ENDOCRINOLOGÍA METABOLISMO Y NUTRICIÓN

Caso 6.1.

                   Clásicamente se denominó valor biológico nutritivo de una proteína al porcentaje de nitrógeno de dicha proteína que es retenido por el organismo respecto del absorbido, cuando se administra dicha proteína en la dieta. Con objeto de calcular el valor biológico de un nuevo preparado protéico que le ha recomendado el Laboratorio de Ayuda Desinteresada al Científico (LADC). D. Onofre ha planificado el siguiente experimento:

                    A un grupo de ratas de su laboratorio le proporciona una dieta libre de proteínas durante un cierto tiempo midiendo el nitrógeno que encuentra en las heces y en la orina. Después proporciona a los mismos animales una dieta que incluye una cierta cantidad del preparado protéico y mide de nuevo el nitrógeno en las heces y en la orina. El experimento se realiza realmente dividiendo el grupo de 40 animales en dos grupos de 20 sometiendo al primer grupo a una dieta y luego a la otra mientras que en el otro grupo de animales se procede de la misma forma pero invirtiendo el orden de las dietas. Los resultados obtenidos se expresan en la siguiente tabla, siendo todos los valores los promedios obtenidos con la totalidad de animales, expresados en mg/día.

  Dieta sin nitrógeno Dieta con nitrógeno.
Nitrógeno de la dieta 0 56,9
Nitrógeno fecal 22,2 28,1
Nitrógeno urinario 37,7 48,6

                       Con estos datos D. Onofre obtiene un valor biológico del 80%. Se desea saber si tiene razón o, en caso contrario, cual es el valor biológico del preparado protéico de LADC.

Solución.

                   De acuerdo con la definición de valor biológico se puede escribir:

VB= nitrógeno retenido / nitrógeno absorbido.

                   Nitrógeno absorbido: es la diferencia entre el administrado y el eliminado o no absorbido. Puesto que incluso con una dieta exenta de nitrógeno las heces lo contienen, el eliminado se ha de obtener indirectamente a partir de la diferencia entre el eliminado en las heces cuando la dieta contiene o no nitrógeno. Si se tiene en cuenta que:

Nitrógeno no digerible = N fecal con dieta protéica - N fecal con dieta no protéica = 28,1 - 22,2 = 5,9 mg entonces:

Nitrógeno absorbido = N ingerido - N no digerible = 56,9 - 5,9 = 51,0 mg.

                   Nitrógeno retenido: el nitrógeno del preparado protéico retenido es la diferencia entre el nitrógeno absorbido y el nitrógeno eliminado por la orina, procedente del catabolismo del compuesto nitrogenado o nitrógeno metabolizado. Puesto que en la orina se encuentra nitrógeno incluso con dieta carente de éste, es necesario calcular el nitrógeno eliminado correspondiente al preparado mediante la diferencia en el nitrógeno urinario en los dos casos:

Nitrógeno metabolizado = N urinario con dieta problema - N urinario con dieta sin nitrógeno = 48,6 - 37,7 = 10,9 mg y

Nitrógeno retenido = Nitrógeno absorbido - Nitrógeno metabolizado = 51,0 - 10,9 = 40,1 mg

                   Por lo tanto el valor biológico será:

Valor biológico= 100 * 40,1/51,0= 78,6

Conclusión.

                   D. Onofre ofrece un valor levemente superior al verdadero ya que obtuvo 80% cuando el valor correcto, según los datos experimentales, es 78,6%


Caso.2.

                   Ahora se trata de transformar en proteínas promedio los datos del problema anterior.

 Solución.

                   Se admite que multiplicando los valores de nitrógeno por 6,25 se obtiene con precisión razonable la cantidad de proteínas ya que la proporción de nitrógeno en las proteínas es, en promedio, el 16% (y 100/16=6,25).

                   Por lo tanto los promedios del grupo de ratas para cada día de ingesta de dieta con preparado protéico fue:

Proteínas ingeridas            56,9*6,25= 355,63 mg

Proteínas no absorbidas         5,9*6.25=  36,88 mg

Proteínas metabolizadas        10,9*6,25=  68,13 mg

Proteínas retenidas            40,1*6,25= 250,63 mg

                   Por supuesto el valor biológico es el mismo (78,6%).


Caso 6.3.

                   D. Onofre es un varón de 22 años de edad que pesa 71 kg, mide 168 cm de altura y ha decidido participar en un estudio sobre el metabolismo en el ser humano. Se somete a una serie de pruebas de las cuales se obtienen entre otros los siguientes resultados referidos a 24 horas de su vida: en su orina se encuentra que se han eliminado 10 g de nitrógeno, por otra parte ha consumido 426 litros de oxígeno y producido 322,5 litros de carbónico.

                   En unas tablas sobre composición de la materia viva y de los alimentos ha conseguido encontrar los siguientes datos relativos a peso de elementos químicos por cada 100 g de principios inmediatos:

  N C H O OTROS CALORIAS
PROTEÍNAS 16 52 7 23 2 410
GLÚCIDOS - 40 7 53 - 410
GRASAS - 77 12 11 - 930
METABOLITOS DE LAS PROTEÍNAS 16 11 3 15 2 -

                   La última línea corresponde al peso de los elementos que aparecen en los excretas como resultado del metabolismo protéico en gramos por cada 100 g de proteína metabolizada.

                   Con estos datos se desea calcular gramos de proteínas, glícidos y grasas metabolizados por D. Onofre y calorías producidas como resultado de ello, cada 24 horas.

Planteamiento.

                   El primer paso es calcular el consumo de oxígeno y producción de carbónico cuando se metaboliza cada uno de los principios inmediatos. Puesto que la oxidación de las proteínas no es total los datos a utilizar serán los resultantes de restar de la composición de estas, la de sus metabolitos, quedando.

  C H O
PROTEÍNAS 41 4 8
GLÚCIDOS 40 7 53
GRASAS 77 12 11

                   La oxidación producirá CO2 y H2O por lo tanto se trata de calcular cuanto oxígeno se requiere en cada caso para producirlos. Sin embargo debe procederse, previamente, a restar la proporción de H y O que corresponde al agua en cada uno de los principios inmediatos lo que permite eliminar al oxígeno como componente de los principios inmediatos.

                   En el agua (PM 18,015) cada gramo de oxígeno se une a 0,126 g de hidrógeno por lo tanto habrá que restar (8*0,126 en proteínas, 53*0,126 para glícidos y 11*0,126 para grasas) gramos de hidrógeno por cada gramo de oxígeno (clásicamente esto se denomina "agua intramolecular") quedando:

  C H
PROTEÍNAS 41 3
GLÚCIDOS 40 0
GRASAS 77 11

                   En el agua cada gramo de hidrógeno se une a 7,936 g de oxígeno y en el CO2 (PM 44,010) cada gramo de carbono se une a 2,664 de oxígeno. Si utilizamos estos factores obtendremos cuanto oxígeno se necesita para formar agua con el hidrógeno restante y cuanto oxígeno se necesita para formar dióxido de carbono con el carbono existente. Sumando el O2 del CO2 y el C de los principios metabolizados se obtiene el peso de dióxido de carbono producido. En conclusión se tendrá para el oxígeno consumido y el carbónico producido, con todos los datos en gramos por 100 g de proteínas, glícidos y grasas, respectivamente:

      g de  O2 CONSUMIDOS PRODUCIDO
  C H  PARA CO2  PARA H2O g de CO2
PROTEÍNAS 41 3 109 24 109+41= 150
GLÚCIDOS 40 0 107 0 147+40= 147
GRASAS 77 11 205 87 205+77= 282

                   Recordando que en condiciones estándar (760 mmHg de presión y 273,15 ºK) un mol de gas ideal ocupa 22,4 litros se tendrá

1 g de O2  ocupa 22,4142/31,9988 =0,7005 l

1 g de CO2 ocupa 22,4142/44,0103 =0,5093 l

                   Para cada 100 g de principios inmediatos se tendrá:

  O2 CONSUMIDO GRAMOS O2 CONSUMIDO LITROS CO2 PRODUCIDO GRAMOS CO2 PRODUCIDO LITROS COCIENTE RESPIRATORIO
PROTEÍNAS 133 93,17 150 76,40 0,82
GLÚCIDOS 107 74,90 147 74,87 1,00
GRASAS 292 204,40 282 143.62 0,70

                          En general se admite que el error cometido es tolerable si se considera como CR para proteínas, glícidos y grasas 0,8; 1 y 0,7 respectivamente.

 Solución.

                   Se obtiene al aplicar estos datos al cálculo de la situación de D. Onofre.

                   a) Proteínas.

                   Se eliminan 10 g de nitrógeno lo cual corresponde a 10*6,25= 62,5 g de proteínas. El metabolismo de éstas requiere 62,5*0,9317= 58,23 litros de O2 y se producen 62,5*0,764= 47,75 litros de carbónico.

                   b) Glícidos y grasas.

                   Su metabolismo ha consumido 426-58,23= 367,77 litros de O2 y ha producido 322,5-47,75= 274,75 litros de CO2. Lo que proporciona un cociente respiratorio no protéico CR'= 0,75.

                   Sea A la cantidad de glícidos y B la de grasas metabolizadas en gramos, entonces se tendrá para oxígeno consumido y carbónico producido, respectivamente:

0,749A + 2,0440B = 367,77 para O2

0,749A + 1,4362B = 274,75 para CO2

resolviendo el sistema,

0,608B= 93,02 y por lo tanto B= 153 g de grasas metabolizadas. Sustituyendo se obtiene, para los glícidos, 73 g.

                   En conclusión los resultados finales son:

  GRAMOS METABOLIZADOS CALORÍAS PRODUCIDAS
PROTEÍNAS 62,5 256
GLÚCIDOS 73 299
GRASAS 153 1.423
TOTAL 289 1.978

                              A destacar que el elemento esencial para el ajuste de los valores calculados y los reales reside en la precisión con la que se conozca la composición de los principios inmediatos metabolizados y hasta que punto éstos son de composición uniforme.


Caso 6.4.

                   Exprésese el metabolismo basal del sujeto del problema anterior como calorías producidas cada 24 horas por metro cuadrado de superficie corporal (S).

Solución.

                   El metabolismo basal, como muchas otras variables del organismo depende de las características morfológicas de los individuos. La superficie corporal es la variable que permite resumir en una sola cifra algunas de dichas características y por ello se utiliza frecuentemente como forma de "normalizar" otras variables al introducir la morfología del sujeto en la expresión de las variables. Generalmente una variable expresada por metro cuadrado de la superficie corporal se denomina "índice", por ejemplo el índice cardíaco es el gasto cardíaco por metro cuadrado de superficie corporal.

                   Puesto que el ser humano no es una figura geométrica simple, determinar la superficie corporal no es tarea sencilla. Entre otros métodos se utilizó el de asumir que estaba formado por figuras simples como el cilindro (dos para brazos, piernas, otro para el tronco) o la esfera (la cabeza). Sin embargo la fórmula que más se utiliza y que por ello resulta una referencia obligada es la que tiene en cuenta la talla y el peso, propuesta por Du Bois.

                   Utilizando la fórmula de Du Bois (con el peso en kg y la talla en cm):

S cm2= P0,425 A0,725 71,84

se obtiene, para D. Onofre, una superficie de 1,81 m2 por lo tanto su metabolismo basal será 1.092 Cal/m2 cada 24 horas o 45,5 Cal/m2 por hora


Caso 6.5.

                   D. Onofre ha recibido la influencia de algunas lecturas que trataban del problema de la productividad en la economía del país. Preocupado por el tema se ha propuesto analizar el rendimiento mecánico del organismo humano y diseña para ello el siguiente experimento.

                   Durante una semana estudia la producción de energía en su organismo mientras que se mantiene realizando las actividades normales para sobrevivir, pero evitando cualquier esfuerzo intenso. Los datos recogidos se ofrecen a continuación y corresponden a los valores de la columna rotulada "mantenimiento" en la tabla. Durante la semana siguiente realiza un trabajo, que consiste en mover la rueda de una bicicleta estática, que supone cada día 2.285 kJ, y mide su producción de energía de la misma forma que en la semana anterior, los valores obtenidos son los datos de la columna "ejercicio" en la tabla siguiente.

    CALORÍAS PRODUCIDAS EN 24 HORAS

día

mantenimiento

ejercicio

1

2.390

5.120

2

2.545

4.942

3

2.491

4.906

4

2.403

5.015

5

2.485

4.919

                  Con estos datos se trata de calcular el rendimiento mecánico del organismo o proporción entre trabajo efectuado frente a energía consumida para efectuarlo.

Planteamiento.

                   El trabajo efectuado cada día ha sido 2.285 kJ lo que supone, dividiendo por el equivalente mecánico del calor (4,184 kJ por Cal) 546,1 Cal/día.

                   La energía consumida para realizar este esfuerzo se puede estimar de la diferencia entre el metabolismo energético de D. Onofre cuando realiza el ejercicio y cuando no lo efectúa. Para reducir el error se utiliza, al evaluar el metabolismo diario, el promedio de la semana de "mantenimiento" y el de la semana de "ejercicio".

 Solución.

Metabolismo promedio en "ejercicio":             4.980,4

Metabolismo promedio en "mantenimiento":     2.462,8

Diferencia:                                                       2.517,6

Rendimiento mecánico:                                    100*546,1/2.517,6 = 21,7

                   De acuerdo con estos datos el rendimiento mecánico del organismo humano para el tipo de trabajo realizado es del orden del 20%


Caso 6.6.

                   D. Onofre ha comprobado que la relación entre el cociente respiratorio y la cantidad de principios inmediatos resulta fundamental en la resolución de sus problemas de metabolismo. Para simplificar sus cálculos decide hacer una tabla que le permita conocer la proporción entre grasas y glícidos metabolizados para cada cociente respiratorio. Ha podido comprobar que, para los principios inmediatos que se metabolizan en el organismo humano, cada gramo de hidratos de carbono consume 0,81 litros de oxígeno y produce 0,81 litros de carbónico, mientras que en el caso de las grasas las cifras son 1,96 litros y 1,39 litros respectivamente. Escriba un programa para ordenador o calculadora programable que permita obtener la tabla en cuestión. 

Solución.

                   El cociente respiratorio no protéico CR' es la relación entre CO2 producido y O2 consumido previa resta de la producción y consumo atribuible al metabolismo protéico.

CR'= (0,81C + 1,39G)/(0,81C + 1,96G) donde C y G son los gramos de carbohidratos y grasas metabolizados, respectivamente.

                   Por lo tanto (previa división de numerador y denominador del segundo miembro de la relación entre 0,81) se tiene:

C*CR' + 2,42G*CR' = C + 1,716G  y

G/C = (1-CR')/(2,42CR'-1,716), por otra parte:

G+C=100 ya que se trata de calcular la proporción porcentual.

                   El programa (BASIC standard) podría ser:

10 PRINT "CR' % GRASAS % H de C %"

20 FOR CR=0.7 TO 1 STEP 0.05     

30 X= (1-CR)/(2.42*CR-1.716)     

40 G= 100*X/(1+X)                

50 C= 100-G                      

60 PRINT CR,G,C                  

70 NEXT CR                       

                   El resultado que se obtiene es:

CR'

% GRASAS

% HdeC

0,70

100

0

0,75

72

28

0,80

48

52

0,85

31

69

0,90

18

82

0,95

8

92

1,00

0

100

 


 Caso.7.

                   D. Onofre se encuentra en una habitación haciendo un esfuerzo moderado por lo que su secreción de sudor es de 517 ml/hora que se evapora rápidamente gracias a la escasa humedad ambiental (calor latente de vaporización del agua 0,58 Cal/g). Su temperatura corporal axilar es 37ºC y se mantiene constante. Si la producción total de calor de D. Onofre es de 200 Cal/hora y se considera despreciable el calor perdido o ganado por conducción y por radiación calcular los restantes términos del balance de calor del sujeto. 

Planteamiento.

                   El sujeto estará en equilibrio térmico si:

T = E + R + C + K

donde T es el calor total producido, E es el perdido por evaporación, R el balance por radiación, C por convección y K por conducción.

Solución.

                   De acuerdo con los términos del problema R=K=0 lo que simplifica mucho los cálculos.

T = E + C

                   Evaporación. Si como se asegura en el problema todo el sudor producido se evapora entonces E = k VH2O, donde k es el calor de evaporación de un litro de agua y VH2O es la tasa de producción de sudor (l/h). El calor latente de vaporización de un litro de agua a la temperatura corporal es de 580 Cal/l por lo tanto la pérdida de calor de D. Onofre es

E= 580 * 0,517= 300 Cal/hora.

                   Puesto que T= 200 entonces C= 200-300 = -100 Cal/hora y los términos del balance solicitado son:

T= E + C = 200 = 300 - 100

                   Es decir D. Onofre está ganando calor por convección lo que permite deducir que la temperatura de la habitación es superior a la de su cuerpo, si es cierto que R=K=0 (lo que, por cierto, resulta poco creíble en estas circunstancias).


Caso 6.8.

                   El calor específico es la cantidad de calor necesaria para elevar a un gramo de un cuerpo, un grado su temperatura. D. Onofre a sus 22 años de edad pesa 71 kg y mide 168 cm. Su temperatura corporal normalmente es de 37 ºC y según el libro de fisiología su calor específico es de 0,83 Cal/ºC/kg. Calcular cuanto calor ha de ganar para que su temperatura corporal sea de 39ºC. 

Solución.

                   La definición de calor específico es

c = ΔQ/MΔT por lo tanto

ΔQ=cMΔT y sustituyendo:

ΔQ= 0,83*71*2 = 117,86 Cal.

Comentario.

                 Esto puede dar una idea de que es lo que ocurre cuando D. Onofre tiene fiebre de 39ºC


 Caso 6.9.

                   Considerando los resultados de los dos problemas anteriores calcular cual ha de ser la secreción de sudor capaz de conseguir una disminución de un grado en la temperatura corporal de D. Onofre.

Solución.

                   Para un cambio de un grado:

ΔQ=71*0,83*1= 58,93 Cal. Puesto que el calor latente de 1 l de sudor es de 580 Cal la solución será 101,6 ml.

                   En conclusión cada 100 ml de sudor evaporados, en un adulto de talla y peso normal, pueden evitar un incremento de un grado en la temperatura corporal.


Caso 6.10.

                   D. Onofre, un joven, cuyo peso es de 71 kg y su altura 168 cm, hace ejercicio en una habitación en la cual, antes de iniciar el trabajo, se encontraba en equilibrio térmico de manera que sin sudoración visible mantenía constante el balance entre el calor producido y el perdido por evaporación, radiación, convección y conducción. En estas condiciones su metabolismo basal era de 85 Cal por hora y metro cuadrado de superficie corporal. El trabajo realizado consiste en andar en una cinta continua a la velocidad de 10 Km/hora, ejercicio que se mantiene sin variación durante unas horas. Mediante espirometría se observa que su consumo de oxígeno durante el ejercicio en condiciones estables es de 2.000 ml/min y se consigue determinar que su producción de carbónico es 1.600 ml/min. Con un cociente respiratorio de 0,8 el equivalente calórico de un litro de oxígeno es de 4,8 Cal.

                   En este caso se trata de calcular cual habrá de ser la secreción de sudor en ml/min capaz de mantener en equilibrio térmico a D. Onofre. Se supone que todo el sudor producido es útil para la pérdida de calor por evaporación.

 Solución.

                   En primer lugar es preciso obtener cual es la producción de calor del sujeto cuando hace ejercicio, para lo cual basta con multiplicar el oxígeno consumido por su equivalente calórico.

Energía total en ejercicio= 2.000 * 4,8 = [ml * Cal / min * l] = 9,6 Cal/min

Energía en reposo: 85 cal/m2 h que se ha de transformar en cal/min.

Superficie corporal: S(cm2)= 710,425 1680,725 71,84= 1,81 m2

Energía en reposo: 0,783 Cal/min

Energía liberada por el trabajo realizado= energía total - energía en reposo

Energía liberada por el trabajo realizado= 9,6-0,783 = 8,817 Cal/min.

Calor de vaporización del sudor 580 Cal/l

                   Por lo tanto para perder 8,817 Cal/min será necesaria una tasa de secreción (y evaporación) de sudor:

Sudoración= 8,817 * 1000 / 580 = 15,202 ml/min o 0,912 l/h


Caso 6.11.

                   D. Onofre ha encontrado en un libro de historia de la ciencia la noticia de que Arquímedes de Siracusa consiguió descubrir que una corona de oro entregada a Hierón II como si fuese de oro puro, en realidad estaba forjada con una mezcla de oro y otros metales menos nobles (lo que le costó la vida al joyero). Inspirado con el procedimiento de Arquímedes decide averiguar cual es la densidad de su cuerpo respecto a la del agua. D. Onofre sabe que su peso, desnudo, es de 90 kg y que mide 176 cm de altura. En la piscina de su casa instala una balanza romana de manera que, con ayuda de un estudiante de segundo de medicina, puede pesarse cuando se encuentra enteramente sumergido en el agua. Después de algunos intentos en los que consiguen eliminar de la medida errores debidos al artilugio utilizado consiguen obtener como peso aparente de D. Onofre sumergido en agua el de 6 Kg. Para sorpresa de D. Onofre un litro de agua de la piscina recogido en el momento de la prueba resulta pesar exactamente 1 kg. El estudiante le explica que siendo la densidad relativa del agua destilada a 26º de 0,997 es posible que algunas sustancias disueltas hayan producido un aumento que explique la coincidencia con la densidad del agua destilada a 4ºC, que es el valor que se toma como referencia para las densidades de sólidos y líquidos.

                   D. Onofre consigue calcular su densidad pero el estudiante de medicina calcula además la proporción en el organismo de D. Onofre de masa grasa y masa magra ya que en su libro ha encontrado que la densidad relativa del tejido graso es 0,940 y la del resto de los tejidos orgánicos de 1,099. Se trata de calcular la densidad de D. Onofre y los referidos porcentajes.

 Planteamiento.

                   El principio de Arquímedes puede enunciarse como: Todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del líquido desalojado.

Peso aparente = Peso real - Peso líquido desalojado.

                   Si el líquido es agua (densidad unidad) la densidad del cuerpo será igual a la relación entre el peso real y el peso perdido al sumergirse. Esto se deduce de la definición de densidad absoluta δ= masa/volumen y siendo el volumen del cuerpo sumergido y del líquido desalojado iguales entonces las relaciones entre densidades coinciden con las relaciones entre las masas (o entre los pesos).

                   Por cierto que Arquímedes consiguió demostrar que la corona no era de oro puro ya que pesaba menos que el peso de un volumen de oro igual al volumen de agua desalojada (tenía a su favor el hecho de que el oro es uno de lo metales conocidos en la antigüedad de mayor densidad δ=19,33 y por lo tanto era casi imposible obtener un producto de su misma densidad mediante amalgama).

 Solución.

                   Para D. Onofre tenemos:

Peso en tierra : 90 kg

Peso sumergido :  6 kg

Peso agua (δ=1): 84 kg

Densidad del organismo de D. Onofre: 90/84 = 1,071

                   Para las proporciones entre masa magra (MM) y masa grasa (MG) el estudiante planteó que:

Ptotal / δtotal = PMM / δMM + PMG / δMG

Ptotal = PMM + PMG

                   Despejando en la segunda relación el valor de masa magra en función de la total y la masa grasa y sustituyendo en la primera de las relaciones es fácil llegar a:

PMG = [Ptotaltotal - PtotalMM] / [1/δMG - 1/δMM)

PMM = Ptotal - PMG

                   Sustituyendo los datos del enunciado del problema se tendrá:

PMG = [90/1,071 - 90/1,099] / [1/0,940 - 1/1,099] = 13,69 kg

PMM = 90-13,69 = 76,31 kg

                   La proporción de masa grasa respecto del peso corporal es 15,21% y la de masa magra 84,79%

 Comentario

                 D. Onofre debería haber restado del volumen estimado algo mas de un litro ya que en el volumen que utiliza incluye el del gas que forma el volumen residual pulmonar y los gases en el tubo digestivo. Su densidad sería más probablemente 1,087 g cm-3


Caso 6.12.

                   D. Onofre hace unos meses que sufre ciertos trastornos que su médico interpreta como posiblemente causados por un exceso de secreción de glucocorticoides suprarrenales. El médico ha comprobado ya que la secreción de cortisol está aumentada, en particular por la tarde y que no presenta el patrón rítmico típico. Con objeto de llegar a un diagnóstico diferencial propone a D. Onofre realizar una prueba de "supresión" con dexametasona aprovechando que se encuentra ingresado en el hospital. La prueba consiste en recoger la orina de D. Onofre durante seis días, cada día por separado, mientras que hace su vida normal aunque le ordena suspender la medicación que estuviera tomando. En la orina, entre otras cosas se va a determinar el contenido de cortisol (cortisol urinario en 24 horas). Los días 1 y 2 D. Onofre se limita a la recogida de orina, en cambio los días 3 y 4 ha de tomar una dosis de dexametasona (corticoide sintético) de 0,5 mg cada seis horas y los días 5 y 6 continuará tomando dexametasona al mismo ritmo pero aumentando la dosis a 2 mg en cada toma.

                   En la tabla siguiente se encuentran los resultados de D. Onofre y los que el laboratorio que hace los análisis considera que son los habituales para un sujeto normal.         

 

Valor normal

Valores de D. Onofre

Día

 

Dosis

Dexametasona.

Excreción

Cortisol

Volumen

Orina

Concentración

Cortisol

 

mg/24h

μg/24h

ml/24h

nmol/l

1

-

<100

1.602

193,13

2

-

<100

1.535

206,92

3

2

<25

1.350

208,72

4

2

<25

1.512

164,43

5

8

<25

1.418

93,51

6

8

<25

1.435

100,10

                 En este caso se trata de calcular los resultados obtenidos en el caso de D. Onofre de manera que se puedan comparar con los normales y explique como se deberían interpretar. Peso molecular del cortisol: 362

 Solución.

                   En primer lugar se debe completar la tabla calculando las cantidades cada 24 horas de cortisol a partir de las concentraciones y volúmenes de orina.

                   Puesto que el peso molecular del cortisol se indica que es 362 Dalton entonces 1 nmol serán 0,362 μg y puesto que masa=volumen*concentración, entonces para el primer día:

masa/24h = 1,602*193,13*0,362 = 112 μg/24h.

                   De la misma forma se calcula la excreción urinaria cada uno de los restantes días y se obtiene así la tabla siguiente:   

 

Valor normal

Valores de D. Onofre

Día

 

Dosis Dexametasona.

Excreción Cortisol

Excreción Cortisol

 

mg/24h

μg/24h

μg/24h   

1

-

<100

112

2

-

<100

120

3

2

<25

102

4

2

<25

90

5

8

<25

48

6

8

<25

52

 Interpretación.

                   Lo valores basales de excreción urinaria de cortisol en 24 horas (días 1 y 2) de D. Onofre están claramente elevados respecto al límite superior aceptable para la normalidad (90-100 μg/24h). Normalmente la capacidad de fijación de cortisol por la transcortina se supera si el nivel sérico de cortisol sobrepasa los 25 μg/dl (690 nm/l), cuando esto ocurre se produce un incremento notable del cortisol libre y por lo tanto del filtrado y del cortisol en orina.

                   Cuando se administra dexametasona a dosis "bajas" en los sujetos normales se produce la "supresión" de la secreción de ACTH por la hipófisis y consiguientemente un descenso de la síntesis de cortisol que se refleja en una disminución del cortisol excretado en la orina en 24 horas a menos de 25 μg. Sin embargo en los casos de hiperproducción de corticoides por incremento de la secreción de ACTH las dosis "bajas" de dexametasona no son capaces de provocar una "supresión" suficiente como para disminuir el cortisol en 24 horas a niveles como los indicados.

                   La prueba de "supresión" con dosis altas de dexametasona, que en el caso que nos ocupa se produce, ya que el cortisol urinario disminuye a niveles menores del 50% del basal favorece la hipótesis de que se trate de un caso de incremento de la síntesis de cortisol por aumento de la secreción hipofisaria de ACTH (enfermedad de Cushing).

                   La prueba se denomina de "supresión" ya que su fundamento reside en el efecto de retroalimentación negativa de los corticoides (en este caso la dexametasona) sobre el eje hipotálamo hipofisario.

 

Figura. 12

 

                   La figura recoge los resultados obtenidos con el paciente y los límites máximos que el Servicio de Análisis Clínicos del Hospital considera como dentro de la normalidad. Nótese que sólo con dosis altas (8mg) se consigue una supresión franca, mientras que el efecto de dosis bajas de dexametasona en el paciente es una disminución, no muy pronunciada, de los niveles basales.


Caso.13.

                   Si en el caso anterior la prueba de supresión con dosis altas de dexametasona tampoco lograse una disminución de cortisol urinario (niveles superiores al 50% del basal) ¿que hipótesis podría explicar el incremento de cortisol del sujeto?.

Solución.

                   La explicación más sencilla es la existencia de un aumento de cortisol no dependiente de un aumento de la ACTH hipofisaria como en los casos de tumores (adenomas y carcinomas) de la glándula suprarrenal (en estos casos la ACTH plasmática es baja) que cursan con hiperproducción de cortisol. Se fundamenta, en que a estas dosis, la hiperproducción de ACTH por la hipófisis resulta usualmente bloqueada, lo que justifica excluir su participación cuando no se produce supresión.


 Caso 6.14.

                   D. Onofre consulta con un endocrinólogo ya que habiéndose ofrecido como voluntario en prácticas (es estudiante de medicina) se ha descubierto que en su orina resultaba positiva la presencia de glucosa. El médico después de un interrogatorio que no le permite rechazar la posibilidad de que D. Onofre padezca una diabetes le solicita una serie de pruebas, entre las cuales repite el análisis de orina y una glucemia en ayunas. En la orina no se encuentra glucosa, pero en la glucemia basal se detectan 111 mg/dl de glucosa en plasma. Con la intención de salir de dudas el médico le comunica que debe hacerse una prueba de tolerancia oral a la glucosa. En primer lugar le comunica que tres días antes de la cita concertada para la prueba debe vigilar su ingesta de manera que sus alimentos incluyan carbohidratos (le sugiere que ingiera del orden de 150 g/día) y que evite la administración de fármacos de una lista que le entrega. En las doce horas anteriores a la prueba le indica que no debe tomar alimento, ni beber café, ni fumar, ni realizar ejercicio. Le señala, también, que en caso de padecer alguna enfermedad (gripe, infecciones en general) cambie la cita hasta 15 días después de la recuperación.

                   En el día de la prueba se presenta D. Onofre en el hospital y a las 9 de la mañana se le toma una muestra de sangre venosa, dejándole colocado una cánula para extraer con facilidad las muestras de sangre. Inmediatamente después se le hace beber, en cinco minutos, una solución con 75 g de glucosa (lo que no resultó una experiencia especialmente agradable para D. Onofre) y desde ese momento se le extrajo sangre venosa cada 30 minutos hasta cumplidas las tres horas.

                   En el día de la prueba D. Onofre tenía 20 años cumplidos, pesaba 65 kg y medía 169 cm de altura. Al comienzo de la prueba su hematócrito en sangre venosa era de 46% y el volumen de las muestras extraídas fue tan pequeño como para que su variación durante la prueba fuese insignificante. Coincidiendo con el tiempo cero y con las muestras horarias se solicitó a D. Onofre que vaciara la vejiga.

                   El objetivo de la prueba era comparar los valores de glucemia de D. Onofre con el patrón normal del laboratorio del hospital, datos que figuran en la tabla adjunta, así como los obtenidos de D. Onofre en cada extracción.

                   Se trata de transformar los valores de D. Onofre de manera que sean comparables con los normales, representar gráficamente las dos series de valores frente al tiempo y comentar los resultados obtenidos.

 

NORMAL

D.ONOFRE

Tiempo prueba

min

glucosa plasmática

mg/dl

glucosa plasmática

mmol/l

0

76

5,50

 30

110

11,00

 60

127

13,20

 90

99

11,55

120

85

9,90

150

78

8,25

180

79

6,61

Solución.

                  Deben expresarse los datos en mg/dl (ó en mmol/l). Puesto que el peso molecular de la glucosa es 180,1572 un mmol/l corresponde a 18,01572 mg/dl, multiplicando por este número cada uno de los datos del problema se llega a la tabla siguiente         

 

NORMAL

D.ONOFRE

Tiempo prueba

min

glucosa plasmática

mg/dl

glucosa plasmática

mg/dl

0

76

99,09

 30

110

198,17

 60

127

237,81

 90

99

207,18

120

85

178,36

150

78

148,63

180

79

119,08

 Interpretación.

                   La curva normal muestra un incremento de los niveles plasmáticos de glucosa que vuelven a la normalidad pasadas las dos horas. La curva de D. Onofre, que parte de un nivel ya elevado, supera los 200 mg/dl entre los treinta minutos y la hora, los niveles basales no se recuperan ni siquiera después de tres horas.

 

Figura. 13

                    La curva es sugerente de una intolerancia a la glucosa pero no resulta suficiente para diagnosticar, con seguridad, una diabetes mellitus. Se debería repetir en una nueva ocasión.


 Caso.15.

                   Suponga que D. Onofre tiene un filtrado glomerular de 122 ml/min, que el Tm para la glucosa de su riñón es 374 mg/min y que la concentración máxima alcanzada, en el caso anterior, se ha mantenido durante cinco minutos. Calcular cual habrá sido, durante esos cinco minutos, el aclaramiento de glucosa de D. Onofre.

 Solución.

                   El aclaramiento de glucosa es el flujo de plasma en el que se encuentra la glucosa urinaria. Por tanto:

Glucosa en orina= flujo de orina * [glucosa] en orina y

Glucosa en plasma "aclarado"= aclaramiento * [glucosa] en plasma, por lo tanto igualando y despejando para el aclaramiento se obtiene:

Cglucosa ml min-1 = Flujo orina ml min-1 * [glucosa]Orina mmol l-1 / [glucosa]Plasma mmol l-1

                        Con una concentración plasmática de 237,81 mg/dl y un Filtrado Glomerular de 122 ml/min la carga tubular es de 2,3781 * 122 = 290,128 mg/min. Con el Tm indicado toda la carga tubular debería de ser reabsorbida y por lo tanto el aclaramiento de glucosa será nulo ya que [glucosa]ORINA = 0

 Comentario.

                        Aunque es posible que, dada la diversidad de Tm en cada nefrona individual, aparezca algo de glucosa en la orina, con los datos disponibles no es posible saber si ocurre, ni en que proporción.


 

última revisión miércoles, 05 mayo 2010 por miguel de córdoba