Metabolismo de los carbohidratos

Metabolismo de los carbohidratos.

1)     Concepto

2)     Funcion biológica

3)     Estructura y función en el organismo.

1.- Carbohidratos. Concepto. Estructura y funciones en el organismo.

1)     Los carbohidratos, hidratos de carbono o glúcidos son sustancias que están compuestas fundamentalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno aunque también pueden tener otros elementos químicos en su composición. Desde el punto de vista bioquímico se definen como aldehidos y cetonas polihidroxílicos.

2)     Se clasifican de acuerdo al número de moléculas que la forman en: 

• Monosacáridos: los que están formados por una sola unidad; ejemplo: glucosa y fructosa.
• Disacáridos: los que están formados por dos unidades de monosacáridos;

             ejemplo: sacarosa (glucosa + fructosa)

  lactosa (glucosa + galactosa)

• Oligosacáridos: carbohidratos que tienen de 3 a 10 unidades de monosacáridos;

             ejemplo: ácido siálico.

• Polisacáridos: carbohidratos formados por miles de unidades de monosacáridos entre si;

             ejemplos: almidón y glucógeno.

Fórmula química de la glucosa:

         H       O

            \   //

             C

              ׀

       H—C—OH

              ׀

    OH—C—H

              ׀

       H—C—OH

              ׀

       H—C—OH

              ׀

             CH₂—OH

Los hidratos de carbono obtenidos de los diferentes alimentos son una importante fuente de energía.     La glucosa, que es el principal combustible para todas las actividades del organismo, es un  carbohidrato que contiene 6 átomos de carbono. Aunque la mayoría de la glucosa del organismo procede de los carbohidratos de la dieta, el organismo también dispone de otras fuentes de este compuesto tan necesario como lo es:

• la conversión de otros carbohidratos en glucosa dentro del estómago e intestino antes de su absorción; por ejemplo: almidón.
• la conversión de las proteínas en glucosa por el hígado.
• la transformación en glucosa, también por el hígado, de otros carbohidratos después de absorbidos.

3)     La glucosa circulante es utilizada principalmente por el cerebro, hematíes, músculos en ejercicio, y otros tejidos y la que se encuentra en exceso; es decir, la que no va a ser utilizada inmediatamente, se almacena, sobre todo, en el hígado y en el músculo en forma de glucógeno. Cuando el organismo no dispone de la glucosa necesaria para sus funciones convierte el glucógeno en glucosa de nuevo. Este intercambio de carbohidratos en glucosa y viceversa está regido por hormonas como la insulina, el glucagón y la adrenalina, y puede adaptarse a las distintas necesidades y al estrés.

Otras funciones:

·         Son precursores de otros compuestos químicos.

·         Forman parte de estructuras celulares.

·         Reconocimiento intercelular y el de sustancias ajenas al organismo (ya que forman parte de las membranas)

Debido a su complejidad este intercambio de carbohidratos está sujeto a alteraciones en muchos estados patológicos: en enfermedades específicas del metabolismo de los carbohidratos, como la diabetes mellitus; en procesos de desarrollo del recién nacido y en muchas enfermedades adquiridas.

Las alteraciones de este intercambio pueden causar hiperglicemia o hipoglicemia, ambas causantes a su vez de serias e inmediatas consecuencias clínicas.

Es por todo esto que la determinación de la glucosa en sangre y en otros líquidos biológicos es tan importante.

Determinación de la glucosa en sangre.

Se han utilizado múltiples métodos para la determinación de la glucosa. Los métodos colorimétricos de Folin Wu, Somogyi Nelson, etc han sido sustituidos por otros métodos mucho más exactos, rápidos y precisos como son los métodos enzimáticos; ejemplo: glucosa oxidasa y hexoquinasa.

El método de la glucosa oxidasa es el más utilizado en Cuba y en casi todo el mundo por las ventajas que ofrece:

·         Es un método exacto y preciso.

·         No requiere equipos complejos.

·         Su ejecución puede ser manual  o automatizada.

·         Los reactivos son estables en el refrigerador (4° C) durante 1 año.

Determinación de la glucosa en suero por el método de glucosa oxidasa.

Principio del método: la glucosa presente en el suero del paciente es convertida por la enzima glucosa oxidasa en ácido glucónico y peróxido de hidrógeno (H₂O₂). El peróxido de hidrógeno así formado forma con el reactivo de color (utilizado por cada fabricante) un complejo coloreado que es proporcional a la concentración de glucosa presente en la sangre del paciente.

Para realizar esta determinación se llevan a cabo tres fases:

1.     Fase preanalítica: contempla todo lo relacionado con la preparación del paciente, la muestra, los reactivos, los equipos y la cristalería.

2.     Fase analítica: abarca el proceso de ejecución del análisis.

3.     Fase post analítica: es el informe y análisis de los resultados.

Fase preanalítica:

1.     El paciente debe estar en ayunas o que al menos no haya ingerido alimento entre 3 – 8 horas antes de la toma de la muestra.

2.      La prueba puede realizarse en suero o plasma, obtenido de sangre con anticoagulante tales como  heparina.

3.     La muestra, después de obtenida, debe ser procesada (centrifugada y decantada) en un período de tiempo no mayor de 60 minutos. Cuando la muestra va a demorar más tiempo sin ser procesada, es necesario añadirle un preservo (fluoruro de sodio, 2 mgs/ml) con el fin de evitar la glucólisis causada por las células sanguíneas. Un elemento muy importante a tener en cuenta en las muestras, sobre todo en su conservación, es la glucolisis. En las muestras de sangre total se desarrolla la glucólisis in vitro, por lo cual si se deja la sangre entera; o sea, sin  separar el suero o plasma de los glóbulos, por un período de tiempo más o menos corto (en una hora se pierde alrededor de un 10% de la glucosa por esta causa), las cifras de glucosa que se obtendrán serán inferiores a las reales. Por lo tanto es necesario establecer normas de trabajo que impidan la glucólisis.

4.     Los reactivos deben estar a temperatura ambiente antes de empezar a trabajar. Es importante comprobar que se encuentren en buen estado (color, presencia o no de precipitados, etc) y que no estén vencidos.

5.     Los equipos de lectura deben estar calibrados y no presentar fluctuaciones en su lectura. El baño maría debe estar a 37°C.

6.     La cristalería debe estar limpia y las pipetas calibradas.

Fase analítica:

1.     Es extremadamente importante respetar el tiempo y la temperatura de la reacción.

2.     Desarrollo del método:

	B	P	M
Agua destilada	20 µl
Patrón		20 µl
Muestra			20 µl
Reactivo	2000 µl	2000 µl	2000 µl

Incubar 15 minutos a 37°C en baño María.

Leer contra blanco de reactivo en el filtro indicado por el fabricante del reactivo (prospecto adjunto).

Cálculo: la concentración de la glucosa en suero se calcula por la fórmula fundamental de la colorimetría:

CM = DOM x CP

          DOP

La glucosa es lineal hasta 20 mmol/L. Cuando la muestra tenga concentraciones superiores hay que diluir la muestra con agua o solución salina 1:5, volver a realizar la técnica y multiplicar el resultado por 5, informando entonces este último resultado.

Fase post analítica:

En esta fase hay que analizar si los resultados obtenidos son los correctos; esto se hace mediante el análisis del control de calidad de la glucosa, comprobando que los resultados de los patrones, calibradores y controladores se encuentren en el rango permisible. Si todo está en control se procede al informe de los resultados. De no ser así hay que  analizar cual o cuales fueron los causantes de este mal resultado, eliminarlos y volver a realizar la tanda de trabajo.

Valores de referencia: según los que traiga el juego de reactivos . Ejemplo 4,2 – 6,2 mmol/L

Variaciones fisiopatológicas:

Elevada en :

1.    Diabetes mellitus.

2.    Estrés agudo; ej: infarto del miocardio, infecciones severas, traumas craneoencefálicos.

3.    Pancreatitis.

4.    Hipertiroidismo.

Disminuida en:

1.    Sobredosis de insulina.

2.    Ayuno prolongado.

3.    Sepsis bacteriana.

4.    Necrosis hepática.

5.    Hipotiroidismo.

6.    Enfermedades hepáticas.

Pruebas para el estudio de la diabetes mellitus.

Los niveles de glucosa sanguínea en ayunas y los obtenidos 2 horas después de la ingestión de una comida (o de una carga estándar de glucosa) se usan en el diagnóstico de diabetes. Las muestras para determinar la glucosa en sangre se toman generalmente cuando el paciente se encuentra en ayunas con la finalidad de observar si en este período su concentración es anormal. Se ha demostrado que esta determinación de glucosa en ayunas no brinda la información necesaria en muchas ocasiones por lo que es preferible recurrir a determinaciones realizadas algún tiempo después que el paciente ha ingerido ciertos alimentos.

Después de ingerir alimento el nivel de glucosa tiende a volver en 2 horas al nivel de ayuno del individuo. Cuando se sospecha diabetes la primera prueba debe ser una medición de glucosa en ayunas. Algunos diabéticos muestran niveles plasmáticos en ayuno y pospandriales muy elevados. En estos casos una prueba de tolerancia a la glucosa no es necesaria para establecer el diagnóstico y, en realidad, puede ser peligrosa pues puede precipitar un coma diabético en estos pacientes.

Prueba de tolerancia a la glucosa (PTG)

Preparación del paciente:

1.     El paciente debe hacer una dieta rica en carbohidratos los 3 días anteriores a la prueba.

2.     Los pacientes no deben tener ninguna enfermedad aguda, ni haber sufrido traumas recientemente (cirugías, partos, quemaduras, etc)

3.     Suspender  los medicamentos que alteren los niveles sanguíneos de glucosa.

4.     Estar en ayunas. El ayuno debe de ser de 12 horas (mínimo 8 horas y máximo 16 horas).

5.     La prueba debe comenzar entre las 7 y las 9 de la mañana.

Procedimiento:               

1.- Extraer sangre en ayunas y, seguidamente administrarle al paciente 75 gs de glucosa disueltos en      200 – 250 ml de agua. Si se trata de un niño la glucosa se administra a razón de 1.75 gs/kg de peso hasta llegar a la dosis del adulto.

2.- Realizar una nueva extracción de sangre exactamente a 2 horas de la ingestión de la glucosa.

3.- Hacer una determinación de glucosa a cada una de las 2 muestras e informar los resultados.

Interpretación de los resultados:

                            < 7,0 mmol/L  normal

                             7,1 – 11,0 mmol/L alterada

                            >11,1 mmol/L diabetes mellitus.

Glicemia post prandrial:

Para realizarla, se le hace al paciente una extracción de sangre en ayunas y seguidamente el paciente debe ingerir un desayuno que contenga alrededor de 50 gramos de carbohidratos: una taza de leche con 3 cucharaditas de azúcar y dos rebanadas de pan. No debe olvidar el medicamento que toma

Luego, 2 horas después de ingerido el desayuno, se obtiene una nueva muestra de sangre.

Una vez obtenidas ambas muestras y procesadas convenientemente se realiza el proceder técnico ya descrito y se informan los resultados.

La interpretación de la prueba es la misma, aunque esta prueba se usa mayormente en el seguimiento de la evolución de la enfermedad en los pacientes diabéticos.