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TRABAJO PRACTICO 3 DIABETES:DIAGNOSTICO Y SEGUIMIENTO AÑO 2020 CATEDRA DE BIOQUIMICA, INMUNOLOGIA Y NUTRICION NORMAL MEDICINA - SEDE SANTO TOME SEDE SANTO TOME CATEDRA DE BIOQUIMICA, INMUNOLOGIA Y NUTRICION NORMAL INTRODUCCION La glucosa y su polímero glucógeno, son los principales hidratos de carbono del organismo. El mantenimiento de la glucemia (nivel de glucosa plasmática), es fundamental para el funcionamiento de todos los órganos, al ser la principal fuente de energía para el organismo en condiciones normales. Existen una serie de procesos relacionados con el metabolismo de la glucosa, los principales son: Glucolisis: Proceso de degradación de la glucosa mediante una serie de reacciones enzimáticas para dar lugar a dos moléculas de 3 carbonos (piruvato en condiciones aeróbicas y lactato en condiciones anaeróbicas). Gluconeogénesis: síntesis de glucosa a partir de sustratos no glucosidicos. Glucogenogenesis: síntesis de glucógeno (polímero de glucosa). Glucogenolisis: degradación de glucógeno. La coordinación de estos procesos esta implicados en la homeostasis de la glucemia está regulada por las hormonas como la insulina, glucagón y otras. La ingestión de glucosa o sustancias que la produzcan (almidón, fructosa, galactosa, proteínas, pero no grasas) va seguida, en las personas sanas, por un aumento de la glucosa en sangre. Este aumento pone en marcha la utilización de la glucosa (glucolisis), glucogenogénesis y disminución de la glucogenólisis; todo ello mediante el incremento de la insulina. La insulina es una hormona pancreática polipeptídica, producida por las células beta, presentes en los islotes de Langerhans (páncreas endocrino), el aumento de la glucosa en sangre, estimula la secreción de insulina, aumentando su concentración y ejerciendo un efecto hipoglucemiante, restaurando los niveles de glucosa a la normalidad. En el caso de que la producción de insulina este disminuida, la glucosa no puede ser utilizada por las células, lo cual ocasiona niveles elevados de glucosa en sangre (hiperglucemia); esto ocurre en las personas que padecen de Diabetes Mellitus (DM) La glucosa aparece en la orina cuando su concentración en el ultrafiltrado glomerular es superior a la que el túbulo contorneado proximal del nefrón puede reabsorber. Cuando su concentración en el ultrafiltrado es superior a 160-180 mg/dl, el umbral de la capacidad renal para la reabsorción es superado, y entonces la glucosa para a la orina en cantidades detectables por los métodos comúnmente utilizados. DIABETES MELLITUS Definición “Desorden metabólico de múltiples etiologías, caracterizado por hiperglucemia crónica con disturbios en el metabolismo de los carbohidratos, grasas y proteínas y que resulta de defectos en la secreción y/o en la acción de la insulina.” (ALAD 2019) CLASIFICACION DE DIABETES La clasificación actual de la DM se basa fundamentalmente en su etiología y características fisiopatológica, fue propuesta por la OMS (Organización Mundial de la Salud) y la ADA (Asociación Americana de Diabetes), quedando conformada por cuatro grupos: TIPO DIABETES ETIOLOGIA DIABETES TIPO 1 (DM1) (5-10% de los casos de diabetes) Las células beta se destruyen y generan un déficit de insulina, puede ser de origen: a) autoinmune (95%) b) idiopática (5%) SEDE SANTO TOME CATEDRA DE BIOQUIMICA, INMUNOLOGIA Y NUTRICION NORMAL DIABETES TIPO 2 (90-95% de los casos de diabetes) Déficit relativo de insulina con insulinoresistencia DIABETES GESTACIONAL Es una alteración del metabolismo de los hidratos de carbono, de severidad variable, que se inicia o se reconoce por primera vez durante el embarazo. OTROS TIPOS ESPECIFICOS DE DIABETES Son formas sindrómicas o secundarias a otras enfermedades: En esta clasificación se elimina las denominaciones previas de diabetes mellitus, insulinodependiente y no insulinodependiente que estaba basada en el tratamiento y conducía a confusiones, con frecuencia las personas con DM2 llegan a requerir insulina en alguna etapa de su vida y, por otro lado, algunos DM1 pueden progresar lentamente o tener períodos largos de remisión sin requerir la terapia insulínica. DIABETES TIPO 1 (DM1) Hay una deficiencia absoluta de insulina, debida a la destrucción de células beta de páncreas, esta destrucción puede ser de origen autoinmune o idiopática. El origen autoinmune se confirma con la presencia de distintos autoanticuerpos (anticuerpos anti-islotes, anticuerpo antiinsulina, anticuerpo anti- acidoglutamico descarboxilasa,etc) Típicamente la diabetes autoinmune se presenta durante la pubertad, con un comienzo brusco con síntomas ceberos, cetoacidosis y necesita insulina exógena para mantener la vida. Sin embargo, existe una forma de presentación de lenta progresión que inicialmente puede no requerir insulina y tiende a manifestarse en etapas tempranas de la vida adulta. A este grupo pertenecen aquellos casos denominados por algunos como diabetes autoinmune latente del adulto (LADA). DIABETES TIPO 2 (DM2) Se caracteriza por insulinoresistencia y un déficit relativo en la secreción de insulina, ocurre típicamente en pacientes con sobrepeso y en mayores de 40 años. La mayoría de estos pacientes son obesos o por lo menos presentan un aumento del contorno de cintura, no tienen cetoacidosis ni se demuestra la presencia de autoanticuerpos. Se considera que la alteración primaria es la insulinoresistencia con un aumento compensatorio de la secreción de insulina y que luego con los años, evoluciona produciendo una disminución de la secreción de insulina de las células beta. En el cuadro se observan los principales factores de riesgo relacionados a la DM2 (LADA 2019) PRINCIPALES COMPLICACIONES ASOCIADAS A DIABETES Las complicaciones agudas más comunes son la cetoacidosis diabética (CAD) y el coma hiperosmolar no cetósico (CHNC), ambas tienen desenlaces fatales si no son tratados rápidamente. La cetoacidosis diabética representa, un estado extremo de ayuno celular, producido principalmente, por el déficit de insulina existente en el diabético tipo 1, los diabéticos tipo 2 generalmente no sufren este tipo de cuadros. SEDE SANTO TOME CATEDRA DE BIOQUIMICA, INMUNOLOGIA Y NUTRICION NORMAL Las complicaciones producidas por la hiperglucemia crónica comprometen a muchos tejidos: nervioso, renal, piel, retina, corazón y cerebro. Los daños se dan principalmente a nivel de la vasculatura, debido a la glicosilacion no enzimática de diferentes estructuras, dando lugar a lesiones microangiopaticas, comunes en el riñón (nefropatía diabética) y la retina (retinopatía diabética) y lesiones macroangiopaticas en grandes arterias periféricas de los miembros inferiores (asociada a la falta de irrigación en miembros inferiores y pie diabético), vasos cerebrales (asociada ACV) y arterias coronarias (asociada a cardiopatía coronaria y IAM) DIAGNOSTICO DE DIABETES El diagnóstico de diabetes es sencillo, se basa en antecedentes familiares, síntomas clínicos y comprobaciones de hiperglucemia significativa. La dificultad para realizar un diagnóstico oportuno se presenta principalmente en la diabetes tipo 2, ésta generalmente es una enfermedad silente, el paciente acude al médico cuando manifiesta alguna complicación de la enfermedad, encontrándose la diabetes en un estado avanzado. En el caso de la diabetes tipo 1, suele diagnosticarse de forma más precoz, ya que, salvo algunas excepciones, tiene un comienzo brusco y debutan en el servicio de urgencia con un cuadro grave de cetoacidosis, que conduce al diagnóstico. Se recomienda solicitar el control glucémico a todos los pacientes con sintomatología compatible y a los pacientes asintomáticos que pertenecen a los siguientes grupos según las siguientes recomendaciones (ALAD 2019): Paciente con varios de los factores de riesgo, se recomienda medir la glucemiaen ayunas al menos una vez cada 1 a 5 años (según número y de la magnitud de los factores de riesgo y glucemia obtenida en la medición inicial). Paciente con edad igual o superior a 45 años, se recomienda medir la glucemia de ayuno al menos una vez cada 1 a 5 años (según número y de la magnitud de los factores de riesgo y glucemia obtenida en la medición inicial). Paciente con antecedente de glucemia alterada en ayuno (111-125 mg/dL), o intolerancia a la glucosa (glucemia 2 horas postcarga de 75 g de glucosa 140-199 mg/ dL), o tiene historia de hiperglucemia transitoria, se recomienda medirle la glucemia de ayuno anualmente CRITERIOS DIAGNOSTICOS Siguiendo los consensos provistos por varias entidades internacionales, se logra el diagnostico de DM, cuando se cumple uno de estos criterios: Dos terminaciones de glucemia en ayunas ≥126 mg/dl Una glucemia al azar ≥200 mg/dl y presencia de los síntomas cardinales de diabetes: poliuria, polodipsia y pérdida de peso Glucemia ≥200 mg/dl a los 120 minutos post sobrecarga oral (PTOG) GLUCEMIA EN AYUNAS Esta determinación consiste en la medición de la glucemia luego de 8 hs de ayuno. Se realiza generalmente durante la mañana. Es el método más recomendado para la realización de estudios poblacionales. Para el diagnóstico de diabetes, las determinaciones deben ser de laboratorio. Los métodos enzimáticos para medir la glucosa son los más utilizados y los de mayor precisión. La técnica se fundamenta en hacer reaccionar la glucosa con un conjunto de enzimas, obteniendo como resultado de la reacción un producto coloreado, cuya intensidad de color es proporcional a la concentración de glucosa. SEDE SANTO TOME CATEDRA DE BIOQUIMICA, INMUNOLOGIA Y NUTRICION NORMAL Teniendo en cuenta el valor de referencia para la glucemia en ayunas (70-110 mg/dl) y el valor diagnóstico para diabetes ≥126 mg/dl, podemos obtener pacientes cuyos valores se encuentren elevados entre 111-125 mg/dl, estos pacientes, se dice que tienen una glucemia en ayunas alterada (GAA), se debe realizar una PTOG y reclasificarlos dependiendo de su resultado. Glucemia en ayunas interpretación Posible acción a tomar 70-110 mg/dl Normal 111-125 mg/dl Glucemia en ayunas alterada Realizar PTOG y reclasificar según PTOG >= 126 mg/dl Posible diabetes Repetir glucemia en ayunas para confirmar diagnóstico de diabetes. PRUEBA DE TOLERANCIA ORAL A LA GLUCOSA Esta prueba consiste en la observación de la variación de la glucemia 2 horas después de la ingestión de 75g de glucosa disuelta en agua. En esta prueba se pone en evidencia los mecanismos de digestión, absorción, distribución e incorporación a la célula de la glucosa, resultando de gran sensibilidad para detectar anormalidades en la homeostasis de la glucemia. CIRCUNSTANCIAS EN LAS QUE SE INDICAN PTOG Glucemia en ayunas entre 111-125 mg/dl (GAA) Antecedentes previos de PTOG alterada o antecedentes familiares Diagnóstico de diabetes gestacional Hiperlipemia TECTNICA 1. El paciente debe guardar un ayuno mayor de 8hs y menor de 16hs. Además, debe reunir las siguientes condiciones: Evitar restricciones en la dieta durante los tres días precedentes (Seguir su dieta habitual). Hay evidencia que sugiere que la noche anterior se debe consumir una comida con un contenido razonable de carbohidratos (30-50 g). Evitar cambios en la actividad física habitual durante los tres días precedentes. Durante la prueba el paciente debe mantenerse en reposo y no fumar. 2. Se determina la glucemia en ayunas 3. Se le da de beber al paciente una solución de 75 g de glucosa anhidra (en niños 1,75 g/ Kg de peso hasta un máximo de 75 g) disuelta en 250 ml de agua, a temperatura ambiente. Debe beberla en el curso de 5 min. 4. Se realiza otra extracción de sangre a los 120 minutos de la sobrecarga y se determina la glucemia. INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS En el siguiente grafico se especifican las interpretaciones teniendo en cuenta la glucemia en ayunas del paciente: SEDE SANTO TOME CATEDRA DE BIOQUIMICA, INMUNOLOGIA Y NUTRICION NORMAL DIAGNOSTICO DE DIABETES EN LA EN EMBARAZADA Definimos diabetes gestacional como una “intolerancia a los hidratos de carbono, de severidad variable, que se inicia o se detecta por primera vez durante el embarazo”. En todas las embarazadas, las hormonas propias del embarazo reducen la capacidad que tiene el cuerpo de utilizar y responder a la acción de la insulina. La placenta, además de cumplir la función de intercambio de nutrientes entre la madre y el feto, es el órgano encargado de regular la acción de la insulina por su función endocrina. Libera esteroides, que tienen acción hiperglucemiante, bloqueando la función de la insulina en los órganos denominados “diana”. De forma conjunta, la producción de la hormona lactógeno placentario induce en la madre la síntesis de glucosa (gluconeogénesis) a partir de sus reservas para mantener niveles basales de glucemia, fundamentales para el desarrollo del feto. Estos dos factores, la esteroidogénesis y el lactógeno placentario, son los que hacen que una mujer tenga una mayor tendencia a presentar niveles de glucosa más elevados de lo normal. CRITERIOS DIAGNOSTICOS DE DIABETES GESTACIONAL Glucemia en ayunas ≥100 mg/dl en dos oportunidades Glucemia 2 hs post-sobrecarga ≥140 mg/dl A todas las embarazadas en la primera consulta se le solicitara una glucemia en ayunas, si esta glucemia es ≥100 mg/dl, se repite el examen luego de una semana para confirmar el diagnóstico de diabetes, si es <100 mg/dl se realiza otro control de glucemia en ayuno y una PTOG entre las 24-28 semanas de embarazo y de ser una embaraza con factores de riesgo se realiza un control adicional a las 31-33 semanas de embarazo. GLUCEMIA EN AYUNAS <110 mg/dl NORMAL 111-125 mg/dl PTOG 2 hs post-sobrecarga <140 mg/dl GAA (glucemia en ayunas alterada) 140-199 mg/dl Tolerancia disminuida a la glucosa ≥200 mg/dl DIABETICO ≥126 mg/dl Repetir glucemia en ayunas para Confirmar diabetes SEDE SANTO TOME CATEDRA DE BIOQUIMICA, INMUNOLOGIA Y NUTRICION NORMAL FACTORES DE RIESGO PARA DIABETES GESTACIONAL Edad igual o superior a 35 años Obesidad (índice masa corporal igual o superior a 30). Antecedentes personales de DG u otras alteraciones del metabolismo de la glucosa. Resultados obstétricos previos que hagan sospechar una DG no diagnosticada (p. ej. un bebé anterior con un peso igual o superior a 4,000 kg). Historia de diabetes tipo II en familiares de primer grado. RECLASIFICACION POST-PARTO (ALAD 2016) Terminado el embarazo se recomienda realizar una glucemia en ayunas, antes del alta de toda diabética gestacional, en caso de ser normal, se debe repetir la glucemia en ayunas y realizar una PTOG a las 6 semanas postparto, los puntos de corte en ambos casos son los mismos que se utilizan en mujeres no embarazadas. SEDE SANTO TOME CATEDRA DE BIOQUIMICA, INMUNOLOGIA Y NUTRICION NORMAL MARCADORES BIOQUIMICOS DE INTERES EN EL SEGUIMIENTO Y CONTROL DEL DIABETICO Las determinaciones de glucemia basal permiten el diagnostico de la diabetes, pero constituyen valores puntuales y aislados en el tiempo, que no reflejan los niveles medios de glucemia ni la duración de la misma. Por tanto, es necesario disponer de pruebas que determinen le grado de control metabólico de la enfermedad a corto y medio plazo. Estas pruebas están basadas en el fenómeno de unión de la glucosa a diversas proteínas (glucosilación) que tiene lugar mediante una reacción no enzimática y que afecta tanto a proteínas de vida media relativamente corta (albúmina, hemoglobina, etc.), como a las de vida media larga (colágeno, mielina, etc.). La intensidad de la glucosilación depende de varios factores, siendo los más importantes los niveles medios de glucemia, la duración de la hiperglucemia, la vidamedia de las proteínas y la concentración de estas. Como consecuencia, la mediad de la glucosilación proteica constituye un buen marcador bioquímica de grado de compensación del enfermo diabético. Para evaluar los valores medios de glucemia usamos la hemoglobina glicosilada y la fructosamina. Además de hacer un seguimiento del control glucémico, se busca detectar precozmente distintas complicaciones de la diabetes, con el objetivo de intentar frenar su evolución. Desde el laboratorio se determina la albuminuria que sirve como marcador precoz de nefropatía diabética. HEMOGLOBINA GLICOSILADA La hemoglobina (Hb) del adulto está constituida principalmente por Hb A (97% del total), Hb A2 (2,5 %) y Hb F (0,5%). La Hb A esta constituida por 4 cadenas polipeptídicas: 2 globinas α y 2 globinas β. El análisis cromatográfico de la hemoglobina A permite identificar además algunas hemoglobinas minoritarias como las hemoglobinas A1a, A1b y A1c, que se denominan colectivamente como Hb A1 o “hemoglobina rápida” (porque migran más rápidamente que la Hb A en un campo eléctrico), “hemoglobina glicosilada” o “glicohemoglobina”. La hemoglobina A1 es el resultado de la glucosilación de la hemoglobina normal (Hb A) como consecuencia de la reacción no enzimática de la glucosa presente en el plasma y los grupos amino de la hemoglobina. Concretamente, la unión de la glucosa a la Valina N-terminal de las cadenas β de la Hb A da lugar a la Hb A1c, que es la más abundante de las hemoglobinas A1 (aproximadamente el 80%). Las Hb A1a y A1b, son el resultado de la unión de glucosa a otros aminoácidos de la globina. Una reacción similar sufre también diversos grupos amino de las proteínas plasmáticas. Utilidad La cantidad de hemoglobina glicosilada es proporcional a la concentración de glucosa en sangre, por lo que en la diabetes hay mayor proporción de Hb A1c de lo normal. La determinación de la hemoglobina glicosilada constituye un índice de la concentración media de glucosa en sangre a lo largo de un periodo de 2-3 meses (vida media del eritrocito 120 dias), por lo que esta prueba resulta útil en el control del tratamiento de pacientes diabéticos. Los valores de A1 no están influidos por las fluctuaciones diarias de glucosa sanguínea ni tampoco por el ejercicio ni por la ingesta de alimentos Recomendación para el monitoreo Hb A1c ADA 2019: Realice la prueba A1C al menos dos veces al año en pacientes que cumplen los objetivos del tratamiento (y que tienen un control glucémico estable). Realice la prueba A1C trimestralmente en pacientes cuya terapia haya cambiado o que no cumplan con los objetivos glucémicos Determinación de la hemoglobina glicosilada SEDE SANTO TOME CATEDRA DE BIOQUIMICA, INMUNOLOGIA Y NUTRICION NORMAL Método enzimático El examen enzimático directo de HbA1c es un ensayo enzimático en el cual muestras enteras de sangre sometidas a lisis se someten a una digestión extensa de proteasas (enzimas que cortan enlaces peptídicos). Este proceso libera los aminoácidos, incluyendo las valinas glicosiladas de las cadenas beta de la hemoglobina. Las valinas glicosiladas sirven luego de sustrato para la enzima recombinante, valina fructosil oxidasa (FVO). El recombinante FVO específicamente corta el terminal N de las valinas y produce peróxido de hidrógeno. Éste, a su vez, se mide usando una reacción catalizada de peroxidasa (POD) y una sustancia cromogena adecuada. En este ensayo enzimático directo de HbA1c no se requiere una medida separada para la hemoglobina total (Hb). La concentración de HbA1c se expresa directamente como %HbA1c usando la curva debida de calibración en la cual los calibradores tienen valores para cada nivel de %HbA1c. Método de inhibición inmunoturbidimétrica Consiste en la utilización de un anticuerpo que se une específicamente con la Hb A1c. Se utiliza una cantidad medida de anticuerpo que reacciona con la hemoglobina glicosilada presente en la muestra del paciente, hasta que se ocupan todos los sitios de unión, la unión de estos anticuerpos es estable y no se desprenden con facilidad, quedando un excedente de anticuerpos sin poder unirse, para evidenciar la unión se agrega un reactivo que reacciona con los anticuerpos libres produciendo turbidez. La concentración de hemoblobina glicosilada es inversamente proporcional a la turbidez, ya que, a mayor cantidad de Hb A1c, habrá una mayor cantidad de sitios de unión y menor cantidad de anticuerpos quedaran libres. Cromatografía de intercambio iónico La técnica se basa en la separación de la hemoglobina glicosilada (Hb A1) de las no glicosiladas (Hb A) mediante cromatografía en una microcolumna que contiene una resina de intercambio cationico. Al tener su grupo amino sustituido por glucosa (-NH-R), la hemoglobina glicosilada posee menos carga positiva que la no glicosilada, cuyo grupo –NH2 intacto se puede protonar a -NH3+; como consecuencia, la Hb A1 es menos retenida que la Hb A y eluye con la disolución de lavado. Empleando después un medio de mayor fuerza iónica se consigue liberarla interacción de la resina con la Hb A y así recuperar esta. La estimación del contenido de hemoglobinas glicosiladas (Hb A1) es la muestra de sangre se realiza midiendo la absorbancia de las dos fracciones a 415 nm (pico de absorción de la hemoglobina). Los valores de Hb A1 se expresan como porcentaje respecto a la cantidad total de hemoglobina en sangre (A+A1) Valores de referencia Hb A1c normal: 4-6% Hb A1c objetivo control diabético: <7% SEDE SANTO TOME CATEDRA DE BIOQUIMICA, INMUNOLOGIA Y NUTRICION NORMAL FRUCTOSAMINA La determinación de fructosamina se basa en la medición de glicoproteínas de vida media corta (1-2 semanas) donde la albumina constituye su elemento principal. La albumina y las proteínas séricas totales tienen una vida media de 17 y 30 días respectivamente. Así la medición de las fracciones glicosiladas entrega información de la concentración promedio de la glucosa en las últimas dos semanas previas a la toma de muestra. La determinación de fructosamina constituye entonces, otra herramienta útil para el control y seguimiento de individuos diabéticos, sin embargo, no debe utilizarse como diagnóstico, debido a que existe un cierto grado de solapamiento entre las cifras de fructosamina obtenidos con individuos diabéticos y no diabéticos. Utilidad: En la embarazada para control de la diabetes gestacional Diabéticos con hemoglobiopatia/anemia hemolítica Control del paciente diabético post cambio terapéutico Determinación de fructosamina Uno de los métodos desarrollados para medir las proteínas séricas glicosiladas está basado en el poder reductor del grupo ceto amino formado por la unión covalente de proteína –azúcar. La actividad reductora total de suero se mide siguiendo la reducción del nitroazul de tetrazolio en solución alcanina a 530 nm. ALBUMINURIA Las personas con diabetes tipo 2 pueden llevar varios años con la enfermedad encubierta y por lo tanto pueden tener nefropatía diabética al momento del diagnóstico. Es importante realizar un control al año de la albuminuria (albumina presente en la orina) en el diabético, esta sirve como un marcador precoz de nefropatía diabética tanto en DM1 como en DM2. Una excreción de albúmina aumentada, comprendida entre 30 y 300 mg/día, indica un incipiente daño glomerular. CUERPOS CETONICOS La determinación de los cuerpos cetonicos en plasma u orina no suele usarse para el monitoreo de los pacientes diabéticos, pero resulta de interés ya que como se vio, la cetogenesis aumentada y acidosis es causada por la falta de efecto insulinico, siendo la complicación aguda más frecuente en individuos diabéticos tipo 1.
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