de proteólisis (fig. 39-6B ):
Cromosoma 21 (
Figura 39-6A.
I
q21.3
Localización del gen APP que codifica la proteína precursora
de amiloide y estructura de ésta. KPI: inhibidor de proteasas de
tipo Kunitz (del inglés, Kunitz-type Protease Inhibitor).
de descenso de la actividad de las proteínas fosfatasas responsables
de su desfosforilación (PP-1 y PP-2A).
N o sólo existen depósitos fibrilares de proteína tau en la
enfermedad de Alzheimer, sino también en otras enfermedades
neurodegenerativas. En conjunto se denom inan taupatias
y la más importante es la enfermedad de Pick aunque hay otras,
com o la parálisis supranuclear progresiva, la degeneración corticobasal
o la demencia frontotem poral. Estas enfermedades
se diferencian de la enfermedad de Alzheimer por la ausencia
de placas seniles, por la distribución de los ovillos y por las
manifestaciones clínicas.
Placas de amiloide
La proteína p recursora de amiloide es una glucoproteína
transm em brana codificada por el gen APP, localizado en el
crom osom a 21. El precursor de A RN m por ayuste alternativo
produce distintas isoformas. La isoform a m ás corta, de 695
aminoácidos, se forma predominantemente en el cerebro. Tras
la síntesis, ésta se glucosila, fosforila y posteriormente se ancla
en la membrana (fíg. 39-6A ). Se expresa en diversos tipos celulares,
pero su función fisiológica es desconocida aunque se ha
com probado que puede inhibir serina-proteasas. Probablemente
tenga actividad trófica y de crecim iento y sea neuroprotectora.
Las personas afectadas por síndrome de Down, puesto
que tienen un crom osom a 2 1 de más, tienen gran propensión
a desarrollar enfermedad de Alzheimer cuando sobrepasan los
1. Una.proteólisis no amiloiáogénica, por la a - y y-secretasas,
que producen los péptidos a -A P P y el fragm ento p3.
2. Una.proteólisis amiloiáogénica, en la cual se producen los
péptidos P 'A P P y Ap. El tam añ o del péptido Ap m ás
com ú n es de 4 0 am in oácid os, llam ado A P -4 0 , y una
pequeña proporción (el 10%) es de 42 am inoácidos, la
A|3-42. Este péptido Ap se va eliminando por unas peptidasas
(la neprilisina, la enzima degradadora de insulina o
la plasmina) y por transporte mediado por receptores.
Las formas familiares de la enfermedad de Alzheim er por
mutaciones en el gen APP se relacionan con mutaciones en la
zona de la proteína donde actúan las p- y y-secretasas y están
asociadas con un increm ento de la proporción A p-42/A p -40.
Así, estudios genéticos muy posteriores sobre muestras del caso
presentado por el Dr. Alzheimer dem ostraron que presentaba
mutaciones en los codones 6 9 2 ,6 9 3 , 713 y 717 que afectaban a
la región AP de la proteina precursora de amiloide.
El péptido A p-42 es más hidrofóbico que el A P -40 y tiende a
oligomerizar, pues cambia su conformación a hoja p plegada o
lámina p y genera placas seniles. Tanto las placas como las fibrillas
que las forman son neurotóxicas y los estados intermedios
de agregación son los que poseen el mayor grado de toxicidad.
Además, los péptidos Ap pueden depositarse sobre las paredes
de los vasos, debilitarlos y fecilitar la aparición de hemorragias
intracerebrales. También activan el complemento y estimulan el
estrés oxidativo, actuando directamente como enzimas productoras
de peróxido de hidrógeno e indirectamente pueden llevar
a la generación de radicales libres mediante la neuroinflamación
que provocan. En esta neuroinflamación se activan los astrocitos,
que producen distintas citocinas y quimocinas proinflamatorias,
y las células de la microglia, que producen óxido nítrico
y ácido quinolínico, que actúa com o una neurotoxina. Sin
embargo, los astrocitos también desempeñan un papel protector
ya que degradan los péptidos Ap de las placas seniles. Además,
los péptidos Ap pueden interaccionar con metales con capacidad
Región Ap
NI
Proteína precursora de amiloide
Proteólisis no / \ Proteólisis
amiloidogénica \ amiloidogénica
ceSecretasa
y^ecretasa
p-Secretasa
ySecretasa
687|
713 67H 713
a-APP
3-APP
Figu ra 3 9 -6 B .
p3|
Procesamiento de la proteína precursora de amiloide mediante las secretasas.
AP

454 Parte IV— Elementos de patología molecular
redox, com o el hierro, el cobre o el zinc, que son muy abundantes
en las zonas del cerebro afectadas en la enfermedad de Alzheimer.
Esta interacción produce peróxido de hidrógeno y colabora
en la aparición de estrés oxidativo nocivo para la célula.
Las presenilinas son unas enzim as tran sm em b ran a que
form an parte del complejo enzimático de la y-secretasa y p articipan,
por tanto, en la rotura de la proteína p recursora de
amiloide. También participan en el corte de otras proteínas
de m em brana y de esta form a m odifican diversas vías de
señalización. Las m utaciones en el gen P SEN l, que codifica
la presenilina 1, y del PSEN2, que codifica la presenilina 2,
llevan a un aum ento de la actividad y-secretasa que, com o en
el caso de las m utaciones del gen APP, causan un aum ento
de la relación de A|3-42/Ap-40. Además de su actividad como
Y -secretasa, la presenilina 1 desencadena una cascad a de
señales que lleva a la inhibición de la glucógeno-sintasacinasa
3 (GSK-3) y afecta a la fosforilación de la proteína tau.
Así, las m utaciones en el gen P SEN l, además de favorecer la
aparición de placas seniles, pueden desencadenar una hiperfosforilación
de proteína tau y, p o r tan to, la form ación de
ovillos neuroñbrilares.
Estudios bioquímicos
de la enfermedad de Alzheimer
El diagnóstico de sospecha para un paciente con demencia
se basa en un estudio clínico y la realización de distintas pruebas,
com o las de neuroimagen o las cognitivas. Com o ayuda
al diagnóstico, las dos magnitudes bioquímicas más interesantes
son el péptido A|5-42 y la proteina tau, que se cuantifícan
en el líquido cefalorraquídeo de estos pacientes mediante m étodos
de ELISA comerciales. El péptido A ^ -42 se encuentra en
baja concentración, en parte debido a la form ación de las placas
de amiloide. En cambio, la concentración de la proteína
tau se encuentra elevada, tanto la de la proteína total com o la
de la fosforilada. La com binación de am bas pruebas, com o
la relación A p -42/tau fosforilada, proporciona una sensibilidad
y una especificidad superiores al 89% aunque es m enor en
el diagnóstico diferencial de la enfermedad de Alzheimer respecto
a otras demencias. Sin embargo, una concentración de
tau fosforilada dentro del intervalo de referencia perm ite descartar
la enfermedad de Alzheimer con una probabilidad cercana
al 90% . Estas determinaciones tienen el inconveniente de
que se han de m edir en un espécimen obtenido de una punción
lumbar ya que, hasta el momento, no existe ninguna m agnitud
útil en suero o plasma.
Exposición a
neurotóxicos
Mutaciones —
Figu ra 39-7.
Apoptosis de células
dopaminérgicas
Enfermedad
de Parkinson
Alteraciones
mitoccndriales
-Inflamación
Causas multifactoriales de la enfermedad de Parkinson.
Las pruebas genéticas incluyen la determinación de mutaciones,
según los casos, en el gen de la apo E , de la proteína
precursora de amiloide, presenilina 1 y presenilina 2 .
E n fe rm e d a d de Parkinson
La enfermedad de Parkinson es la segunda enfermedad neurodegenerativa
más común, por detrás de la de Alzheimer, con
una prevalencia del 2% en la población m ayor de 65 años y
afecta a m ayor núm ero de hombres que de mujeres. La media
de edad de aparición se sitúa en torno a los 70 años aunque
existe un pequeño porcentaje de pacientes cuyos síntomas aparecen
antes de los 50 años. Entre los síntomas característicos
de este trastorno se encuentran el temblor de reposo, bradicinesia
(enlentecim iento de los m ovim ientos), alteración del
equilibrio y rigidez. El diagnóstico de esta enfermedad se basa
en el estudio de la historia clínica y de los síntomas.
Esta enferm edad fue descrita por prim era vez por James
Parkinson en 1817, pero no fue hasta los años sesenta del siglo
pasado en que se descubrió que la pérdida de las term inaciones
axonales dopaminérgicas en el cuerpo estriado procedentes
de neuronas situadas en la sustancia negra estaba implicada
en la patogenia de esta enfermedad. Los ganglios basales ayudan
a controlar los movimientos del cuerpo y su función está
controlada por la dopamina de la sustancia negra. Cuando se
ha perdido el 70% de las neuronas dopaminérgicas, aparecen
ya los síntomas.
O tra de las características de esta enfermedad es la aparición
en diversas zonas del cerebro de unas inclusiones intracelulares
eosinófilas, denom inadas cuerpos de Lewy, en las
cuales se detecta a-sinucleina y ubiquitina, entre otras m oléculas.
Sin embargo, existen form as genéticas de Parkinson en
las cuales no se observan estos cuerpos de Lewy. Al parecer,
esto indica que no son un elemento esencial en la patogénesis
de la enfermedad de Parkinson.
Causas de la enfermedad de Parkinson
En la actualidad, no se conocen con exactitud los m ecanismos
de la patogenia de esta enfermedad. En el desarrollo de esta
enfermedad participan tanto factores genéticos com o ambientales.
En la mayoría de los casos están implicados ambos factores
que pueden estar interrelacionados y son menos del 1 0 % de
los casos atribuibles únicamente a una única causa (fíg. 39-7).
Entre los factores ambientales que aum entan el riesgo de
sufrir la enferm edad de Parkinson están el estrés oxidativo,
las alteraciones mitocondriales, la exposición a los pesticidas,
vivir en el m edio ru ral y diversos puestos laborales, com o los
relacionados con la m inería y la soldadura. La inflam ación
también se ha planteado com o posible m ecanism o patogénico
ya que se han encontrado evidencias en los pacientes parkinsonianos
de un aumento de los factores proinflam atorios y un
efecto protector de diversos agentes antiinflam atorios.
Aunque la mayoría de los casos de parkinsonismo son esporádicos,
existen también formas familiares de esta enfermedad
que se han asociado con m utaciones en una serie de genes.
H asta el m om ento se han descrito 14 form as de enfermedad
de Parkinson de origen m onogénico (tabla 39-1) que son de
carácter autosóm ico recesivo, m enos el PAR Kl y el PARK8,
que poseen una herencia autosómica dominante. Las más frecuentes
son las causadas por mutaciones en los genes LRRK2,

Capítulo 39—Bases moleculares de las enfermedades neurodegenerativas 455
Tabla 39-1. Genes implicados en la enferm edad de Parkinson de m anifestación tem prana
Gen Proteína Función Herencia Edad de aparición
SNCA (PARK1-4) a-sinucleina Sinapsis y plasticidad neuronal A. dominante 30-60
Parkin (PARK2) E3 proteína- ubiquitina ligasa Degradación en el proteasoma A. recesivo Juvenil
U C H U (PARKS)
Ubiquitina carboxi-terminal
hidrolasa isoenzima 1
Degradación en el proteasoma A. Dominante 30-50
P IN KKPA R K6 ) Cinasa inductora PTEN tipo 1 Protección de estrés oxidativo.
Serina/treonina cinasa
A. recesivo 30-50
DJ-1(PARK7)
Protección de estrés oxidativo.
Chaperona
A. recesivo 20-40
LRRK2 (PARKS)
Cinasa 2 rica en repeticiones
de leucina (dardarina)
Serina/treonina cinasa A. dominante 40-60
ATP13A2 (PARK9) ATP asa tipo 5 lisosomial Degradación proteica en el
lisosoma
A. recesivo 20-40
PARK10 A. dominante 50-60
PLA2G 6 (PARK14)
Fosfolipasa A-2 calcio
independiente
Hidrólisis de glicerofosfolípidos A. recesivo 20-30
Parkin y PIN Kl. A pesar de ello, la baja penetrancia de estas
mutaciones sugiere la existencia de m ás factores implicados.
La acumulación de proteínas puede deberse a una alteración
en la funcionalidad del proteasom a, com o las mutaciones en
los genes Parkin o UCHLl, o por una sobreproducción de estas
proteínas alteradas, que supera la capacidad de degradación
del proteasom a. De hecho, algunas de las estrategias terapéuticas
que se están investigando actualm ente consisten en la
reducción de este estrés proteolítico mediante la estimulación
de la función proteosóm ica, de la expresión de las proteínas de
choque térm ico y la inhibición de la agregación proteica.
Aunque no se conocen con exactitud los m ecanism os patogénicos,
parece claro que la pérdida de neuronas dopaminérgicas
se produce por un proceso de apoptosis. Se han encontrado
m arcadores de apoptosis, así com o fragm entación del
ADN y aumento de la expresión de la enzim a proapoptótica
caspasa 3. Es más, todos los m ecanism os patogénicos que se
han mencionado, pueden desencadenar la entrada en apoptosis
de las células dopaminérgicas. Así, una alteración de la función
m itocondrial por un defecto del complejo I de la cadena
respiratoria llevaría a un aum ento de la permeabilidad de la
mem brana m itocondrial, lo que facilitaría la liberación de factores
proapoptóticos desde su interior.
Radicales libres y paridnsonismo
La producción de radicales libres parece que tiene un importante
papel en las alteraciones que se producen en las neuronas
dopam inérgicas de la sustancia n egra. A dem ás, la acción
antioxidante está lim itada por el elevado consum o de glutatión.
La dopamina es una fuente importante de radicales libres
ya que sufre fácilmente una autoxidación y produce dihidroxifen
ilalanin a (D O PA ), quinonas y radicales superóxido
(fig. 39-8). Esta autooxidación está favorecida por la presencia
de metales y oxígeno. Las quinonas son tóxicas y pueden reaccionar
con proteínas, com o la a-sinucleína, y form ar aductos.
Adem ás, el metabolismo de la dopam ina produce oxidantes
celulares, com o el H 2O 2 o el radical hidroxilo por la reacción
de Fenton, favorecida por el elevado contenido de hierro en la
sustancia negra. El anión superóxido reacciona con el óxido
nítrico y forma radicales libres de nitrógeno, que también contribuyen
al estrés oxidativo. La actividad mitocondrial también
está afectada por factores ambientales, que pueden influir en
la enfermedad. A parte de ello, algunos genes asociados con la
enfermedad de Parkinson afectan a la función m itocondrial y
al tran sporte electrónico y, en concreto, al complejo I de la
cadena respiratoria.
Dopamina -
Monoamino-oxidasa
Ácido dihidroxifenilacético
O2
. 0 2 -
Dopaquinona
Especies reactivas
de nitrógeo
i
Lesión en las neuronas
dopaminérgicas
Figura 39-8.
La oxidación de dopamina produce radicales libres que participan en el deterioro neuronal.

456 Parte IV— Elementos de patología molecular
Cromosoma 4 C
T
Áminotemiinal
4q21
z c
SNCA
a-Sinucleína
Hidrofóbica
Hidrofílica
2 .
3.
La región N-terminal, que contiene varios motivos de unión
a lipoproteínas y participa en la unión de proteínas a las
vesículas de fosfolípidos.
La región central hidrofóbica, a través de la cual pueden
formarse agregados de esta proteina, com o los que se observan
en los cuerpos de Lewy de los pacientes con Parkinson.
La región C-term inal es una región hidrofílica con probable
función de chapetona.
a-Sinucleína unida a la
membrana como doble hélice a
Figura 39-9.
Cuerpos
de Lewis
Estructura de la a-sinucleína y participación en la formación
de los cuerpos de Lewis. SNCA: gen de la alfa-sinucleína.
Prueba de la implicación del estrés oxidativo en esta enfermedad
es la dem ostración de alteraciones por lesión oxidativa
en diversas moléculas de la sustancia negra, com o las proteínas
modiñcadas con residuos de nitrotirosina o con 4-hidroxinonenal.
Por ejemplo, se ha observado en la enferm edad de
Parkinson esporádico la proteina parkin nitrosilada y con pérdida
de función.
Genes implicados en las formas familiares
de la enfermedad de Parkinson
Gen SNCA
El gen SNCA codifica la proteína a-sinucleína, una proteína
de 140 kD a que abunda en el sistem a nervioso. Esta proteína
participa en la m aduración de las vesículas presinápticas y
en la regulación de la liberación del neurotransm isor. En su
estructura se observan tres regiones (fig. 39-9):
La a-sinucleína se encuentra en el citoplasma y también está
asociada con membranas y fosfolípidos donde tom a una estructura
de doble hélice a .
El gen SNCA fue el prim ero asociado con el parkinsonism o
y se han detectado tanto mutaciones puntuales com o m utaciones
por amplificación del gen (duplicados y triplicados). La
a-sinucleína es una proteína con tendencia a agregarse, especialm
ente si está m utada o se encuentra en cantidades que
superan la capacidad del proteasoma para degradarla. La mayor
susceptibilidad de las células dopaminérgicas puede deberse
al hecho de que la propia dopam ina se une a las fibrillas de
proteínas agregadas y las estabiliza. En los cuerpos de Lewy se
ha detectado la existencia de formas alteradas de esta proteína,
ya sean oligómeros o formas fosforiladas u oxidadas.
Genes implicados en la degradación
en el proteasoma
El gen Parkin codifica la proteína E3-ubiquitina-ligasa, que
forma parte del sistema del proteasoma y participa en la degradación
de proteínas (fig. 39-10). Esta enzima une varias m oléculas
de ubiquitina cedidas desde la enzim a conjugadora de
ubiquitina o E2 a las proteínas diana que deben ser degradadas,
lo que perm ite que éstas sean degradadas por el p ro ­
teasoma. Así, una alteración en este gen supone la alteración
de este sistema de degradación de proteínas con la consiguiente
acum ulación tó xica de proteínas y la m uerte celular. Los
pacientes con mutaciones en este gen padecen una enfermedad
de Parkinson de herencia autosóm ica recesiva, de aparición
Péptidos
Proteasoma
Proteína
i Múltiples ciclos
Figura 39-10. Degradación en el proteasoma. 1. Inicialmente una enzima activadora de ubiquitina (E l) une una molécula de ubiquitina. 2. Esta
ubiquitina se transfiere a la enzima conjugadora de ubiquitina E2. 3. La ubiquitina-ligasa E3 reconoce la proteína que se va a degradar y cataliza la
transferencia de ubiquitina de E2 a la proteína fijada. 4. Tras varios mareajes, es reconocida por el proteosoma donde es degradada.

Capítu lo 39— Bases moleculares de las enfermedades neurodegenerativas 457
temprana aunque con una progresión de los síntomas más lenta
y con sim etría en los síntom as. Se ha encontrado una gran
variedad de mutaciones tanto puntuales com o de reorganización
de los exones.
La proteína codificada por el gen UCH Ll, la ubiquitina carboxi-term
inal-hidrolasa- isoenzima 1 , rompe la unión entre la
ubiquitina y la proteína que debe degradarse, y perm ite la
entrada de esta proteína en el proteasoma. Por tanto, las mutaciones
en este gen impiden una correcta degradación de las
proteínas ya que impiden su paso al interior del proteasom a y,
además, se produce un secuestro de las moléculas de ubiquitina
que no pueden continuar ejerciendo su función con otras
proteínas diana.
El gen PINK-1 codifica una cinasa mitocondrial que protege
frente al estrés oxidativo y la inhibición del proteasom a. Las
mutaciones del gen provocan una pérdida de la función de esta
proteína sin afectar a su localización m itocondrial. Su m utación
provoca la alteración de la función mitocondrial y lesión
celular. Se ha observado la existencia de esta proteína en una
pequeña proporción (5-10%) de los cuerpos de Lewy. La enfermedad
de Parkinson debido a mutaciones en PINK-1 también
sigue un patrón de herencia autosóm ico recesivo, con unas
manifestaciones clínicas similares a las causadas por m utaciones
en Parkin o D}-1.
cuatro repeticiones de och o am inoácidos que pueden ligar
cobre:
1. El dominio N -term inal no estructurado con cinco repeticiones
de ocho am inoácidos m uy conservada y que une
cobre.
2. El dominio C-term inal hidrofóbico, en el cual existen tres
hélices a y dos secuencias con estructura de lámina p antiparalelas.
La hélice 1 se caracteriza por poseer una secuencia
muy inusual ya que está compuesta exclusivamente por
residuos hidrofílicos, por lo que no puede establecer interacciones
hidrofóbicas que estabilicen la estructura terciaria.
En las hélices 2 y 3 hay un puente disulfuro que estabiliza
la estructura.
El gen PRNP se expresa en numerosos órganos y tejidos, como
bazo, músculo esquelético o pulmones, pero sobre todo en el
sistema nervioso central. En él, la PrP^- es esencialmente neuronal
y se sitúa, sobre todo, en los botones sinápticos. No se conoce
todavía la función de esta proteína aunque se sospecha que puede
ser im portante porque ratones con deficiencia de ella sufren
serias alteraciones m otoras; podrían poseer actividad antioxidante
ya que pueden unir Cu^"" y probablemente participan en
la transmisión de señales o en la protección neuronal.
I
I
I
I
I
Gen que codifica la DJ-1
La proteína DJ-1 se encuentra en el citoplasma y la m em ­
brana interna m itocondrial y pertenece a una familia de chapetonas
que protegen del estrés oxidativo. Esta proteína estabiliza
a la proteína PIN K -1 y al sistem a del proteasom a y
protege frente a diversas toxinas. De esta form a, la proteína
DJ-1 previene la form ación de fibrillas y acum ulaciones tóxicas
de a-sinucleína en situaciones de estrés oxidativo. Esta
capacidad se pierde en las proteínas mutantes, por lo que éstas
pueden provocar mayor susceptibilidad a agentes ambientales.
Gen LRRK2
El gen LRRK 2 codifica la cinasa 2 rica en repeticiones de
leucina, o dardarina, que es una proteína citoplasmática asociada
con la m itocondria. Pertenece a una familia de proteínas
que participan en las reorganizaciones citoesqueléticas. Las
mutaciones son responsables de la mayoría de las enfermedades
de enfermedad de Parkinson familiar y también, de muchas
de las espontáneas. La mutación más frecuente es una Gly2019-
Ser, que causa un increm ento de la actividad cinasa.
Enfe rm e d a d e s p o r cam b io s
co n fo rm a cio n a le s
en las p roteín as. Frio n es
Proteína priónica humana normal
I El gen PRNP se localiza en el crom osom a 20, está formado
g- por dos exones y un intrón y codifica la proteína priónica
I hum ana norm al (PrP^-). Ésta es una proteína m onom érica de
¿ 250 aminoácidos que se encuentra anclada a la membrana plas-
^ m ática por un residuo de glucanfosfatidilinositol, orientada
hacia el espacio extracelular. La P rP ' posee un enlace por
@ puente disulfuro, contiene dos sitios para N -glucosilación y
Formas patológicas de los priones
Las form as patológicas de los priones (PrP^^-; de scrapie, térm
ino que describe la encefalopatía de la oveja) son proteínas
que tienen la m ism a secuencia de aminoácidos que las nativas,
pero con una conform ación diferente de la proteína norm al
anclada en la m em brana. Hay dos polim orfism os, uno en el
codón 129 (M et por Val) y otro en el 219 (Glu por Lys), que
influyen sobre la expresión de la enfermedad. Así, las formas
heterocigóticas tienen un efecto protector en la enfermedad de
Creutzfeldt-Jakob esporádica de m odo que no existen pacientes
con el genotipo 219Glu/Lys.
La proteína tiene un gran contenido en estructura de hoja
plegada p que favorece la form ación de agregados que precipitan.
U na m olécula de prp^^ puede provocar el plegamiento
anóm alo de muchas moléculas de PrP^- que form arían agregados
proteicos. La hélice hidrofílica 1 puede cam biar a lámina
P por interacción con otra proteína. Así pues, la conversión de
PrP^- en PrP^^ es dependiente de la estructura prim aria de la
proteína, por lo que individuos con determinados polim orfismos
son m ás susceptibles que otros a desarrollar la enferm e­
dad. Al contrario de lo que ocurre con la forma nativa, las PrP^^son
relativamente resistentes a las proteasas.
Encefalopatías espongiformes transmisibles
Las encefalopatías espongiformes transmisibles {tabla 39-2)
o enfermedades de los priones son alteraciones neurodegenerativas
progresivas irreversibles, que tienen un largo período
de incubación, hasta 40 años, y que causan una im portante y
extensa lesión cerebral. En los cerebros de los pacientes con
estas formas patológicas de los priones se observan unos agregados
de fibrillas de PrP^^- que van destruyendo la célula donde
se acum ulan y una neurodegeneración espongiform e, en la
cual hay una destrucción celular que produce «agujeros» en el
tejido cerebral.

458 Parte IV— Elementos de patología molecular
Tabla 39-2. Encefalopatías espongiformes transmisibles en seres humanos
Tipo de alteración Enfermedad incidencia
Creutzfeldt-Jakob fam iliar In ferio ra 1/1.000.000
M utaciones en el gen PfíN P
Conversión espontánea de PrP*-
en PrP^'"
Insomnio mortal fam iliar
Enferm edad de Gerstmann-Straussier-Scheinker
Creutzfeldt-Jakob esporádica 1/1 .0 0 0 . 0 0 0
Ingestión de material
contam inado
Variante de Creutzfeldt-Jakob (enferm edad
de las vacas locas)
Kuru
Varios cientos de casos
Canibalismo ritual en Nueva Guinea-Papúa
Yatrogénica Enferm edad de Creutzfeldt-Jakob iatrogénica Casos aislados por exposición a material
médico contam inado
PrP'^: proteina priónica hum ana norm al; PrP^*^: form as p atológicas de los priones
La variante de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob o enfermedad
de las vacas locas se transm ite al hombre por la ingestión
de productos bovinos contam inados o por transfusiones
con sangre contam inada. A diferencia de la alteración genética,
que aparece en personas de m ás de 60 años, la variante
afecta a individuos más jóvenes. Aparentemente hay susceptibilidad
genética para la aparición de la enfermedad en seres
hum anos ya que, hasta el m om ento, todos los pacientes son
homocigóticos para M et en el codón 129, uno de los codones
polimórficos. Diñere de la enfermedad clásica en que los síntomas
clínicos aparecen en la juventud y se encuentran priones
patológicos en el tejido linfoide, fuera del sistem a nervioso
central, lo que es indicativo de que hay rutas de transferencia
de priones hasta el cerebro.
El diagnóstico de la variante de la enfermedad de Creutzfeldt-
Jakob se basa en las características clínicas, de imagen, así como
en la inspección del cerebro post mortem. En el líquido cefalorraquídeo
de estos pacientes se observa un incremento de la proteína
S-100, de la enolasa neuronal específica (NSE, del inglés, neuronspecific
enolase) y de la proteína tau, pero no tienen suficiente
sensibilidad y especificidad. M ás útil es la determinación de la
proteína 14-3-3, mediante técnicas de Western blot, que se eleva
en los pacientes con enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, tanto en
la forma familiar como en la esporádica. La proteína 14-3-3 tiene
una elevada especificidad, en torno al 95%, por lo que un resultado
negativo permite descartar esta enfermedad. No obstante,
su concentración se eleva en situaciones de destrucción neuronal
grave y aguda, que se presentan en numerosos procesos neurológicos
frecuentes, como neoplasias que afectan al sistema nervioso,
ictus, inflamación, epilepsia, etc. Por ello, aunque tiene una buena
sensibilidad, el valor predictivo positivo es muy bajo. En casos
dudosos puede ser interesante repetir la determinación en una
nueva muestra transcurridas al menos 2 semanas ya que en las
lesiones neurológicas agudas la concentración de la proteína
14-3-3 desciende transcurrido ese tiempo, lo que no ocurre en la
enfermedad de Creutzfeldt-Jakob. Recientemente se ha comenzado
a usar una técnica para la detección de las formas patológicas
que se basa en la digestión diferencial con proteinasa K de las
muestras: la P rP es sensible a la digestión mientras que la PrP®*^ es
sólo parcialmente digerida. Las muestras se someten posteriormente
a electroforesis en gel de poliacrilamida con SDS, seguida
de transferencia a una membrana (Western blot) y posterior detección
inmunológica con anticuerpos frente a proteínas priónicas.
Enfe rm e d a d e s p ro d u cid as
p o r e x p a n sio n e s de re p e ticio n e s
de trin u cle ó tid o s
En num erosos genes existen puntos en los que se producen
repeticiones en tándem de trinucleótidos. Este tipo de repeticiones
se puede encontrar en intrones (fig. 39-11), pero son más
frecuentes en los exones y, si las repeticiones se encuentran en
regiones codificantes, producen cadenas de repeticiones de un
am inoácido en la proteína. Los tripletes más frecuentemente
repetidos corresponden a los aminoácidos Gln, Ala y Asp. Se
propone que la repetición de estos trinucleótidos es un m ecanismo
que permite la flexibilidad del ADN, su interacción con
diversas moléculas y la adquisición de determ inadas estructuras
tridimensionales.
Existe un núm ero de repeticiones de trinucleótidos umbral,
por debajo del cual éstas no se increm entan m ientras que por
encim a del umbral, a m edida que aumenta el núm ero de repeticiones,
también aum enta su inestabilidad y la probabilidad
de que dichas repeticiones se expandan. Debido a ello, una de
las características de estas enfermedades es el fenómeno de la
anticipación, esto es, que de generación en generación aumente
el núm ero de repeticiones, con lo que se reduce la edad de aparición
de los síntomas y aumenta la gravedad de éstos. Aunque
aún no se conoce con exactitud el m ecanism o de expansión,
se sabe que están implicados tanto los m ecanism os de replicación
com o los de reparación.
Existe una serie de enfermedades producidas por la expansión
de repeticiones de trinucleótidos. La gran mayoría de las
enfermedades de este tipo tienen herencia autosómica dom i­
nante, salvo la enfermedad de Kennedy y el síndrome del cro ­
m osom a X frágil que están ligadas al sexo, y la ataxia de Friedreich,
que se hereda recesivamente. En el caso de algunas de
estas enfermedades, la inestabilidad de las repeticiones y, por
tanto, su grado de expansión parece que dependen de cuál de
los progenitores es el portador.
Se han propuesto diversos mecanismos para explicar la patogenicidad
de las expansiones de trinucleótidos:
1. El proteasom a sería incapaz de degradar completamente
las proteínas mutadas, que producirían agregados. La proteólisis
de las proteínas mutadas también podría producir
fragmentos tóxicos.

Capítu lo 39— Bases moleculares de las enfermedades neurodegenerativas 459
r ...GAA GAA GAA GAA GAA GAA GAA GAA GAA GAA GAA... ~1
Intrón 1
Fratraxina
IT 15
I ...CAG CAG CAG CAG CAG CAG CAG CAG CAG CAG CAG... I
\
Normal: 6-26 repeticiones
^ \
Patológico >40 repeticiones
%
_ 6 - 0 „_o'
'Q -q.
pro^Q-Q-x^ 9-Q
Figura 39-11. Arriba: repetición de GAA en el intrón del gen frataxina, causante de la enfermedad de Friedrich. Abajo: repetición de CAG en el
exón 1 del gen IT15 que codifica la huntingtina, causante de la enfermedad de Huntington.
2. Las cadenas de aminoácidos repetidos llevarían a una conform
ación de las proteínas mutadas que sería tóxica o que
cam biaría la función.
3. La interacción de las proteínas mutadas con diversos factores
de transcripción, com o el p53, produciría un secuestro
de éstos, lo que podría alterar la transcripción norm al.
4. Se produciría una alteración de la respiración mitocondrial
que, a su vez, provocaría que no se obtuviera energía adecuadam
ente del catabolismo de la glucosa.
5. Las proteínas mutadas podrían secuestrar los mecanismos
de control de calidad celular, com o las chaperonas.
El trinucleótido que más frecuentemente ocasiona este tipo
de enfermedades es CAG, que codifica para glutam ina. Así,
estas enfermedades se clasifican muy frecuentemente en poliglutam
inem ias o síndrom es poliQ (Q es la letra correspondiente
a la glutamina en el código de una letra) y síndromes
no poliQ (tabla 39-3).
Síndromes poliQ
Cuando las repeticiones CAG se producen en una región no
codificante, no se form arán las cadenas de poliglutam inas,
pero si la expansión de repeticiones de CAG se presenta en la
región codificante, se producen cadenas de poliglutamina en
las proteínas mutadas (fig. 39-11). Las proteínas con pocas repeticiones
de residuos de Gln son inocuas y solubles, pero las que
tienen muchos residuos Gln form an agregados insolubles tóxicos
en las neuronas.
C on los m ecanism os mencionados en el punto anterior, las
cadenas de poliglutaminas llevarían a las neuronas a su entrada
en apoptosis. En las neuronas se observan inclusiones intranucleares
de m orfología esférica y eosinófilas, con contenido
granular y fibrilar. Aunque en un principio se creyó que estas
inclusiones form adas por las proteínas m utantes eran las
estructuras tóxicas y las causantes de la muerte neuronal, en
los últimos años se ha descubierto que son más bien, un m ecanismo
de defensa de las células para protegerse de la toxicidad
de las proteínas mutadas.
Enfermedad de Huntington
La enfermedad de H untington tiene una prevalencia en los
países desarrollados de 5/1 0 0 .0 0 0 individuos. Las neuronas
m ás afectadas son las p rod u ctoras de acetilcolin a y ácido
Y -a m in o b u tír ic o (G A BA ), situadas en el estriado. Según
avanza la enferm edad, se produce una pérdida de neuronas
y u na proliferación de la glia. Los síntom as típicos son de
varios tipos: m otores, que incluyen corea (por lo que a este
trastorno tam bién se le conoce com o corea de Huntington),
temblores, torpeza y problemas de equilibrio, así com o cognitivosyneuropsiquiátricos
(irritabilidad, cambios de personalidad
y tendencias suicidas). La observación m icroscópica
de las neuronas revela la existencia de inclusiones intranucleares.
La enferm edad com ienza en la cu arta década de vida
y la m uerte suele sobrevenir a los 2 0 -3 0 años de la aparición
de los síntomas.
El gen IT 15 está situado en el crom osom a 4 y es muy largo,
con 67 exones, y su expresión produce la huntingtina, una proteína
citoplasmática que se encuentra, sobre todo, en las neuronas
(fig. 39-11). La huntingtina es una proteína muy conservada
a lo largo de la evolución, por lo que su función, hasta
ahora desconocida, debe ser esencial para la célula. La enfermedad
de Huntington se produce por una expansión del trinucleótido
CAG, que codifica la glutam ina, en el exón 1 del
gen IT 15. El intervalo de expansión del trinucleótido CAG en
la población sana es de 6-26 repeticiones y, a p artir de 27, las
repeticiones se consideran inestables y tienden a expandirse.
A partir de 36 repeticiones se considera que existe penetrancia
y ésta es completa a p artir de 4 0 repeticiones. El fenómeno de
la anticipación se produce más frecuentemente cuando el alelo
mutado es aportado por el padre.
La proteína m utada se agrega con otras proteínas com o factores
de transcripción. Además, hay una ubiquitinación, pero
no se produce la degradación proteosóm ica. Se produce una
alteración de la transcripción, del transporte axonal, de los
m ecanism os de transporte y endocitosis y tiene efecto tóxico
sobre la m itocondria, en la que altera la producción de energía
y produce, a su vez, la liberación de especies reactivas del oxígeno
tóxicas.

460 Parte IV— Elementos de patología molecular
Tabla 39-3. Enfermedades producidas por expansiones de repeticiones de trinucleótidos
Trinucleótido
Repeticiones
(normal)
Repeticiones
(patológico)
Proteína
Locus
S ín d m m e p o liQ
Enfermedad de Huntington CAG 6-26 >40 Huntingtina 4p16.3
Enfermedad de Kennedy CAG 39 Receptor de
andrógenos
Xq12
A trofia dentatorrubro-palisoluisiana CAG 6-35 >49 Atrofina 1 12p13,31
Ataxias espinocerebelosas
CAG
S C A l CAG 4-39 40-83 Ataxina 1 6p23
SC A 2 CAG 15-31 >31 Ataxina 2 12q24
S C A 3 (Machado-Joseph) CAG 63 TBP 6q27
S ín d r o m e n o p o liQ
Síndrome del cromosoma X frágil CGG 6-53 >230 FMRP Xq27
Síndrome del cromosoma X frágil E CCG 6-25 > 2 0 0 Gen FM R2 Xq28
Ataxia de Friedreich GAA 1 0 0 E46L 22q13
SC A 1 2 CAG 7-31 55-78 Fosfatasa 2a 5q31
Distrofia miotónica CTG 5-38 >50 DM PK 19
Distrofia muscular oculofaringea GCG 6 8-13 PABPN1 14q11-13
VQCC: canal del calcio dependiente de voltaje.
Ataxias espinocerebelosas
Las ataxias espinocerelebelosas (SCA) se caracterizan por
una alteración de la coordinación de m ovim ientos, disartria
y nistagm o. Se deben a la expansión del trinucleótido CAG
y en todas ellas se presenta el fenóm eno de la anticipación,
sobre todo en la SCA7 y, especialm ente si el alelo m utado es
de origen paterno. Las m ás frecuentes son la SCA2, SCA3 y
SCA 6 , m ientras que las m ás graves son SCA l y SCA2. Dado
que la presentación clín ica de las distintas ataxias es muy
sim ilar, el diagnóstico se realiza m ediante técnicas de biología
m olecular:
1. SC A l: la expansión de trinucleótidos se produce en el exón
8 del gen de la ataxina 1. Se considera mutado el alelo que
contenga 40 o más repeticiones del trinucleótido CAG. Son
especialmente inestables los alelos de procedencia paterna.
En los alelos no mutados, existen trinucleótidos CAT que
interrumpen la secuencia de CAG y la pérdida de estos CAT
facilita la expansión de los trinucleótidos. La ataxina 1 es
una proteína de 98 kDa con dominios de unión a A RN que
se expresa en el núcleo de las neuronas y en el citoplasma
de las células no neuronales. En las inclusiones intranucleares
se ha detectado la existencia de ubiquitina, chaperonas
y diversas subunidades del proteasoma.
2. SCA2: la expansión del triplete CAG se produce en el gen
de la ataxina 2. Interrum piendo las repeticiones, se detectan
dos tripletes CAA, cuya desaparición fevorece la expansión
de las repeticiones CAG. La inestabilidad es característica
de los alelos paternos. La alteración causa una
pérdida de transportadores de dopamina sim ilar a la que
ocurre en la enfermedad de Parkinson y, además, se produce
pérdida neuronal y atrofia cerebelar. También existe
alteración de la glucólisis y del m etabolism o m itocondrial.
3. SCA3: también se conoce com o enfermedad de M achado-
Joseph y es la ataxia cerebelosa más frecuente, en la que está
afectado el gen de la ataxina 3 situado en el locus 14q23. Esta
proteina interacciona con la ubiquitina y forma parte del sistema
del proteasoma, y traslada a él las proteínas que van a
ser degradadas. Los alelos de origen paterno son más inestables
que los de origen materno. Los individuos con la enfermedad
tienen más de 53 repeticiones de CAG. En las inclusiones
que aparecen en las neuronas de los individuos
afectados se ha detectado la existencia de varias subunidades
del proteasoma y de algunos fectores de transcripción.
4. SCA 6 : se debe a la expansión de trinucleótido CAG en el
gen CACN AIA , que codifica la subunidad a l A que forma
el poro del canal del calcio dependiente de voltaje (VGCC).
Las proteínas resultantes de los alelos mutados poseen la
capacidad para form ar el canal de calcio aunque la expansión
de glutaminas en su estructura altera sus características
cinéticas, que es la base de la patogenia de esta enferm
edad. El SCA 6 es el único trastorno por expansión de

Capítu lo 39— Bases moleculares de las enfermedades neurodegenerativas 461
trin u cleótid os, en el cu al no se observan inclusiones
intranucleares.
5. SCA7: los pacientes con ataxia SCA7, además de los síntomas
comunes al resto de las ataxias espinocerebelosas, presentan
una ceguera progresiva característica, con pérdida
de fotorreceptores y pigmentación de la mácula. Se debe a
la expansión del trinucleótido CAG en el gen que codifica
la proteína ataxina 7. Este gen codifica una proteína de 892
am inoácidos y la cadena de poliglutaminas se sitúa en el
extrem o N -term inal. En individuos sanos, el núm ero de
repeticiones se sitúa entre 4 y 18 m ientras que en los individuos
afectados está entre 38 y 70. Los síntomas dependen
del grado de expansión de las repeticiones. Los individuos
con pocas repeticiones presentan ataxia cerebelar mientras
que aquellos con m ayor núm ero de repeticiones presentan
degeneración macular.
Síndrome no poMQ
Ataxia de Friedreich
La ataxia de Friedreich es la m ás frecuente de las ataxias
hereditarias, con una prevalencia en España de 1/50.000 habitantes.
Tiene una herencia autosómica recesiva y se debe a la
expansión del trinucleótidos GAA en el intrón 1 del gen de la
frataxina (fíg. 39-11), que está en el crom osom a 9, con cinco
exones y varios cortes y ayustes alternativos. La frataxina es
una proteína soluble de la m atriz m itocondrial, asociada con
la mem brana interna, donde participa en el metabolismo del
hierro mitocondrial y en la síntesis del hemo, y evita así la producción
de radicales libres por este metal.
La expansión de este nucleótido altera la transcripción del
gen y lleva a una ausencia prácticam ente total de la proteína
frataxina. Los pacientes tienen entre 6 6 y 1.700 repeticiones
de GAA y las expansiones mayores producen una aparición de
la enfermedad más tem prana y son más graves. La alteración
de la proteína lleva a la acumulación de hierro en el interior de
la m itocondria y se increm enta la lesión oxidativa en la m itocondria,
produciendo m enor cantidad de ATP. Las manifestaciones
clínicas com ienzan en la prim era-segunda décadas de
la vida y, a diferencia de otras ataxias, no presenta el fenómeno
de la anticipación. Además de estas alteraciones, también aparecen
otras esqueléticas, cardíacas y pancreáticas.
Síndrome del cromosoma X frágil
En este trastorno está alterado el gen FM R l. Se debe a la
expansión de las repeticiones del trinucleótido CGG que lleva
a una hipermetilación tanto de la secuencia expandida como
de una isla CpG que se encuentra 5’ respecto a dicha expansión
y, como consecuencia, se produce el silenciamiento de este gen.
A p artir de FM R l se producen varios transcritos por ayuste
alternativo que generan diversas proteínas. Esta expansión provoca
que no se transcriba este gen y, por tanto, hay ausencia
total de la proteína que codifica, la EMRP, cuya herencia está
ligada al sexo. La localización celular de esta proteína es, fundamentalmente,
citosólica aunque puede translocar al núcleo.
La proteína se expresa, sobre todo, en cerebro y testículos y
tiene dominios de unión al ARN. Los principales síntomas del
síndrome del crom osom a X frágil son retraso mental y m acroorquidismo.
Estos individuos también presentan alteraciones
cardíacas que suelen ser la causa de su muerte.
60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230
60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230
3 Control
£ Figura 39-12A. Ejemplo del resultado de un estudio de las alteraciones en el gen IT15 mediante reacción en cadena de la polimerasa del segmento
^ repetido del triplete CAG y análisis de los fragmentos amplificados por electroforesis capilar. Se muestra los electroforetogramas. (Imagen cedida por
@ la Dra. B. Honorato.)

462 Parte IV— Elementos de patología molecular
PCRde los
fragmentos de
repetición CAG
Obtención de
sangre con EDTA
Extracción del ADN
Secuenciación de los fragmentos amplificados
20 70 4P 50
C A G C i C C i C C & C C i C C i C C A C C i G C ¿ C C A C C l
Figura 39-12B. Análisis de las repeticiones CAG en el gen Ataxina 3 mediante secuenciación y detección del número de codones repetidos. EDTA:
ácido etilendiaminotetraacético; PCR: reacción en cadena de la polimerasa. {Imagen cedida por la Dra. B. Honorato.)
En los individuos sanos, el intervalo de repeticiones es de 5
a 54. Los individuos afectados presentan un núm ero de repeticiones
superior a 200. Estas repeticiones del trinucleótido
CGG suelen estar interrum pidas cada 9-10 repeticiones por
trinucleótidos AGG. La existencia de un núm ero intermedio
de repeticiones, entre 55 y 2 0 0 , en los individuos portad o­
res de premutación, está asociada con un fracaso ovárico prem
aturo y un trastorno denominado síndrome del crom osom a
X frágil con tem blor/ataxia (FXTAS).
A su vez, el síndrome del crom osom a X frágil puede desarrollarse
tam bién sin que haya expansión de trinucleótidos.
Este síndrome aparece por la ausencia de la proteína FMRP.
Por tanto, cualquier m utación que provoque dicha ausencia,
también originará un síndrome del crom osom a X frágil.
bilidades, com o técnicas de reacción en cadena de la polimerasa
(PCR, del inglés, polymerase chain reaction), enzimas de
restricción, Southern blot, etc. Para ello es necesario obtener
un espécimen de sangre anticoagulada con ácido etilendiaminotetraacético
(EDTA) del paciente del que se extrae el ADN
para su posterior análisis.
U na buena aproxim ación consiste en realizar una PCR del
fragm ento que contiene el trinucleótido repetido empleando
marcadores fluorescentes. Los productos amplificados se pueden
visualizar por electroforesis capilar en un secuenciador,
donde se identifica el núm ero de repeticiones (fig. 39-12A ).
O tra alternativa es secuenciar directam ente el fragm ento que
contiene las repeticiones (ñg. 39-12B).
S C A S y S C A IO
A diferencia de otros SCAs que se han comentado en el apartado
anterior, en el SCAS las repeticiones del trinucleótido son
de CTG y se producen en una región no codificante. No se
conoce con exactitud el m ecanism o de la patogenicidad de las
repeticiones.
La característica del SCAIO es que las repeticiones son de
un pentanucleótido ATTCT, que se producen en el intrón 9 del
gen E46L. La repetición del pentanucleótido genera una estructura
tridimensional del ADN que asemeja a un origen de replicación
y provoca una incorrecta replicación del ADN. Los alelos
mutados son muy inestables si son de procedencia paterna.
Análisis bioquímico de las enfermedades
de repetición de trinucleótidos
Para el diagnóstico de estas enfermedades se emplean técnicas
de biología molecular, para lo cual existen diversas posi­
R e fe re n cia s a d icio n ale s
Bauer PC, Nukina N. T te pathogenic mechanisms o f polyglutamine diseases
and current therapeutic strategies. ] Neurochem 2009; 110; 1737-1765.
Goedert M , Spillantini MG. A century o f Alzheimer’s disease. Science 2006;
314: 777-781.
Gregersen N. Protein misfblding disorders: pathogenesis and intervention.
I Inherit Metab Dis 2006; 29; 456-470.
Ledesma JM, Avila J. Bases moleculares de la enfermedad de Alzteimer.
En: González Sastre F, Guinovart |I (eds.). Patología molecular. Barcelona;
Masson, 2003.
Lees A], Hardy J. Revesz T. Parkinson’s disease. Lancet 2009; 373:2055-2066.
Lesí^e S, Brice A. Parkinson's disease; from monogenic forms to genetic
susceptibility factors. Hum M ol G enet2009; 18 (R l): R48-R59.
Luque FA. faffe SL. The molecular and cellular pathogenesis o f dementia
of the Alzheimer's type an overview. Int RevNeuroblol 2009; 84: 151-165.
Mabbott NA, MacPherson GG. Prions and their lethal journey to the brain.
Nat R evM icrobiol2006; 4; 201-211.
Orr HT, Zoghbi HY. Trinucleotide repeat disorders. Annu Rev Neurosci 2007;
30; 575-621.
Wbod-Kaczmar A, Gandhi S, Wood NW. Understanding the molecular causes
of Parkinson’s disease. TrendsM ol Med 2006; 12: 521-528.

índice alfabético
1.25-dihidroxicolecakiferol, 108,109
lip -h id io x ilasa, deficiencia de, 310
17-hidroácortícosteroldes, 310
determ inación, 311
17-hidroáprogesterona, 309
17a-hidroxilasa (C Y P 17), 303
21-hidro£ilasa (C Y P 21B ), 302
deficiencia de, 308
24.25-dihidroxicoIecalciferoI. 108
25-hidroácolecalciferol, 108
2-m etil-acilC oA -racem asa, 436
3-m etilhistidina, 353
3-O H -propionato, 388
4-hidroxinonenal, 442t, 443, 455
5.10-m etilentetrahidrofolato-reductasa, 385
deficiencia de, 386
5-am inolevulinato, 130,131
determ inación, 132
reactivo de Ehrlich, 132
5-am inolevulinato-sintasa, 1 2 7 ,1 2 9
5’-desoxiadenosilcobalam ina, 388
5’-nudeoüdasa (5’-N U ), 190t. 197
colestasis, 226
determ inación, 197
5-a-red uctasa, 315
isoenzim a 1. 315
isoenzim a 2 . 315
6-piruvoil-tetrahidrobiopterina-sintasa (PTPS),
382
6-piruvoil-tetrahidropterina-sintasa, 383
8-hidroxi-desoxiguanosina, 442t
8-hidroxiguanLna, 444, 444/
8-iso-PG F,.., 448
A B C l, 171
Abetalipoproteinem ia, 168
Absorbancia, 16
Absorción atóm ica, 115
Accidentes cerebrovasculares (M ELA S), 413í
Acidez titulable, 106, 252
Acido(s)
5-hidroxindoIacético, 333
cuantificación, 335
a-lip oico, 445
biliares, 430
dicarboxílicos, 433
dihidrosicolestanoico, 435
etilendiam inotetraacético. V. EDTA
fitánico, 431, 435
grasos, 373
de cadena muy larga, 430, 433, 435
hom ogentísico, 377
hom ovaníllico, determ inación, 335
orgánicos, 380, 384, 389, 416
orótico, 381
pipecólico, 4 3 0 ,4 3 5
pristánico, 435
trihidioxicolestanoico, 435
úrico, 255
vanilmandélico, 330
determ inación, 335
Acidosis, 97
láctica, 413Í, 87
m etabólica, 98. 99
com pensación, 100
respiratoria, 9 8 ,1 0 0
com pensación, 101
Aciduria(s)
arginosucdnica, 379
erótica, 381, 382
erótica hereditaria, 217
ei^ánicas, 387
m etilm alónica, 387
propiónica, 387
A cil-C eA , 431
-deshidrogenasa, 373
de cadena m edia, deficiencia, 374
-exidasa 1, deficiencia, 436
-exidasas, 430
-sintetasa, 430
A cil-D H A P,431
Aclaiam iento, 249
ACP. V. Fos/atasa áciáa
Acromegalia, 283
A C TH , 2 80, 304
producción ectópica, 308
Activador del plasm inógeno de tipo 1 (PA I-1),
203
Addison, enferm edad de, 90, 308
Adenina, 209
Adenobipófisis, 279
A denosina-desam inasa (A D A ), 211
déficit, 214
determ inación, 215
Adenosina-fosferribosil-transferasa, 216
Adenosina difesfato (A D P), 202
A diponectina, 355
A D N m itocondrial, 410
A D N , marcadores de lesión en el, 448
Adrenalina, 149, 330
Adrenoleucodistrofia
ligada al crom osom a X , 435
neonatal, 433
Agregación plaquetaria, 203-4
alteración, 207
Agua, 83
extracelular, 84
intracelular, 84
Alanina-glioxilato-am inotransferasa, 437
Alanina-am inotransferasa, 227. V tam bién ALT
cirrosis, 227
cociente AST/ALT, 227
hepatitis víricas, 227
intoxicaciones, 226
A lbúm ina, 133, 141, 178, 256, 353
Alcalosis, 97
m etabólica, 98
com pensación, 100
respiratoria, 98
com pensación, 101, 381
A lcaptonuria, 377
A lcohol, 385
Alcohol-deshidrogenasa, 357
Aldolasa, 1 8 9 ,190í, 401
B, deficiencia, 366
isoenzimas, 189
Aldosterona, 87, 9 2 ,2 4 9 , 303
cuantiflcadón, 92
-sintasa (C Y P 11B 2), 303
y vasopresina, regulación del volumen
extracelular, 88
a-am ilasa, 1 8 7 ,1 8 9 ,190f, 236
actividad, 190
isoenzimas, 189
a-fetoproteína (A FP ), 232
A F P -L 3 ,233
a-glucosidasa ácida, 368, 372
a-oxid ación , 431
a,-antiquim otripsina, 343
a,-an titripsin a, 179, 203
deficiencia, 177
a,-globulinas, 179
a,-glucoproteína ácida, 179
a,-m icroglobulin a, 256
a^-antiplasmina, 203
a^-globulinas, 180
a^-m acroglobulina, 180, 203, 343
A lgoritm o(s), 80
analítico, 64
Alquil-D H A P-sintasa, 4 3 2 ,4 3 6
ALT, 1 8 7 ,1 8 8 ,190t
Alum inio, 145
insuficiencia renal, 145
toxicidad, 145
Alzheimer, enferm edad de, 412, 443, 450
ovillos neurofibrilares, 450
placas de am iloíde, 450
A m ilo -a-l,6-g lu cosid asa, 371
A m inoácidos, 377, 380, 388
aspectos generales, 377
m etabolism o de los, 377
Aminotransferasas, 191
ALT, 191
AST, 191
isoenzim as, 191
enferm edad hepática, 191
infarto de m iocardio, 191
Am oniaco, 98, 225, 248
A m onio, 380
condiciones preanalíticas, 388
determ inaciones analíticas, 388
463

464 Indice alfabético
Amperometría, 22
Análisis a la cabecera del paciente, 45, 268
alteraciones cardiacas, 268
aplicaciones, 49
especímenes, 47
tecnología, 47
Análisis radioinmunométrico. V. IR M A
Andrógenos, 309
Andropausia, 320
Androstenodiona, 315, 321
A n e mia, 102, 396
drepanocítica, 395
hemolitica, 394
de las enfermedades crónicas. 125
ferropénica, 124
perniciosa, 243
A n g i o e d e m a hereditario, 186
Angiotensina, 87,248
Anhidrasa carbónica, 97, 98
Anillo d e Kayser-Fleischer, 142
A n i ó n superóxido, 445
A n o r e á a nerviosa, 355
Anticuerpos antiplaquetarios, 207
Anticuerpos h u m a n o s antirratón. V. H A M A
Antigeno(s)
asociado con carcinomas d e células
escamosas. V. S CC
carcinoembrionario, 308, 343
prostático específico, 193, 343
carbohidratados, 340, 343
oncofetales, 340
Antioxidantes, 445
Antitrombina, 203
III, 385
Anuria, 248
Aparato yuxtaglomerular, 8 6
Apertura d e laboratorios de análisis clínicos, 73
legislación, 74
A p o AI, 164f, 171
A p o AII, 164í
A p o AIV, 164í
A p o B,„5, 164t, 165
defectuosa, 169
A p o Bjj, 164í
A p o CI, 164
A p o CII, 164Í
A p o Cin, 164í
A p o E, 164f, 165
A p o E4, 450-1
Apo(a), 164f
Apolipoproteínas, 163
determinación, 173
Arginasa I, 379
deficiencia de, 382
Arginina, 382
déficit de, 380
Argininemia, 379
Argininosuccinato, 378
Argininosuccinato-sintetasa, 378
Arginosuccinasa, 378, 381
Arginosuccinato-sintetasa, 381
Arilsulfatasa A, deficiencia (leucodistrofia
metacromática), 427
Arteriesclerosis, 271
disfunción endotelial, 272
factores de riesgo, 272
fases, 271
inflamación, 272
moléculas de adhesión. 272
Aspartato-aminotransferasa, 190t. 357
cirrosis. 227
ocíente A S T / A L T , 227
hepatitis víricas, 227
intoxicaciones, 226
AST. V. Aspartato-aminotransferasa
Ataxias espinocerebelosas, 460
Aterogénesis, 271
Ateroma, 385
A T P 7 A , 141
A T P 7 B , 141
ATP-asas de tipo P, 141
Autoanticuerpos antitiroideos. 300
B
Bacterias, 253
Bart, hemoglobina, 180
Becker, distrofia muscular de, 405
P-amiloide, 451
P-caroteno, 445
P-globulinas, 181
P-glucuronidasa, 134
P-hidroxibutirato, 152
P-oxidación
alteración de la. 433
de los ácidos grasos, alteraciones, 372
mitocondrial d e ácidos grasos, 373
diagnóstico, 374
peroxisómica. 430
Pj-microglobulina, 181, 256
Bicarbonato, 98,248
Bilirrubina, 133,224. 357
IXa, 133
á d d o glucurónico, 133
alteraciones congénitas, 135
conjugada, 134,136
deficiencia en el transporte d e bilirrubina
a canalículos biliares. 136
8 -bilirrubina. 133
determinación, 136
determinación transcutánea, 137
directa, 135, 224, 232
gluciurónidos, 134
indirecta, 134,135. 224
ligandina (proteina Y), 133
proteína Z, 133
-oxidasa, 137
Biliverdina-reductasa, 133
Biogénesis de los peroxisomas, trastornos
d e la, 433
Biología molecular. V. Técnicas de biología
molecular
Biopterina, 383-4
Bocio tóxico nodular, 295
Bradicinina, 200
B U N . V. Nitrógeno ureico sanguíneo
C A 125, 344. 349
C A 15-3. 344
C A 19-9. 232. 344
C A 72-4. 344
C a d e n a d e transporte electrónico, 446
Cadenas ligeras de bajo peso molecular, 256
Calcio. 105. 202
absorción, 106
determinaciones analíticas, 115
iónico, 106,115
metabolismo, 105
regulación, 107.109
total, 106,115
Calcitonina, 109, 290
céliáas C, 290
Calcitriol, 106,108-9, 247, 248, 258
deficiencia, 1 1 0
Calicreína, 201
Calidad analítica, 65
Cáncer. 337
alteraciones genéticas, 338
catepslna B, 339
colorrectal, 339, 345
acumulación de mutaciones, 339
gen A C P , 339
gen A P C . 345
gen k-ras, 339
genes hM SH2 y h M L H l, 345
d e ovario, 346
C A 125, 346
C A 1 9 - 9 , 346
d e próstata, 346
fracción libre d e PSA, 346
P S A , 346
d e pulmón, 349
d e tiroides, 297
folicular d e tiroides. 295
mediáar de tiroides, 298
metástasis, 338
utaciones. 338
protooncogenes, 338
testicular, 344, 348
AFP, 348
L D H , 348
P - h C G , 348
V E G F , 339
Carbamoil-P-sintetasa I, 378
Carboxihemoglobina, 102
Carcinoide, 333
Carcinoma de páncreas. 153
Carnitina. 373, 380
alteraciones del metabolismo de la, 374
Catalasa, 430,444-5
Catecolaminas, 327, 384, 441
acciones, 330
biosíntesis de. 327
catecol-o-metütransferasa, 329
determinación, 334
metabolismo, 328
monoamino-oxidasa, 329
euroblastoma, 331
C E A , 345. 349
Céliáas descamativas, 252
Ceruloplasmina, 118
Cetoacidosis metabólica, 388
Cetosis, 87
C ETP, 171
Ciclo de Krebs, 104
Ciclo de la urea, 377
alteraciones, 378
alteraciones genéticas, 379
Ciclo menstrual, 318
Cilindros, 253

Indice alfabético 465
Cininógeno de alto peso molecular, 200
Cirrosis, 8 8 , 228
clasificación modificada d e Child-Pugh, 229
índice pronóstico M E L D , 229
síndrome hepatorrenal, 229
Cistatina C, 250
Cistationina p-sLntasa, deficiencia de, 386
Cistinosis, 428
Cistinuria, 255
Citodnas, 125,185
Citocromo
C-oxidasa, 141
P-450 (CYP450), 222, 441
polimorfismos, 223
P 4 5 0 21-hidroxilasa (CYP21B), 308
Citopatías mitocondriales, 412
actividades enzimáticas, 417
características clínicas, 412
clasificación, 413t
estudio bioquímico, 415
Citoqueratinas, 345
Citosina, 209
Citotoxiddad, 188
Citrato, 115
Citrulina, 378
Citrulinemia, 379
C K . V Creatina-cinasa
CLIA, 6 6
Clonidina, 284
Cloruro, 21,87, 248
Coagulación. 199
alteraciones, 206
factores, 199
Cobalto, 140í
Cobre. 140f, 141-2
biopsia hepática, 143
deficiencia, 142
D-penicilamLna, 142
necesidades, 141
toxicidad, 142
Coeficiente de absorción molar, 16
Colágeno de tipo 1.112, 114
Colecaldferol, 108
Colecistocinina, 235
Colestasis. 225, 232
causas, 232
Colesterol, 162
total, 274
cuantificación, 172
transporte reverso, 166
Colesterol-20.22-desmolasa ( C YPllAl), 302
Colorante, 26
azul brillante de Coomassie. 26
rojo oleoso. 26
Sudán negro, 26
Complejo sarcoglucano, 403
Complejos plasmina-antiplasmina, 206
C o m p l e m e n t o , 185
actividad c o m p l e m e n t o hemolítico total, 186
inhibición. 185
C o m p o n e n t e s anormales, 252
Condrodisplasia rizomélica punctata de tipo 1,
433
Condroitín-sulfato, 424f
Conductimetría, 23
C o n n , síndrome de, 90
Control de calidad, 6 6
externo, 6 6 , 69
interno, 6 6
Coproporfiiia hereditaria, 131
Coproporfiiina, 129
III, 131
Coproporfiiinógeno III, 128
Corteza suprarrenal, 301
Corticoliberina, 281í. 304
Corticotropina, 279. 281t
cuantificación, 311
Cortisol, 149, 304
acciones, 305
cuantificación, 311
estudio dinámico del metabolismo del, 305
pruebas de estimulación d e la secredón de,
305
pruebas de supresión de la secreción de, 305
test de metirapona, 305
test de Nugent, 306
test de supresión con dexametasona. 305
ritmo circadiano, 305
salival, 307
test de estimulación c o n corticoliberina (test
de C R H ) , 305
test de estimulación d e A C T H (test de
Thorn), 305
Creatina-cinasa (CK), 188,190f, 191, 262, 401,
415
determinación, 193
isoenzimas, 192
m a c r o - C K , 192
m ú s culo estriado, 192
Creatina-cinasa-MB ( C K - M B ) , 264, 265
índice relativo de C K - M B . 264
porcentaje de C K - M B . 264
Creatina-P. 192. 262
Creatinina
aclaramiento, 249
determinación, 250
Cribado neonatal, 245. 294. 365, 381
Crigler-Najjar, síndrome de, 136
Cristales, 254
Cromatografía, 23
d e gases. 388
d e intercambio iónico, 388
e n capa fina, 25
gaseosa, 25
líquida de alta eficacia, 25
plato teórico, 23
tipo, 23
C r o m o , 140Í
C r o m ogranina A, 328, 331, 333
determinación, 335
C-telopéptido, 114í
Cuerpos cetónicos, 156,159. 353. 416
determinación, 159
Cuerpos ovales grasos, 254, 255
Culombimetría, 22
C urva de disodación d e oxígeno-hemoglobina,
101
CushLng, síndrome de, 306
C Y P R A 2 1 - 1 , 345, 349
D
Dardarina, 457
Densidad, 251
Dermatán-sulfato, 424í
Descenso crioscópico, 91
Des-gamma-carboxiprotrombina. 232. 233
Deshidratación. 8 8 , 251
Deshidroepiandosterona, 315
-sulfeto, 325.V. también D H E A -S
Desoxipiridinolina, 113-4,114f, 116
Determinaciones analíticas, 299
DHAP-aciltransferasa, 431-2, 436
D H E A - S , determinación, 325
test de Synacthen*, 321
Diabetes insípida, 8 8 , 89. 248, 251
Diabetes mellitus, 152, 241, 248, 354,443,447
acetoacetato, 156
acetona, 156
anticuerpos anticelulares d e los islotes, 152
anticuerpos antiLnsulina, 152
a u toinmune latente del adulto. 153
cetoacidosis diabética, 156
c o m a hiperosmolar n o cetósico, 156
complicaciones agudas, 156
complicaciones crónicas, 157
criterios diagnósticos, 154
d e tipo 1,152
d e tipo 2,153
fructosamina, 155
gestacional. 153
criterios diagnósticos, 154
hemoglobina Ale, 155
idiopática, 153
microalbuminuiia, 155
M O D Y , 153
productos de glucosiladón avanzados, 157
riesgo cardiovascular, 157
seguimiento. 154
test de glucagón, 155
test de O ’Sullivan, 154
Diagnóstico prenatal, 381
D i a g r a m a d e Davenport, 97
Digestión, 235
Dihidropirimidiiia-deshidrogenasa, 218
Dihidropirimidiiiasa, 218
Dihidropterina-reductasa, 382-4
Dihidrotestosterona. 315
Dihidroxiacetona-fosfato, 431
D í m e r o
D, 205
d e timina, 444/
Disbetalipoproteinemia familiar, 171
Dislipemias, 167
dasificadón de Fredrickson, 167
secundarias, 167
Distrobrevina, 402
Distrofia(s) muscular(es), 192,401
congénitas
d e dntura. 406
d e D u c h e n n e y de Becker. 404
técnicas bioquímicas diagnósticas. 405
d e Emery-Drdfuss, 407
fadoescapulohumeral. 406
miotónica, 405
muscular distal, 407
oculoferíngea, 407
Distrofma, 402-3
mutaciones d e la, 404
Distroglucanos, 403
D o p a m i n a , 285. 384, 455
P-hidioxilasa, 384
P-monooxigenasa, 141

466 Indice alfabético
D-penicilamma, 143
D-proteína, 430
Dubin-Johnson, síndrome de, 136
Duchenne, distrofia muscular de, 405
Ecuación
de Framingham, 274
de Henderson-Hasselbach, 96
de Nerst, 21
E d e m a , 8 6 , 256
E D T A , 8
Efecto
«gancho», 31, 34, 342
Bohr, 102
Eje renina-antiotensLna-aldosterona, 8 6 , 90
Elastasa, 244
Electrodo
de Clark, 22
selectivo, 91. 103
Electroendosmósis, 26
Electroforesis, 26
capilar, 26
Electrolitos. 91
determinación, 91
hemolisis, 92
hiponatremia aparente, 92
medición, 91
Elementos traza, 139-40
análisis, 140
especímenes, 141
fundones, 140
ELISA, 31
Embarazo, 286
Enanismo, 285
Encefalopatía(s)
mitocondrial, 413t
espongiformes transmisibles, 457
Enfermedad(es)
celíaca, 241
antiendomisio, 242
antigliadina, 242
antirreticulina. 242
antitransglutaminasa, 242
de Addison. V. Addison
de Alzheimer. V. Alzheimer
de Gaucher. V. Gaucher
de Graves. V. Graves
de Huntington. V. Huntington
de Menkes. V. Menkes
de Niemann-Pick. V. Niemann-Pick
de Paget. V. Paget
de Parkinson. V. Parkinson
de R e f s u m del adulto. V Refsum del adulto
de R e f s u m infantil. V. Refsum infantil
de Wilson. V. Wilson
hepática, 191, 197
aguda. 227
hepatitis isquémica, 227
hepatitis vírica, 227
tóxicos, 227
crónica, 228
hepatitis autoinmune, 228
lisosomales, 420
causas, 420
clasificación, 421
diagnóstico, 423
neurodegenerativas, 449
peroásomales, 429, 432
diagnóstico bioquímico, 434
por expansión d e nudeótidos, 405
renal crónica, 248
tubular, 259
Enolasa neuronal específica, 308, 345
Envejedmiento, 447
E n z i m a convertidora de la angiotensina (EGA).
V. Peptidil-peptidasa A
Epilepsia m i o d ó n i c a con fibras rojas rasgadas
( M E R K F ) , 413f
Equilibrio
ácido-base, 252, 258
hidrodectroUtico, 251
Eritropoyetina, 247-8, 258
Esfingolipidosis, 426
Esfingomielinasa, deficiencia (enfermedad
de Niemann-Pick), 427
Especies reactivas, 441
nitrógeno, 441, 441/
marcadores, 447
oxígeno, 440
Espécimen, 6
almacenamiento, 1 2
calidad, 13
d e orina, 1 0
d e sangre, 7
identificación, 1 1
manipuladón, 1 2
monitorizadón d e fórmacos, 13
transporte, 1 2
Espectrofotometría, 16
absorción atómica, 18
d e absordón atómica. 141
d e m asas e n tándem, 381, 384, 388-9
d e masas, 27, 389, 398
instrumentación, 17
Espectroscopia de refiectancia, 238
Espermatozoides. 253
Espermiograma. 323
Estado nutricional, 351
d e desnutridón, 353
estudio bioquímico, 353
linfodtos, 353
micronutrientes, 353
Estado redox, 415
Estallido respiratorio, 441
Esteatorrea, 238
Estercobilina, 134
Estradiol, 315, 317
cuantiAcación, 325
estriol, 317
Estrés oxidativo, 412, 446, 447-8,451,455
Estría grasa, 272
células espumosas, 272
Etanol, 357
determinación, 358
Y-GT, 357
marcadores d e ingesta alcohólica, 357
metabolismo, 357
toxicidad, 357
V G M , 358
Éteres fosfolípidos, trastornos de la biosíntesis
de, 436
Exactitud, 65
Expansión del trinudeótido C A G , 460
Extracdón, 6
Ej-isoprostanos, 442f, 443, 448
Factor
d e crecimiento
derivado de plaquetas ( P D GF), 273
similar a la insulina d e tipo 1 (IGF-l), 282
determinación. 286
transformante-p (FGT-P), 266, 273
d e riesgo, 273
d e V o n Willebrand. V. Von Willebrand
estimulante d e colonias d e macrófí^os
( M G SF), 273
tisular, 2 0 1
Fagodtosis, 441
Fenilacetato, 383
Fenilalanina, 382-3
-hidrolasa, déficit de, 383
-hidroxilasa, 382-3
Fenilcetonuria, 382-4
Fenilpiruvato, 383
F e n ó m e n o
d e la anticipación, 458
d e lioiüzación, 381
F e o c r o m o d t o m a , 330
Ferrltina, 118,122, 124, 126
determinadón, 1 2 1
subunidades, 119
tipos. 119
Ferroportina, 122
Ferroquelatasa. 128,131
Ferroxidasa (ceruloplasmina), 141
Ferroxidasa, 124, 141-2,180, 444
aceruloplasminemia, 124
determinadón, 142
ferroportina, 124
Fibras
musculares, 261
rojas rasgadas, 412
Fibrina, análisis de los productos de d e gradadón
de la, 205
Fibrinógeno, 181. 200, 205, 276-7, 356
Fibrinolisis, 203,205
Fibrosis cardíaca, 266
marcadores circulantes, 266
Fibrosis hepática, 228
marcadores séricos, 228
propéptido N-terminal del procolágeno
de tipo III, 228
Fibrosis quistica, 244
gen regulador de la conductancia
transmembrana d e la fibrosis quistica
(CFTR), 245
mutación F508del, 245
test del sudor, 245
tripsina inmunorreactiva, 245
Filtración glomerular, 249, 250, 251
Fitanoü-CoA, 431
Fltanoü-CoA-hidroxilasa, 431,436
Flavonoides, 445
Flúor, 140í
Fluorimetria, 19
FNa, 104
Folato, 387

Indice alfabético 467
Folitropina, 280, 2 8 1 ^ 315.V. también FS H
Formación de hueso, marcadores, 113
F ó r mula de Friedewald, 173
Fosfetasa
ácida (ACP), 114,190í, 193
determinación, 193
ósea, 1 1 2
prostática, 193
tartrato-resistente, 193
tartrato-resistente, 114í
alcalina (ALP), 113-4, 114t, 188,190f, 194,
226, 232
determinación, 194
cálculos biliares, 226
colelitiasis, 226
Fosfeto, 98,106,115
metabolismo, 106
regulación, 109
tampón, 106
triple, 255
Fosfofructocinasa, 371
Fosfolipasa A,, 202
asociada c o n lipoproteína, 277
Fosforilación oxidativa, 409
efecto umbral, 411
enfermedades O X P H O S , 411
heteroplasma, 411
segregación replicativa, 411
Fosforilasa, 368
-b-cinasa, 370-1
Fósforo, determinaciones analíticas, 115
Fotometría de emisión e n llama, 18
Fracción de excreción de sodio, 257
Fracción de oxihemoglobina, 101
Fracturas, 194
Frataxina, 461
Fructocinasa, deficiencia, 365
Fructosa, metabolismo, 365
Fructosa-l,6 -bisfosfatasa, deficiencia de, 366
Fructosamina, 155,159
Fructosuria esencial, 365
F S H , 318, 320
Función
renal, 250
ecuación de Cockroft-Gault, 250
ecuación de M D R D , 250
ecuación de Scbwartz, 250
tiroidea, 295
algoritmo de análisis bioquímico, 295
síndrome del enfermo eutiioideo, 296
tubular, 251
Galactitol, 364-5
Galactocinasa, 364
Galactonato, 364
Galactosa, 363
alteraciones del metabolismo de la, 364
deficiencia de galactocinasa, 364
deficiencia de galactosa-l-Puridiltransferasa,
364
deficiencia de UDP-galactosa-4-epimerasa,
364
metabolismo, 363
Galactosa-l-P-uridiltransferasa, 364-5
deficiencia, 364
Galactosa-desbidrogenasa, 364
Galactosemia clásica, 364
•y-globulinas, 182
Y-glutamiltransferasa (y-GT), 187,195
A L T y AST, 232
colestasis, 226
determinación, 195
fbsfatasa alcalina. 232
•y-GT (Y-glutamütransferasa), 190í
Gangliosidosis G M 2 , 428
Gases arteriales, 51
metodología, 51
necesidades, 51
Gases en sangre, 103
determinación, 103
Gastrina, 236-7
Gastrinoma, 237
test de secretina, 237
Gaucher, enfermedad de, 193
G e n
N F l, 330
Parkin, 456
R E T , 330, 332/
V H L , 330
Gestión, 76
d e la calidad, 70
d d o P D C A , 70
económica, 78
por competencias, 76
por objetivos, 76
por procesos, 76
G H , 280
G H B R 282
Gigantismo, 283
Gilbert, síndrome de, 136
Glándulas paratiroides, 107
Globulina fijadora de tiroxina (TBG), 290
Glomérulo, 255
Glomerulonefritis, 186, 253
Glucagón, 149
Glucocerebrosidasa, deficiencia (enfermedad
de Gaucher), 427
Glucógeno, 367
alteraciones, 368
metabolismo, 367
Glucógeno-fosforüasa, 368
Glucogenosis, 368
generalizadas, 372
tipo II o enfermedad de P o m p e , 372
hepáticas, 368
musculares, 371
tipo 0. 370
tipo I o enfermedad de v o n Gierke, 369
tipo III o enfermedad d e Cori, 369
tipo I V o enfermedad de Andersen, 370
tipo V o enfermedad de McArdle, 371
tipo V I y tipo IX, 370
tipo VII o enfermedad de Tauri, 371
tipo X I o síndrome de Fanconi-Bickel, 370
Glucohemoglobina, 159
Glucometría e n sangre capilar, 50
metodología, 50
necesidades, 50
Glucosa, 85,147,158, 363, 368
determinaciones analíticas, 158
glucogenólisis, 148
glucólisis, 147
gluconeogénesis, 147
hexocinasa, 158
m é t o d o de la glucosa-deshidrogenasa, 158
m é t o d o de la glucosa-oxidasa, 158
reacción de Trinder, 158
transportadores, 148
vías d e las pentosas-fosfato, 148
Glucosa-6 -fosfatasa, 368
Glucosa-6 -P-deshidrogenasa, 135
déficit, 393
Glucosa-6 -P-deshidrogenasa, 445
Glucosuria, 159
G L U T 2 , 370
G L U T 4 , 356
Glutamato-deshidrogenasa, 188
Glutatión, 195, 445, 446/
determinación, 448
-peroxidasa, 143,445
-reductasa, 445
Gonadoliberina, 281f
Gonadotropina(s)
coriónica, 319
h u m a n a , 344
detección, 325
Gota, 209,213
Gotitas d e grasa libre, 255
Gráfico
de cusum, 6 8
de Levey-Jennings, 6 6
de Youden, 6 8
Grasa(s), 244
fecales, determinación, 238
Graves, enfermedad de, 294
Grelina, 281, 355
GTP-cicIohidrolasa, 383
Guanina, 209
Guanosina trifosfato. 382
-cidohidrolasa ( G T P - C H ) . 382
H
H , hemoglobina, 180
H A M A , 34
Haptoglobina, 180
H C O 3-, 252
H D L , defidencia estructural, 171
deficiencia, 171
-colesterol, 172,274, 354, 357
Helicobacter pylori, 236
análisis, 236
test d d aliento c o n '^C-urea, 236
Hematíes, 253
dismorfias, 253
Hematócrito, 119
H e m o , 127,133
síntesis, 127
Hemocromatosis, 122-3
hereditaria o familiar, 1 2 2
otros tipos, 123
secundaria o adquirida, 1 2 2
Hemofilia, 206í, 207
Hemoglobina(s), 101,180, 391
Ale, 155
corpuscular media, 120, 394
concentradón, 1 2 0
C. 395
concentradón de, 119
cuantificación, 398

468 Indice alfabético
cuerpos de Heinz, 392
desoxihemoglobma, 101
E, 395
electroforesis, 398
enzimopatías, 392
estructura, 391
fetal, 102
H b A , 392
H bA,, 392
HbF, 392
membranopatías, 392
oxihemoglobina, 101
S, 394
test d e solubilidad e n ditionito, 398
Hemogloblnopatías, 394
estructurales, 394
Hemólisis, 6,115,180,191,197
Hemo-oxigenasa microsómica, 133
Hemopexina, 181
Hemoslderina, 118
Hemostasia, 199, 201, 203
control de la, 203
m o d e l o clásico, 201
m o d e l o nuevo, 201
vía extrínseca, 201
vía intrínseca, 201
Heparán-sulfiito, 424t
Heparina, 206í
Hepatitis. 206
autoinmune, 228
A N A , 228
A S M A , 228
L K M - 1 , 228
crónica, 233
isquémica, 227
vírica, 227, 229,230t
alteraciones bioquímicas, 230
diagnóstico serológico, 230í
vías de transmisión, 229
virus, 229
H e p atocardnoma, 232
Hepcidina, 118,122
H F E , 123
H F E , hemocromatosis, 123
H F E , mutaciones, 123
H G P R T , 214
Hiato
aniónico, 87, 99, 381
osmolal, 237
Hidroperóxidos, 445
Hidroximetilglutaril-CoA-reductasa, 165
Hidroxiprolina, 112
Hierro, 117,119,121-2. 125, 140í
anemia ferropénica, 124
capacidad latente de fijadón, 120
capacidad total de fijación, 120
deficiencia, 124
alteración funcional o del metabolismo del
hierro, 124
nutricional, 124
determinación. 120
D M T l , 118
estructura y funciones, 117
índice hepático, 121,122
metabolismo, 117
saturación, 120
Hígado, 221
depósito, 225
distribución zonal, 222
estructura, 221
función destoxificadora, 222
función excretora, 222
función metabólica, 225
lobulillos hepáticos, 222
LpX, 225
vitamina K, 225
Hiperalaninemia, 381
Hiperalbuminemia, 179
Hiperaldosteronismo, 88-90
síndrome de C o n n , 90
Hiperamilasemia. 189
Hiperamoniemia, 378-9, 381, 388
Hiperandrogenismo femenino, 321
Hiperbilirrubinemia, 136
Hipercalcemia, 110
Hipercapnia, 96
Hipercetonemia, 416
Hipercloremia, 90
Hipercolesterolemia familiar. 170
Hipercortisolismo, 306
Hiperfenilalaninemia, 383
diagnóstico bioquímico, 384
Hiperfosfatemia, 110
Hipergammaglobulinemia. 182
Hiperglutaminemia, 380-1
Hiperhomocisteinemia, 385
Hiperlipidemia familiar combinada, 169
Hipermagnesemia, 110
Hipernatremia, 88, 88f
Hiperornitinemia, 381
Hiperoxaluria primaria de tipo 1, 437
Hiperparatiroidismo, 194
primario, 110
secundario, 114
Hiperplasia suprarrenal congénita, 308
consideraciones preanalíticas, 310
cortisol en orina de 24 h, 310
cortisol en saliva, 310
cribado neonatal, 310
tratamiento, 310
Hiperpotasemia, 90
acidosis, 90
insuficiencia renal aguda, 90
Hiperprolactinemia, 286
Hiperquilomicronemia, 169
Hipertensión arterial, 441
Hipertiroidismo, 294
central, 295
primario, 294
HipertrigLiceridemia femiliar, 170
Hiperuricemia, 209, 212, 366
Hipoalbuminemia, 106, 144, 179, 357
Hipoaldosteronismo, 88
acidosis metabólica, 89
enfermedad de Addison, 90
Hipobetalipoproteinemia familiar, 168
Hipocalcemia, 106,110,114
Hipocortisolismo, 308
Hipófisis, 279
estimulación c o n gonadorelina. 320
Hipofosfatemia, 114
Hipogammaglobulinemia, 182
Hipoglucemia, 150, 284, 366, 388
de ayunas, 150
estudio analítico, 151
neonatal, 151
posprandial, 150
H i p o g o n a d i s m o masculino, 319
Hipolactasia de adultos, 240
concentración de glucosa. 240
test de hidrógeno, 240
Hipomagnesemia, 110
Hiponatremia, 89
Hipoparatiioidismo, 110
Hipopotasemia, 90
Hipotalámicos, receptores, 85
Hipotálamo, 85, 280
Hipotiroidismo, 293
alteraciones d e la función tiroidea, 293
central, 293
congénito, 294
neonatal, 293
primario. 293
anticuerpos antitiroperxidasa,
antitiioglobulina o antirreceptor
de T S H , 293
Hipouricemia, 213
Hipoxantina, 209, 446
Hipoxia, 96,103-4
Hirsutismo, 320
Histamina, 333
Histidina, 141
Homocisteína, 243, 276, 385, 389
alteraciones del metabolismo de, 385
metabolismo d e la, 385
Homogentísico-oxidasa, 377
Hongos. 253
H o rmona(s)
antidiurética. V. Vasopresina
del crecimiento. V. G H
esteroideas suprarrenales. 301
aldosterona, 303
alteraciones, 306
hipercortisolismo (síndrome de Cushing),
306
metabolismo, 303
síntesis, 302
transporte, 303
liberadora de la gonadotropina, 286. V.
también G í t R H
sexuales, 314
17-cetosteroides, 316
acciones, 317
aromatasa, 316
metabolismo, 316
S H B G , 3 1 6
síntesis, 314
testosterona libre. 316
transporte, 315
tiroideas, 289
acciones, 292
desyodasas, 291
diyodotironina, 290
metabolismo, 290
monoyodotironina, 290
regulación d e la secreción, 291
resistencia a las, 297
síntesis, 290
tiroperoxidasa, 290
transporte, 290
H P L C , 388
Hueso. 111, 114
determinaciones analíticas, 115
Huntington, enfermedad de, 412. 449

Indice alfabético 469
I
IC A M -1 ,2 7 2 ,2 7 6
Ictericia, 134
hepática, 135
glucosa-6-P-deshidrogenasa, 135
quem íctero, 135
Rh m aterno-fetal, 1 3 5 ,1 3 6
neonatal, 135
neurotoxicidad, 135
transitoria, 135
posthepática, 134
prehepática, 134
síndrom e de D ubin-Johnson, 136
síndrom e de Rotor, 136
IF C C , 195
IL -6, 276
Indice
creatinina/altuia, 353
de m asa corporal, 352
de riesgo nutricional, 352
Infarto agudo de m iocardio, 192, 196, 263
cam bios bioquím icos, 263
marcadores bioquím icos, 265
Infección hepática, 177
Infertilidad, evaluación, 322
Ingesta
diaria recom endada, 352
m áxim a tolerable, 352
Inhibidor de la C l-esterasa, 186
Inhibidor del activador del plasm inógeno de tipo
1 (PA I-1), 275, 277
Inhibina, 318
Inm unoanálisis, 29, 30
análisis heterogéneos, 30
análisis hom ogéneos, 30
com petitivos, 30, 32
no com petitivos, 30, 33
tipo de m areaje, 30
Inm unodeficiencias, 1 7 7 ,1 8 2
Inm unofijación, 178, 257
Inm unoglobulinas, 182, 256
IN R, 207
Insuficiencia cardíaca congestiva, 265
Insuficiencia renal, 145
aguda. 257
estadios, 258í
crónica, 258
Insuficiencia suprarrenal, 308
Insulina, 87, 90, 355
acciones m etabólicas, 149
glucagón, 149
horm onas contrarreguladoras, 149
proinsulina, 149
síntesis y secreción, 149
y p ép tid o C , 159
determ inación, 159
Insulinom a, 152
International Federation o f C linical Chemistry,
190
Intervalo de referencia, 55
establecim iento del, 56
estratificación, 56
transferencia, 56
variables biológicas no m odificables, 55
Intolerancia
a la fructosa-sorbitol, 238t
a la glucosa, 154
a la lactosa, 238í, 239, 242
hereditaria a la fructosa, 366
IR M A , 30
Isoenzim as, 188
Isoprostanos, 443, 447
Isótopos estables, 239
Isquem ia m usculai, 263
Isquem ia-reperfusión, 446
Jaffé, m étodo de, 250
Keam s-Sayre, síndrom e de, 4 1 3 í
Lactasa, 239
intestinal, 363
polim orfism os, 239
Lactato, 104, 148, 263, 415
determ inación, 104
Lactato-deshidrogenasa (LD H ), 1 8 7 ,1 9 5
ciirosis, 226
hepatitis, 226
isoenzimas. 196
necrosis, 226
Lactato-deshidrogenasa, 134
Lactógeno placentario, 149. 153. 280
Lam inina. 403
Laron, síndrom e de, 285
LCAT, deficiencia, 171. V tam bién Ledtinacolesterol-acetiltransferasa
LD H , 190t
LD L, 272-, 445
oxidación, 447
oxidadas, 273, 276-7
LD L-colesterol. 274
Lecitina-colesterol-acetiltransferasa (LCA T), 165
Lecitina-colesterol-aciltransferasa, 187
Leigh. síndrom e de, 413t, 417
Leptina, 354
Lesch-Nyhan, síndrom e de, 214
Leucina, 255
Leucocitos, 253
LH, 318-9, 320-1
regulación de la síntesis, 318
Ligando de C D 4 0 ,276
Lipasa, 197. 236. 244
determ inación, 197
hepática, 165
deficiencia, 171
Lípidos, 171
alteraciones lipídicas, 171
consideraciones preanalíticas, 171
obtención y aspecto del espécim en, 172
transporte, 165
Lipoproteína(s), 1 6 2 ,4 4 6
a(L p [a ]), 163, 275
determ inación, 173
de alta densidad, 163
de baja densidad (LD L), 163, 443
de m uy baja densidad (V LD L), 162
estructura, 162
m etabolism o, 165
receptores, 163
de elim inación, 163
de H D L, 164
de V LD L, 163
LRP, 163
X , 1 6 3 ,1 7 3
Lipoproteína-lipasa, 164-5
Líquido cefalorraquídeo, 178
Líquido sinovial. 213
Lisiloxidasa, 141
Lisosom as, 419
transporte de enzimas, 420
LpX, 232
Lutropina, 2 8 0 ,281t. V. tam bién LH
M
M acroam ilasem ia. 244
M acro-C K , 264
M acroglobulinem ia de W aldenstrom , 183
M acroprolactina, 285-7
Magnesio, 109, 115
elim inación. 109
m etabolism o, 109
paratirina, 109
M alabsorción
de grasas. 239
'^C-tiiglicéridos m ixtos, 139
intestinal, 237, 238í, 239, 243
causas, 237
M alnutrición, 352
Malondialdehído, 442f, 4 4 3 ,4 4 8
M anganeso, 140í
Marcadores
cardíacos, 262
a la cabecera del paciente, 52
calidad, 53
indicaciones, 52
m etodología, 53
de inflam ación. 275
de riesgo cardiovascular. 273
clásicos, 2 74Í
emergentes, 274í
tipos, 273
e indicadores de riesgo cardiovascular. 273
tumorales, 339
caracteristicas, 341
determ inación, 341
M atriz ósea, 111
M C P -1 ,2 7 2
Mediador. 273
M edicam entos nefrotóxicos. 256
M édula suprarrenal. 301
M elanom a m aligno cutáneo, 348
LD H , 349
proteína S-100, 348
tirosinasa, 349
M ELAS, 153
M enkes, enferm edad de. 142
M enopausia, 113, 321
M ercurio, 145
contam inante, 145
M etabolism o lipídico, 166
alteraciones, 166
M etahem oglobina. 102

470 Indice alfabético
M etaloproteasas, 228
M etaloproteinasas, 266
de la m atriz (M M P), 273
M etanefrinas, 331
determ m ación, 334
M etilcitrato, 388
M etilcobalam ina, 387
M etilm alonato, 388
M etilm alonil-CoA-m utasa, 388
M etionina-sintasa, 385
deficiencia de, 387
M étodo de Jaffé. V. ¡affé
M icroalbum inuria, 1 5 5 ,1 5 9 , 256
M icrochips, 223. 342, 405, 42
A fñm etrix, 42
M ielom a m últiple, 256
M ieloperoxidasa, 442
Mioadenilato-desamLnasa, deficiencia de, 215
MiocLnasa, 262
M ioglobina, 262, 264, 267
determ inación, 267
M itocondrias, 4 1 1 ,4 1 7
MOAT, 1 3 4 ,1 3 6
M odelos norm ativos, 71
Asociación Española de N orm alización. 71
E N A C ,71-2
ISO . 71
Joint Com m ission on Accreditation
o f H ealthcare Organizations, 72
m odelo europeo de calidad total. 72
Seis Sigma, 72
U N E, 71
M olécula de adhesión celular vascular 1.
V. VCAM-I
M olécula de adhesión intercelular 1. V IG4JVÍ-J
M olibdeno, 140t
M onoam in o-oádasa, 441
M onooxigenasa, 382
M orfina, 197
M ucopolisacaridosis, 424
cribado en orina, 426
M úsculo esquelético, 189
N
N -acetilglutam ato-sintetasa, 379
N -acetilhexosam inidasa (gangliosidosis G M 2),
428
N ADPH -oxidasa, 441
N ational Academy o f C linical Biochem istry,
265. 299
N ational Cholesterol Education Program Adult
Treatm ent Panel III, 173, 275, 354
Necrosis celular, 196
N efelom etría, 20
Nefritis, 248
Nefrona, 247
Neoplasia endocrina múltiple. 330
de tipo 2 (M E N -2), 332
N eopterina, 384
N eurohipófisis, 279, 280
New York H eart Association. 265
N icotinam ida adenina dinucleótido fosfato
reducido, 133
N iem ann-Pick. enferm edad de, 193
N itritos, 447
N itrógeno ureico sanguíneo (B U N ), 251
N itrotirosina, 442t, 443, 447, 455
N O. 447
N oradrenalina, 281. 330, 384
N SE, 349
N -telopéptido, 114f
N T-proBNP, 266
Nucleótidos purínicos, 209, 210
O
Obesidad, 354. 357
Oligosacaridosis, 428
Oliguria, 248
O M S, 323, 354
O rnitina-transcarbam oilasa, 378, 381
deficiencia, 381
O rotato, 380
Osm olalidad, 84. 251. 251t
determ inación, 91
regulación
Osm olaridad, 84
Osteoblastos, 111-2
O steocalcina, 1 1 3 ,114í, 116
Osteocitos, 111
O steoclastos, 111
O steodistrofia deform ante, 114
Osteogénesis im perfecta. 114
O steom alacia, 114
O steoporosis, 113
O steoprotegerina, 112
Oxalato, 437
cálcico. 255
Oxaldehídos. 444
ó x id o nítrico. 440, 440/
-sintasa, 384, 440, 440/
Oxígeno, 101,103
difusión, 103
singulete, 440
O xitocina, 280
Paciente. V. Análisis a la cabecera del paciente
Paget, enferm edad de, 1 1 4 ,1 9 3 ,1 9 4
PA I-1, 357. V. tam bién Activador
del plasm inógeno de tipo 1
Pancreatitis, 153, 197. 244
aguda. 110
a-am ilasa, 244
Paratirina. 1 0 6 ,1 0 9 ,1 1 4 ,1 1 6 ,2 4 9
acciones, 107
intacta, 107
síntesis, 107
Parkinson, enferm edad de, 412. 454
factores am bientales, 454
P C O „ 96
PC R , 37
cuantitativa, 39
polim orfism o conform acional de cadena
sencilla de A D N , 39
proceso, 37
transcriptasa inversa, 39
Pendrina, 290
Peptidil-peptidasa A , 87
Péptido
atrial, 86
P-am iloide. 450
C , 149
-term inal del procolágeno, 114í
natriurético. 266
auricular (A N P), 266
cerebral (BN P), 2 6 6 ,2 6 8
determ inación, 268
N -term inal del procolágeno, 114i
Perfil analítico, 63
Peroxidadón lipídica. 442
marcadores, 448
Peróxido, 445
de hidrógeno, 440
Peroxilo, 446
Peroxinas, 429
Peroxinitritos, 451
Peroxisom as, 429
«fantasmas», 433
form ación, 429
funciones, 430
trastornos de la biogénesis de los, 432
Pesticidas organofosforados, 198
P G G 2 ,443/
Pielonefritis, 253
Piridinolina. 113. 114t, 116
Piridoxal-P, 188,191
Pirim idina-5’-nucleotidasa, deficiencia de, 218
Pirim idinas, 2 0 9 ,2 1 7 , 381
alteraciones del m etabolism o de las, 217
deficiencias, 217
aciduria orótica hereditaria, 217
deficiencia de p irim idina-5’-nucleotidasa,
218
dihidropirim idina-deshidrogenasa. 218
dihidropirim idinasa, 218
Piruvato, 104
determ inación, 104
-cinasa, déficit, 394
Placa(s)
ateromatosa. 273/
rotura de la, 273
aterosclerótica, 272
o ateromas, 271
Plaquetas. 202
activación. 202
factor activador de. 202
factor de crecim iento derivado de. 202
recuento, 204
Plasma, 8
Plasm alógenos, 434
síntesis de. 431, 433
Plasm ina, 203
Plom o, 1 3 1 ,1 4 6
5-am inolevulinato, 145
zinc-protoporfirina, 145
ferroquetalasa, 145
intoxicación, 145
intoxicaciones, 145
porfobilinógeno-sintasa, 145
PO ,, 95
Polim orfism os, 40
curva de fusión, 40
secuenciación, 41
Poliuria, 248
Porfiiia(s), 129
aguda interm itente, 130
hidroxim etilbilano-sintasa, 130
cutánea tarda, 131

Indice alfabético 471
eritropoyética congénita, 1 3 1 ,4 4 6
hepatoerltropoyétíca, 131
mutaciones, 129
prim arias, cutáneas, 130
especies reactivas de oxígeno, 130
neuroviscerales, 130
secundarias, 131
variegata, 131
y-am inobutirato (G ABA o ácido
Y-am inobutírico), 130
Porfirinas, 129
características quím icas, 129
determ inación, 132
Porfirinógenos, 129
Porfobilinógeno, 1 2 7 ,130-1
determ inación, 132
reactivo de Ehrlich, 132
-sintasa, 127
Postrenales, 256
Potasio, 21. 87, 89, 248
alteraciones, 89
determ inación, 91
pH sanguíneo, 87
Potenciom etría, 21. 91
electrodos. 21
de C O ,, 22
de pH , 21
de referencia, 21
selectivos de iones, 21
Prealbúm ina, 178, 353
fijadora de tiroxina o transtiretina (TBPA ),
290
Precisión, 65
Presenilina(s), 454
1 ,4 5 0
Presión
oncótica, 85, 256
regiáación, 86
osm ótica, 84
Priones, 457
Procedim ientos norm alizados de trabajo, 77
Proceso analítico, 75
fase analítica, 75
fase preanalitica, 75
postanalítica, 75
Productos avanzados de glucosilación. 447
Progesterona, 314-5, 317, 322
cuantificación, 325
Program a de detección precoz, 384
Prolactina, 280, 281í, 285, 320, 322
acciones. 285
determ inación, 287
form as circulantes. 285
Prolactinom a, 286
Proopiom elanocortina, 304
Propéptido C -term ina] del procolágeno
de üpo I (PIC P), 113, 266
de üpo III (P IIIC P ), 266
Propionato. 388
Propionil-CoA -carboxilasa, 388
Propioniiglicina, 388
Proproteín-convertasa sim ilar a la subtilisinakexina
de tipo 9 ,1 7 0
Prostaciclina-sintentasa, 202-3
Prostaglandinas, 273
Proteasom a, 454
Proteína(s) 14-3-3, 458
adaptadora del receptor de LD L, 170
carboniladas. 443, 447
C reactiva. 125, 184, 203, 275-7, 357
guías de la A m erican H eart A ssodation,
276
D -bifuncional, deficiencia de la, 436
de Bence-Jones, 178
de la adrenoleucodistrofia, 435
de Tam m -H orsfall, 253
de transferencia de ésteres de colesterol, 163,
165
de unión de la som atotropina, 282. V.
tam bién GHBP
de unión del factor de crecim iento sim ilar a la
insulina de tipo 3 (IG FBP-3), 283
del com plem ento, 185
activación, 185
C lq , 185
C 3 ,185
C 4 ,185
enlazante de cortisol (transcortina o globulina
transportadora de corticosteroides), 303
N GA L, 256
plasm áticas, 176
concentración total, 176
electrofbresis, 177
precursora de amiloide, 450, 453
proteólisis am iloidogénica, 453
secretasas, 453
quim iotácfica de los m onocitos 1. V. M CP-l
relacionada con la paratirina, 108
S-100, 344
transportadora de retinol, 179, 353
X . deficiencia. 436
T (tau). 450
c d k 5 ,452
glucógeno-sintasa-clnasa 3, 452
isofbrm as, 452
Proteinogram as, 177
Proteinuria, 254-5
de Bence-Jones, 182, 256
estudio de la, 256
fisiológica, 255
glomerular, 256
m ixta, 256
ortostática, 255
postrenal, 256
prerrenal. 256
tubulai. 256
Protones, 248
Protoporfiria eritropoyética, 131
Protoporfirina, 129,131
IX , 128
IX , 131
Protoporfirinógeno IX , 128
-oxidasa, 128,131
Protrom bina, 199, 200
tiem po de, 201,205, 225, 238
PRPP-am idotransferasa, 210
Prueba de estim ulación
co n L-dopa, 284
de T SH , 293
PSA, 343
PSA, libre, 343
PTEN (hom ólogo de la fosfatasa y tensina), 4 5 5 í
PTH intacta, 116
PTS, 429
Pubertad precoz, 319
Purina-nudeósido-fosforilasa, deficiencia, 215
Purinas, 209
adenosina-fosforribosil-transferasa,
alteraciones congénitas, 214
alteraciones congénitas, síndrome
de Lesch-Nyhan, 214
m etabolism o, 209
purina-nudeósido-fosforilasa, deficiencia,
215
Queratán-sulfeto, 424t
Q uerníctero, 1 3 5 ,1 3 6
Q uilom icrones, 162
Rabdom iólisís, 192
Radical hidroxilo, 4 4 0 ,4 4 5
Radicales libres, 228, 439, 455
Radioinm unoanálisis. V. RIA
RA N K, 112
RAN K-L, 1 1 0 ,112L, 114í
Reacción
de Benedict, 364
de fase aguda, 177. 184, 185
de Fenton, 440, 446
de H aber-W eiss, 440, 446
de Trinder, 104
en cadena de la polim erasa (P C R ), 3 7 ,2 2 3 ,
241, 245. V. tam bién PCR
en cadena de la polim erasa múltiple, 405
Reacciones acopladas, 17
instrum entación
reacción de Trinder. 17
Receptor de andrógenos, 320
deficienda de 5-a-reductasa. 320
Receptores tiroideos, 292
Refsum del adulto, enferm edad de, 436
Refsum infantil, enferm edad de, 433
Reglas de W estgard, 68
Regiáación h idiod ectrolítica, 258
Rem odelado, 273
óseo, 111
fases, 111
marcadores bioquím icos, 112. 114t
regulación, 111
Renina, 9 2 ,2 4 7 -8
m ed idón , 92
Renina-antiotensina-aldosterona. V. Eje reniitaangiotensina-aidosterona
Repeticiones de trinudeótidos, 458
Requerim iento m edio estimado, 352
Reserva ovárica, evaluación, 322
Resistenda a la insulina, 355, 356
índice H O M A , 356
Resorción ósea, m arcadores bioquím icos, 112
Respiración m itocondiial, 441
Reye, síndrom e de. 225
Rh m aterno-fetal, 135
RIA, 30
Riñones, 247. V. tam bién Fundón renal
Ritm o ciicadiano, 113, 281, 283-4

472 Indice alfabético
Rotor, síndrom e de, 136
Rs transferrlna, 1 2 4 ,1 2 6
Sales biliares, 224
áddo cólico, 224
áddo desoxicólico, 224
áddo litocólico, 224
áddo quenodesoxicólico, 224
Sangre, 9
arterial, 9
capilar, 10
oculta en heces, 243, 345
genes K-ras, p53, 345
recogida de las m uestras, 243
Saicospanina, 403
Saturación de oxigeno, 101
Scavenger A, 273
SC C (antígeno asodado con carcinom as
de células escam osas). 345, 349
SD S {dodecilsulfato sód ico), 458
Secretina, 235
Sedim ento urinario, 252
Selenio, 140t, 143
d efid en d a, 144
determ inadón, 144
glutatión-peroxidasa, 144
m etabolism o, 143
selenosis, 144
sistema inm unitario, 143
Selenocistelna, 143
Selenoproteina, 143
Sem en, com posidón, 322
Sensibilidad, especifiddad y eficacia
diagnósticas, 57
curvas R O C , 59
Sepiapterina-reductasa (SR ), 382
Serinproteasas, 200
Serotonina, 281, 332, 380, 383-4
biosintesis y m etabolism o, 332
cuantificación, 335
fundones, 333
Seudocolinesterasa, 190f, 198
determ inadón, 198
«núm ero de dibucaina», 198
Seudo-Cushing, 306
Seudohipoparatiroidismo, 110
SH BG , 321
SIA D H , 88. 89
Síndrom e
coronario agudo, 262
de Cushing. V. Cushing
de D ubin-Jobnson. V. Dubin-Johnson
de G ilbert. V. Gilbert
de Keam s-Sayre. V. Keartis-Sayre
de Laron. V. Laron
de Leigh. V. Leigh
de Lesch-Nyhan. V Lesch-Nyhan
de Reye. V. Reye
de Rotor. V. Rotor
de secreción inadecuada de h orm ona
antidiurética. V. SIADH
de Zellweger. V. Zellweger
del ovario poliquístico, 321
m etabólico, 354
criterios, 354
estado proinflam atorio, 356
estado protrom bótico, 356
nefrótico, 256
no poliQ , 461
ataxia de Friedreich, 461
síndrom e del crom osom a X frágil, 461
poliQ , 459
enferm edad de H untington, 459
Síntesis de plasmalógenos, 431, 433
Sintrofm as, 402
Sinucleína, 455-6
Sistem a Inform ático del Laboratorio, 79
Sistem as am ortiguadores, 96, 98
bicarbonato, 96
com ponente ácido, 97
com ponente básico, 97
com ponente m etabólico, 96
com ponente respiratorio, 96
Sitio de restricd ón , 387
Sobrecarga oral de glucosa, 154, 159, 369
Sobrecredm iento bacteriano, 238f, 241
test de hidrógeno, 241
Sociedades Europea y Am ericana de Cardiología,
262
Sodio. 21, 85, 86
alteraciones, 88
determ inación, 91
Som atoliberina, 281, 281í
Som atostatina, 2 8 1 ,281t
Som atotropina, 1 4 9 ,2 8 0 ,2 8 1
acciones, 282
d rcu lad ó n , 282
cuantiAcación, 286
d e fid en d a, 284
estudio bioquím ico, 283
estudio bioquím ico, 284
hiperproducción, 283
liberación, 282
resistencia a la (síndrom e de Laron), 285
secreción de, 281, 282
supresión con sobrecarga de glucosa, 284
Sorbitol, 157
Su cd n il-C oA , 127
Suero, 8
Sulfahemoglobina, 103
Sulfiito de D H EA , 316
Superóxido-dism utasa, 1 4 1 ,4 4 4 -5
Sustancia P, 333
Talasemias, 395
a-talasem ias, 396
P-talasem ias, 397
Taupatias, 453
Técnicas
de biología m olecular, 35
enzim as de restricd ón , 35
N orthern, 36
Southern, 36
técnicas de h ibridación, 36
electroforéticas, 25
electroquím icas, 20
Telopéptidos del colágeno de tipo I (C IT P ), 113,
116, 266
Temperatura de fusión, 223
Test
de absordón de D-xilosa, 239
de Brand, 389
de calcio, 298
de estim ulación con A CTH (test de Thorn),
305
de estim ulación con corticoliberina (test
de C R H ), 305
de estim ulación con furosem ida, 91
de generación de trom bina. 204
de glucagón, 155, 368
de hidrógeno, 237
de la función plaquetaria, 204
de m etirapona, 305
de N ugent, 305
de O’SuUivan, 154
de pentagastrina, 298
de secretina, 244
de supresión co n d onidina, 331
de supresión co n dexam etasona, 305
de Synacthen, 308
de triglicérido m ixto. 244
Testosterona, 315, 319, 324
biodisponible, 325
determ inación, 324
dihidiotestosterona, 317
índice de testosterona libre, 324
libre, 321
Tetrahidrobiopterina, 382, 384
d eficien d a de, 383
déficit de, 383
Tetrahidrofolato, 385
Tetrayodotironina (tiroxina o T^), 290
Tiem po de protrom bina, 2 0 1 ,2 0 5 , 225, 357, 205
Tiem po de trom boplastina pardal activada, 201,
205
Tim ina, 209
Tiolasas, 431
Tiorredoxinarreductasa, 143
Tiorredoxinas, 445
T iia reactiva de orina, 2 5 2 ,2 5 6
T iioglobulina, 289, 300
Tiroides, 289
tirocitos, 289
T iioiditis, 295
Tiioliberina, 281t, 285, 291
Tiiosina, 255
Tiiosina-hidroxilasa, 384
T iiosinasa, 141
Tiiosinem ia de tipo 1 .131
Tiiotoxicosis, 294, 295
T iiotropina, 280, 281f, 290. V. tam bién TSH
determ inación. 299
T iioxina, 149
determ inación. 299
libre, determ inadón, 299
T N F -a , 352
Torniquete, 6
Tóxicos, 227
TPA, 345
T PS, 345
TVanscobalamina, 243
IVansferrina, 1 1 8 ,1 2 2 ,1 2 4 ,1 2 6 , 181, 353, 444
deficiente en carbohidratos. 357
determ inación. 358
determ inación. 121
receptor soluble, 121
receptor. 119
TVansglutaminasa, 200

Indice alfabético 473
Transm itancia, 16
Trazabilidad, 79
Tricom onas, 253
Triglicéridos, 162. 274, 354
cuantificación, 172
Trinucleótido CAG, expansión del, 460
Triptófano-hidroxílasa, 383
Triyodotironina (T ,), 290
determ inación, 299
libre, determ inación, 299
Trom bina, 199, 200
tiem po de, 205
Trom bocitopenia, 206
Trom bom odulina, 203
Trom boplastina parcial
activada, tiem po de, 201, 205
tiem po de, 207
Trom boxano A j, 202
Troponina, 261-2, 265, 268
determ inación, 268
I, 262-3
T, 262-3
T SH , 292
prueba de estim ulación, 293
TUbos con ge] separador, 13
Thm ores, 194
de células germ inales, 196
secretores de gonadotropina coriónica
hum ana (h C G ), 295
trofoblásticos, 344
■Ihrbidimetría. 20
U
Ubiquitina, 450
UDP-galactosa-4-epim erasa, 36
Uracilo, 209
U rato(s), 211
determ inación, 211
elim inación, 211
líquido sinovial, 213
am orfos, 255
Urea, 8 5 ,2 4 8 , 251
ciclo de la. V. C ido de la urea
Ureagénesis, diagnóstico, 380
deficiencia, 135
gen U G T IA I, 136
síndrom e de G übert, 136
Urobilina, 134
U roporfirina, 1 2 9 ,1 3 2
1 ,131
Uroporfirinógeno
1 ,127
III, 127
Ill-sin tasa, 127
-descarboxilasa, 128
-descarboxilasa, 131
Urubilinógenos, 134
Utroflna, 403
V
Vaciam iento gástrico, 236
gastroparesia, 237
técnicas de isótopos estables, 237
Validación, 75
Valor de referencia del cam bio, 62
Valor predictivo, 60
Valoración del estado nutricional, 352
Variabilidad
biológica, 4
m odificable, 4
no m odificable, 4
preanalítica, 3, 4 í
Vasopresina, 85. 89, 248, 251, 280
acuaporina 2, 85
síntesis, 85
V C A M -1, 276
Velocidad de sedim entación, 125
V IH , 413
Virus de la hepatitis
A , 230
B, 230
H BcA g, 230
H BeAg, 230
H BsAg, 230
marcadores serológicos, 230, 231/
PC R en tiem po real, 231
C , 231
RIBA , 232
D , 231
E, 232
V itam ina
A , 445
242-3, 385, 388
5-desoxiadenosilcobalam ina, 243
deficiencia, 243
determ inación, 243
factor intrínseco, 242, 243
m etilcobalam ina, 243
C , 445
D , 1 0 8 -9 ,1 1 4
deficiencia, 194
m etabolism o, 108
E, 445-6
K, 238
anticoagulantes cum arínicos, 207
déficit, 207
V LD L. V. Lipoproteína(s)
Volum en corpuscular m edio, 1 1 9 ,2 4 3 , 357, 394
Volum en urinario, 248
Von W ülebrand, enferm edad de, 207
Von W ülebrand, factor de, 202, 272
W
W estern, 41
W ilson, enferm edad de, 1 4 2 ,1 8 0
Xantina-oxidasa, 4 4 1 ,4 4 6
X an tin u iia hereditaria, 216
Yodo, 140f
Yodotironinadesyodasa, 143
Zellweger, síndrom e de, 433
Zinc, 140f, 144
anhidiasa carbónica, 144
«dedos de zinc», 144
deficiencia, 145
determ inación, 144
m etabolism o, 144
superóxido-dism utasa, 144
transferrina, 144
Zinc-protoporfirina, 119, 1 2 2 ,1 2 6
determ inación, 122
ZoUinger-Ellison, síndrom e de, 237

Magnitud bioquímica Espécimen Referencia Conversión Sistema internacional
A claram ien to d e creatin in a pia7ur¡- H: 9 0 -1 3 7 mL/min X0 ,0 0 9 6 3 H: 0 ,8 7 -1 ,3 2 mL/seg/m^
M: 8 0 -1 2 8 mL/min M: 0 ,7 7 -1 ,2 3 mL/seg/m^
A lan in a-am in o tran sferasa (ALT) srm - H:

Principios de
Bioquímica clínica y
Patología molecular
Principios de bioquímica clínica y patología molecular combina de forma
novedosa la bioquímica clínica y la patología molecular, con el objetivo de unir
las alteraciones fisiopatológicas con la patología molecular, presentar las pruebas
bioquímicas más adecuadas para su estudio, así como dar una visión clara
del uso de dichas pruebas.
La obra se divide en cuatro grupos temáticos en los que se repasan desde los
aspectos introductorios de esta disciplina y la utilidad de las principales magnitudes
bioquímicas empleadas en el laboratorio, hasta el examen bioquímico
de las patologías frecuentes que pueden afectar a los distintos sistemas y
órganos y la patología tumoral. También se dedican varios capítulos a las
patologías metabólicas de base genética que, si bien son poco frecuentes
individualmente, tienen una elevada incidencia en conjunto.
La obra cuenta con una parte de contenidos en formato oniine, recogiéndose
en la plataforma casos clínicos, anexos, esquemas complementarios, mediciones
analíticas, etc. Dichos casos clínicos se presentan como ejemplos de la
información proporcionada en el libro y desde una perspectiva analítica.
Este libro pretende ser una revisión sencilla, actualizada y de rápida lectura de
los fundamentos de la Bioquímica Clínica dirigida al estudiante de grado que
se inicia en esta materia, así como al residente y al profesional de la Bioquímica
Clínica.
ELSEVIER
www.elsevier.es