Metabolismo de Hidratos de Carbono: Evaluación y Diagnóstico Analítico

Evaluación analítica del metabolismo hidrocarbonado

1. Recuerdo del Metabolismo

Digestión y Absorción

Inicia en la boca donde la amilasa hidroliza el almidón a dextrinas y maltosas; en el estómago se inactiva por pH bajo. En el intestino delgado se termina la digestión del almidón con amilasa pancreática, pH más elevado. La maltosa, sacarosa y lactosa se hidrolizan con las disacaridasas del intestino dando glucosa, galactosa y fructosa que se absorben por la pared intestinal y llegan al hígado.

Metabolismo Intermedio

En el hígado las hexosas producen energía por conversión de CO2 a agua, se almacenan como glucógeno en hígado o triglicéridos en tejido adiposo, o se transforman en cetoácidos, aminoácidos y proteínas. La glucosa se forma a partir de galactosa o fructosa junto con enzimas hepáticas, para que mediante la glucólisis se genere energía en forma de ATP. Empieza con la formación de glucosa-6-fosfato con hexoquinasa. Se forma piruvato sin necesidad de O2. En aerobia el piruvato se descarboxila (ciclo de Krebs) y se forma acetilCoA; en anaerobia el piruvato se convierte en lactato con ayuda de lactato deshidrogenasa. Aparte de la glucólisis la glucosa entra en la vía de las pentosas fosfato para formar NADPH. Si no se requiere glucosa se almacena en hígado y músculo en glucógeno por glucogenosíntesis. Si se vuelve a requerir se transforma el glucógeno del hígado (ya que es el único con glucosa-6-fosfato) por glucogenólisis. La gluconeogénesis es la formación de glucosa en los riñones a partir de otros compuestos que no son hidratos de carbono (lactato, aminoácidos...) permite mantener la glucosa sanguínea (ayuno).

Regulación Hormonal de la Glucosa Plasmática

La concentración suele ser estable por la acción de hormonas como la insulina (desciende niveles de glucosa) u hormonas contrarreguladoras como (glucagón, adrenalina, cortisol y hormona de crecimiento) que la elevan. El exceso de ACTH o cortisol (Cushing), hGH (acromegalia), epinefrina (estrés), glucagón (glucagonoma), T3 (hipertiroidismo) o lactógeno placentario (embarazo). La insulina se segrega ante déficit de glucosa en sangre, se sintetiza como preproinsulina que se convierte en proinsulina, en el aparato de Golgi se escinde en insulina (doble cadena unida por enlaces disulfuro) y péptido C. Al unirse a receptores, permeabiliza membranas hepáticas, musculares y adiposas a la glucosa. También favorece la formación de glucógeno, grasa y proteínas (e inhibe su degradación).

2. Alteraciones del Metabolismo Hidrocarbonado

Son hiperglucemia, hipoglucemia y errores innatos.

Hiperglucemia

Entre las afecciones hiperglucémicas se diferencian la diabetes, intolerancia a la glucosa, diabetes gestacional, anomalía previa de triglicéridos y anormalidad potencial de tolerancia a la glucosa.

Diabetes

Hiperglucemia debida a defectos en la secreción de insulina, en la acción de la insulina o en ambas.

Diabetes tipo 1

O dependiente de insulina dado que no hay insulina en el organismo; debido a la destrucción o degeneración de las células beta de los islotes pancreáticos, factores genéticos, ambientales, virales o químicos. Autoinmune (HLA B8, B15, DR). En los primeros meses se encuentran anticuerpos de las células beta de los islotes (ICA), también se pueden encontrar anticuerpos anti-insulina (IAA) y anti-descarboxilasa del ácido glutámico (GAD). Se inicia repentinamente y temprano suele (menores 20) y tendencia a la cetosis, 10-20% diabetes.

Diabetes tipo 2

O independiente de insulina (no necesitan insulina normalmente), 80-90% diabetes. Suele darse en adultos (más de 40); debida a una alteración de la secreción (reducción número células beta, disfunción o ambas), o menor actividad de la insulina por resistencia a la hormona (reducción receptores, o transportadores glucosa, pudiendo tener niveles normales en sangre). La obesidad crea resistencia a la insulina, se desarrolla gradualmente, primeros años sin síntomas. Factores genéticos más fuertes, no virus y no se detectan anticuerpos. Se manifiesta por complicaciones como úlceras, infecciones, alteraciones renales...).

Intolerancia a la Glucosa (IG)

La llamada pre-diabetes puedes desarrollarla tipo 2 o problemas cardiovasculares, no tiene síntomas, reversible. El grado de hiperglucemia varía.

Diabetes Gestacional

Intolerancia a la glucosa durante el embarazo, puede administrar insulina o cambiar la dieta. 2-3%, reversible. Generalmente elevado lactógeno placentario (aumenta resistencia insulina), si continua tras embarazo se puede desarrollar tipo 2.

Hipoglucemia

Producción de glucosa endógena inadecuada, niveles sangre disminuyen. Síntomas variables, al descender la glucosa aumenta la adrenalina (temblores, sudor, débil, pulso rápido, convulsiones, alucinaciones...) valor corte detectar 50mg/dl. Se clasifica: en relacionada con mayor dosis insulina para tratar tipo 1, respuesta al ayuno (mayor producción islotes), y reactiva en respuesta a una comida, fármaco o alcohol.

Complicaciones Metabólicas Asociadas a la Diabetes

Complicaciones Agudas

Niveles elevados de glucosa en sangre por déficit de insulina, si excede excreción renal se excreta en orina (glucosuria); síntomas sed y hambre, poliuria, polidipsia y polifagia.

Cetoacidosis Diabética

Característica tipo 1, ocurre si no se administra insulina o aumentan hormonas contrarreguladoras (por estrés, infección, enfermedad, fármacos), produce acidosis, deshidratación y menos electrolitos. Aparece glucosuria y aumenta Osm medio interno. Posible estado hipoxia con acidosis láctica. Aumento ácidos grasos (provoca formación cuerpos cetónicos, cetosis aparece acetona, acetoacético e hidroxibutírico en orina) y glicerol (provoca con aminoácidos gluconeogénesis). El desequilibrio ácido-base se compensa con reducción bicarbonato en tampón bicarbonato-ácido carbónico, produce CO2 y agua. El catabolismo de aminoácidos aumenta la producción de amoniaco.

Coma o Síndrome Hiperosmolar No Cetosico

Característica tipo 2, similar cetoacidosis pero los niveles de insulina la evitan. Se produce hiperglucemia y diuresis osmótica. Se caracteriza por el compromiso de la consciencia debido a hiperosmolalidad sanguínea severa, por deshidratación.

Coma Hipoglucémico

La hipoglucemia causa problemas neurológicos, amenaza la vida. Debida al exceso de administración de insulina.

Complicaciones Crónicas

Microangiopatía

Lesiones pared vasos pequeños con aumento grosor membrana (disminuye flujo), también glicosilación proteínas (según concentración extracelular glucosa, grupos carboxilo glucosa reaccionan con aminos libres de las proteínas formando bases Schiff o almidinas, se reordenan en cetoamida) y acumulación sorbitol (aldosa reductasa reduce glucosa a sorbitol, se oxida a fructosa con sorbitol deshidrogenasa que puede atravesar la membrana si hay alta concentración externa glucosa se acumula). Si afecta a la retina (retinopatía) aumento vascularización, hipoxia local y edema. Nefropatía aumento grosor membrana glomérulo por glicosilación, pérdida proteínas por permeabilidad por orina. Neuropatía daño función neuronal por incremento sorbitol, alteración celular.

Macroangiopatía

Riesgo cardiovascular aumentado por alteración metabolismo lípidos y desarrollo arterosclerosis. Desbalance hormonal. Glicosilación de apolipoproteínas y receptores.

3. Pruebas Analíticas Diagnóstico Diabetes Mellitus

Glucemia Basal en Ayunas y Sobrecarga Oral de Glucosa (SOG)

Se realiza después de tres días de dieta, y una noche en ayunas pudiendo diagnosticar diabetes de tres formas: glucosa plasmática ocasional (a cualquier hora) superior a 200mg/dl, glucosa en ayunas (8h) superior a 126mg/dl, o glucosa superior a 200mg/dl tras dos horas de sobrecarga oral (75g). Para diabetes gestacional se hace screening con el test de O´Sulivan con 100g glucosa oral.

Tolerancia a la Glucosa de 5 h

Se prolonga la curva para detectar si sigue disminuyendo la glucosa.

Glucosa Postpandrial de Dos h

Se mide glucosa tras ingerir alimento 100g hidratos de C, más impreciso que la sobrecarga oral, no se sabe con exactitud cantidad.

Niveles de Insulina o Péptido C

Para saber el porqué de la baja actividad de la insulina, se suele asociar a sobrecarga de glucosa (relación insulina/glucosa), altos niveles insulina y bajo glucosa (insulinoma). El péptido C se valora para valorar la síntesis propia de insulina.

Test de Glucagón

Mide reserva insulina páncreas, se administra glucagón y se determinan niveles glucosa insulina, y a los 6 min.

Glucosuria

Límite recaptación renal glucosa 180mg/dl si se excede aparece glucosa en orina.

Glucometría en Sangre Capilar

Se mide con tiras radiactivas por método electroquímico, depende del hematocrito, grado hidratación y estado circulatorio.

Resistencia a la Insulina

Se hace un clamp euglicémico o índice HOMA en ayunas (conc glucosa * conc insulina /22.5)

4. Pruebas Analíticas en la Detección y Seguimiento de la Descompensación

Osmolalidad, Cetonemia y cetonuria (determinación en sangre y orina, niveles elevados), Ácido láctico y pirúvico (equilibrio 10:1 en situaciones de hipoxia o saturación ciclo de Krebs 30.1), Ionograma de electrolitos, pH sangre y orina, volumen urinario y gasometría arterial.

5. Pruebas Analíticas para Valorar el Daño

Hemoglobina glicosilada: combinación no enzimática de glucosa con el grupo amino de la cadena beta de Hb. Al ser irreversible refleja la glucosa media a la que está expuesto un hematíe. Proporcional a la glucosa en sangre en 2-3 meses. Albúmina glicosilada: proporcional a los niveles de glucosa en plasma, refleja glucemia en dos semanas antes. Fructosaminas: cetoaminas plasmáticas, producto de la glicosilación de proteínas. Indica glucemia media en tres semanas. Proteínas totales en orina: Urea (diuresis provoca deshidratación y aumenta en orina), creatinina (fallo renal) y aclaramiento de la creatinina (fallo glomerular).

6. Procedimiento Analítico

Para analizar glucosa se usa suero no hemolizado o plasma (sangre venosa). En arteria más concentrada. En plasma 5% menor que en suero por anticoagulantes. Si se deja reposar la sangre se consume la glucosa por glucólisis (se evita con iones cloruro), el calcio la coagulación o el fluoruro, oxalato o yodoacetato. Si no se usan conservantes separar suero y plasma para mantener nivel glucosa.

7. Glucosa en el Líquido Cefalorraquídeo (LCR)

Se realiza junto con un análisis de sangre (está en equilibrio). Supone 60-75% glucosa plasmática (consumo SNC). Si aumenta denota hiperglucemia. Si disminuye puede ser por meningitis bacteriana, tuberculosa o fúngica, hipoglucemia sistémica y afecciones SNC. Debido a fallo transporte glucosa a LCR, aumento utilización por cerebro o bacterias, leucocitos y células neoplásicas.