HIERRO

1. INTRODUCCIÓN:

El hierro se distribuye en los compartimentos metabólicos activo y de depósito. El hierro total del organismo es aproximadamente de 3,5 g en varones adultos sanos y 2,5 en mujeres. El contenido aproximado en el depósito activo de un individuo medio es de 2.100 mg en hemoglobina, 200 mg en mioglobina, 150 mg en enzimas (hem y no hem) y 3 mg en el compartimento de transporte. El hierro se almacena en las células de los tejidos como ferritina (700 mg) y hemosiderina (400mg).

2. FUNCIONES BIOLÓGICAS:

• __Metal de transición más abundante en los seres humanos (4.2 a 6.1g).__
• Cuarto elemento más abundante en la superficie terrestre.__
• Esencial y necesario para el desarrollo de la vida.

Funciones importantes

• Transporte y almacenamiento de dioxígeno.__
• Procesos de transferencia electrónica.__
• Activación de dioxígeno y dinitrógeno.

3. ABSORCIÓN, TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DE Fe:

Los adultos solo absorben 1 mg de los aproximadamente 10 mg/día disponibles en la dieta. Esta cantidad iguala la pérdida diaria por descamación de la piel e intestino. En caso de depleción la absorción puede aumentar.-.-.El hierro que se absorbe en los alimentos, es transportado en la sangre por la transferrina y almacenado en ferritina, para ser utilizado en la síntesis de citocromos, de enzimas y otras proteínas que contienen hierro como la mioglobina y la hemoglobina y utilizada por la medula ósea para la eritropoyesis..-.-.Dado que la absorción de hierro es muy limitada, el organismo tiene un mecanismo muy conservador pasra satisfacer los requerimientos diarios: las células del sistema mononuclear fagocítico fagocitan los hematíes envejecidos; el hierro disponible es captado por la transferrina para su reutilización. El 97 % de las necesidades diarias de hierro (unos 25 mg) se satisfacen por este sistema. El otro milígramo procede de la absorción intestinal.-.-.-.Mamíferos ->Reutilización-> Reposición limitada a la dieta ->Absorción en el intestino delgado ->Paso a la sangre ->Transporte a las células de la médula ósea por la TRANSFERRINA.Paso a las células del hígado para formar METALOPROTEÍNAS ->Almacenamiento de Fe como FERRITINA.-.-.-.

TRANSFERRINA:

La transferrina o siderofilina es la proteína transportadora específica del hierro (Fe(III)- forma férrica-) en el plasma.__es sintetizada en el sistema retículo endotelial (S.R.E.), pero principalmente en el hígado. Tiene una vida media de 8 a 10 días y se encuentra en el plasma saturada con hierro en una tercera parte normalmente.__Facilitación del suministro de Fe a las células.__Pertenece a la familia de ferroproteínas (glucoproteína). Formada por una cadena simple de polipéptidos que tienen dos sitios activos por el hierro.__Exiten tres pools de hierro plasmático según su unión con el hierro: transferrina monoférrica, transferrina diférrica la transferrina apoférrica (sin hierro.

FERRITINA:

Proteína acuosoluble presente en casi todas las formas de vida.__Estructura en forma de concha con un hueco en su interior y canales hidrofílicos e hidrofóbicos.__Hueco rellenado con Fe(III) y almacenado.

Liberación de Fe

• Reducción de Fe(III) a Fe(II) y liberación por canales hidrofílicos.__
• Introducción de electrones a través de la concha protectora y reducción de Fe(III) a Fe(II).

HEMOSIDERINA:

Proteína insoluble en agua de alta relación Fe-proteína.__Derivada de la degradación controlada de la ferritina.__Se localiza fundamentalmente en el hígado y médula ósea.__Función bioquímica poco conocida.

4. TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DE DIOXÍGENO:

Sistemas de transporte:

• Hemoglobina, hemocianina y hemeritrina.

Sistemas de almacenamiento:

• Mioglobina y miohemeritrina.

HEMOGLOBINA:

Es una proteína que se encuentra en los glóbulos rojos de la sangre; corresponde a una tercera parte de su masa.__Da el color rojo a la sangre.__Su función es el transporte de oxígeno desde los pulmones a las células.__Está compuesta por cuatro monómeros polipeptídicos iguales dos a dos y cuatro grupos heme.__Cada monómero consiste en una cadena polipeptídica que engloba un grupo prostético hemo. Se conocen varios tipos de hemoglobina que difieren en los monómeros que la integran.-.-.-.-.La hemoglobina más abundante en el adulto es la hemoglobina A (o A1) que consta de dos cadenas á y dos cadenas â. Cada cadenas tiene 141 aminoácidos y cada cadena â, 146.-.-.-.Un 2% de la hemoglobina adulta es del tipo A2, con dos cadenas á y dos cadenas ä.-.-.-.-.En la etapa fetal, encontramos la hemoglobina F, con dos cadenas á y dos cadenas ã. La hemoglobina F tiene mayor afinidad por el oxígeno que la hemoglobina A, lo que permite captar el oxígeno de la sangre materna en la placenta.-.-.El grupo hemo se sitúa en una cavidad que forma la cadena polipeptídica. El hierro ferroso (Fe++) del hemo forma un complejo de coordinación con una hystidina proximal del polipétido-enlace covalente- y otras cuatro valencias las establece con los nitrógenos de la protoporfirina y la sexta con el oxígeno molecular, O2.-.-.-.-.La hemoglobina unida al oxígeno se denomina oxihemoglobina. Cada molécula de hemoglobina se une a 4 moléculas de oxígeno (8 átomos).-.-.-.-.Cuando la concentración (presión parcial del oxígeno) es elevada, el gas se une a la hemoglobina hasta saturarla. Cuando la presión parcial de O2, desciende, el gas se libera. A cada pO2, corresponde un grado de saturación de la hemoglobina.

MIOGLOBINA

Se encuentra en las células del corazón y músculos del esqueleto.__Es el almacén o depósito intracelular de O2 para liberarlo en situaciones de extrema necesidad.__La mioglobina contiene una sola cadena polipeptídica y una grupo hemo.__Su función es el transporte de O2 desde la periferia de las células hasta las mitocondrias.__La mioglobina es una proteína que se libera precozmente en el infarto agudo de miocardio (IAM), y se eleva a partir de la primera o segunda hora desde el inicio de los síntomas; alcanza su máxima concentración en suero entre las 4 y 8 horas, y vuelve a valores normales a las 12-24 horas. Sin embargo, la determinación de mioglobina presenta limitaciones en el diagnóstico del IAM por su baja cardioespecificidad, pues puede encontrarse elevada en otras patologías no cardíacas, tales como, miopatías -distrofia muscular, rabdom

iolisis, miositis, isquemia muscular-, traumatismos musculares o insuficiencia renal.__Determinación: Métodos inmunoquímicos.5. CITOCROMOS:El sistema citocrómico P450 es una superfamilia de monooxigenasas presente en animales, plantas y procariotes.__El genoma humano codifica 57 isoenzimas de esta superfamilia.__Estos enzimas están implicados en la formación (síntesis), y en la degradación (metabolismo) de varios tipos de moléculas intracelulares. Participan en la síntesis de moléculas como las hormonas esteroideas, algunos lípidos (colesterol y ácidos grasos), y ácidos para la digestión de grasas (ácidos biliares). Además, estos enzimas metabolizan moléculas externas como los medicamentos administrados.__En los mamíferos, estos enzimas se encuentran principalmente en el retículo endoplásmico y en las mitocondrias de las células hepáticas y del intestino delgado, aunque también se encuentran en otras células del organismo. Los enzimas que se encuentran en el retículo endoplásmico están destinados, principalmente, al metabolismo de las moléculas externas, por ejemplo los medicamentos, mientras que las que se encuentran en las mitocondrias participan, generalmente, en la síntesis y metabolismo de sustancias endógenas.__Los polimorfismos genéticos (variaciones) de los genes P450 pueden afectar la función de los enzimas codificados por ellos, y por lo tanto, los polimorfismos genéticos pueden repercutir en la degradación de los medicamentos administrados.-.-.-.-Según el gen implicado, y su polimorfismo, los medicamentos pueden metabolizarse de forma escasa (PM: Poor metabolizers), rápida (EM: Extensive metabolizers), o intermedia (IM: Intermediate metabolizers). Cuando un polimorfismo conlleva una metabolización escasa, el medicamento permanece activo más tiempo, y se necesita una dosificación menor para obtener el efecto deseado, mientras que si se administra una dosis normal pueden provocarse efectos colaterales indeseables. Por el contrario, cuando el polimorfismo conlleva una degradación rápida, se requiere una dosis superior para obtener los mismos efectos. Es decir, la duración de la acción de muchos medicamentos depende de su tasa de inactivación por el sistema P450, por lo la acción protectora de eliminación de sustancias exógenas (medicamentos), por parte de los enzimas citocrómicos P450, no sea siempre beneficiosas.—.-.-.Cada gen citocrómico P450 se denomina con las siglas CYP, que indica que es parte de la superfamilia de genes P450. Esas siglas son seguidas de un número que indica un grupo dentro de la familia de genes, después de una letra que representa la subfamilia, y finalmente, de un número, con o sin letra adicional, asignado al gen específico dentro de la subfamilia. Por ejemplo, el gen CYP2C19, indica que pertenece al grupo 2 de la superfamilia CYP, subfamilia C, gen 19.-.-.-.Cada una de las subfamilias de genes está implicada en la metabolización de un grupo de moléculas. Las principales familias implicadas en la metabolización de moléculas son: CYP1A2, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1 y CYP3A4,5,7.-.-.-De estos genes, los más implicados en el metabolismo de medicamentos son CYP2C9 (cromosoma 10q24.1), CYP2C19 (cromosoma 10q24.1) y CYP2D6 (cromosoma 22q13.1)..–.-CYP2C19 es un enzima de importancia clínica que metaboliza una amplia variedad de medicamentos de actividad tan variada como anticonvulsivantes, antiulcerosos, antidepresivos, antifúngicos y antipalúdicos.-.-.-Cuando existen mutaciones (polimorfismos) en su gen, provoca un metabolismo escaso (PM) de estos medicamentos..-.-Se realiza la detección de los polimorfismos de los genes CYP2C9, CYP2C19, y CYP2D6, mediante amplificación por PCR de cada uno de estos tres genes, seguida de su secuenciación.5. EVALUACIÓN DE LABORATORIO:El hierro y la capacidad de fijación del hierro (transferrina) son dos pruebas que deben practicarse porque la relación entre sus valores es importante.-.-.En general, el nivel sérico de hierro se halla entre 75 y 150 ìg/dl en los varones y entre 60 y 140 ìg/dl en mujeres. La capacidad de fijación de hierro total es de 250-450 ìg/dl. La concentración sérica de hierro disminuye en la carencia de hierro y en las enfermedades crónicas y está elevada en los procesos hemolíticos y en los síndromes de sobrecarga de hierro. Si la determinación se realiza en pacientes con tratamiento con hierro, para que sea válida, los suplementos de hierro deben suprimirse durante 24-48 horas. La transferrina está aumenta en ferropenias y reducida en la anemia de las enfermedades crónicas.5.1 DETERMINACION DE HIERRO EN SUERO O PLASMA:Utilizando técnicas fotométicas.Fundamentos del método:El hierro se libera del complejo de transferrina en medio ácido y se reduce a Fe(II) con ácido ascórbico. Seguidamente reacciona con el reactivo de color – ferene- dando un complejo de color azul que se mide a 600 nm. La absorbancia obtenida es directamente proporcional a la concentración de hierro.-.-Principio.5.2 FERRITINA SÉRICA.Se han desarrollado diferentes métodos para determinar ferritina sérica: ELISA, quimioluminiscencia, electroquimioluminiscencia e inmunoturbidimetría..-.-Fundamento: el método quimioluminiscente (IMMULITE®) es un ensayo inmunométrico en fase sólida. Utiliza un anticuerpo monoclonal murino específico para ferritina que recubre la fase sólida. La fase sólida es una microesfera de poliestireno contenida en la unidad de reacción. El anticuerpo monoclonal capta específicamente la ferritina contenida en la muestra. Un segundo anticuerpo policlonal de cabra anti-ferritina y conjugado con fosfatasa alcalina reconoce la ferritina unida. El complejo sandwich capturado en la fase sólida es revelado por la enzima sobre el sustrato generando una señal quimioluminiscente. Se realiza en equipos automatizados siguiendo el procedimiento según recomendaciones del fabricante.

.5.2 FERRITINA SÉRICA.Se han desarrollado diferentes métodos para determinar ferritina sérica: ELISA, quimioluminiscencia, electroquimioluminiscencia e inmunoturbidimetría..-.-Fundamento: el método quimioluminiscente (IMMULITE®) es un ensayo inmunométrico en fase sólida. Utiliza un anticuerpo monoclonal murino específico para ferritina que recubre la fase sólida. La fase sólida es una microesfera de poliestireno contenida en la unidad de reacción. El anticuerpo monoclonal capta específicamente la ferritina contenida en la muestra. Un segundo anticuerpo policlonal de cabra anti-ferritina y conjugado con fosfatasa alcalina reconoce la ferritina unida. El complejo sandwich capturado en la fase sólida es revelado por la enzima sobre el sustrato generando una señal quimioluminiscente. Se realiza en equipos automatizados siguiendo el procedimiento según recomendaciones del fabricante.5.3 RECEPTOR DE TRANSFERRINA SÉRICA:Refleja la demanda de hierro por parte de la célula y la actividad eritropoyética.-.-.-.Su determinación se realiza mediante inmunoturbidimetria automatizada.

TEMA OSMOMETRIA:1. INTRODUCCIÓN:Los métodos por los que las sustancias entran o salen de las células son: a) Transporte en masa:__Endocitosis: Pinocitosis y fagocitosis.__Exocitosis. b) Paso a través de la membrana plasmática:__Transporte activo.__Difusión.__Ósmosis.-.-.-.-.Las fuerzas que gobiernan estos intercambios son, principalmente, las presiones hidrostática y osmótica y para, algunos solutos que atraviesan las membranas celulares, las bombas transportadoras.-.-.-.Además, el organismo intercambia a diario con el medio exterior una cantidad de agua y solutos.2. CONCEPTO DE DIFUSIÓN, ÓSMOSIS, PRESIÓN OSMÓTICA Y OSMOLARIDAD.La DIFUSIÓN se define como el fenómeno por el cual las moléculas en estado líquido o gaseoso tienden a propagarse y alcanzar una distribución uniforme en todas las partes del espacio disponible,-.-.-.es decir, las sustancias se desplazan desde las zonas de mayor concentración hacia las zonas de menor concentración hasta obtener una disolución de concentración intermedia y obedece a la tendencia que presentan las partículas de moverse de un sitio a otro de acuerdo con su tamaño y temperatura ambiente.-.-.-.-.La difusión a través de una determinada barrera sólo tendrá lugar si esta presenta aberturas de tamaño superior al de las partículas que intentan difundir.La ÓSMOSIS (o difusión osmótica) tiene lugar cuando, en el movimiento de las partículas disueltas (proceso de difusión), interfiere la presencia de una membrana semipermeable, la cual permite el paso de agua pero no del soluto.-.-.-.La tendencia a igualar las concentraciones a ambos lados de la membrana se manifiesta por el paso de agua desde la disolución más diluida a la más concentrada.-.-.-.-.Se separa el agua pura (H2O) contenida en el recipiente, por una membrana semipermeable (representada por la línea) que permite el libre paso de H2O, pero no de un soluto como la glucosa que se agrega en el lado A.-.-.Las moléculas de agua libre de glucosa exhibirán una movilidad que les permitirá cruzar la membrana en proporción a su actividad.-.-.-.El aumento de volumen implica un incremento de la presión hidrostática. (elevación de la columna de líquido en el compartimiento que contiene la glucosa). Cuando la presión hidrostática de esta columna alcanza la presión de difusión del solvente, ambas presiones se equilibran y el flujo de agua se detendrá. A esta presión hidrostática que se opone a la fuerza osmótica del agua se le conoce como «presión osmótica«…–..–..Si volvemos al otro recipiente de la figura en el cual, en vez de añadir glucosa al lado A se agrega un soluto capaz de cruzar la membrana, como la urea, que difunde a través de la mayoría de las membranas semipermeables artificiales y biológicas, este soluto se moverá a favor de un gradiente de concentración hacia el compartimiento libre del soluto hasta alcanzar la misma concentración en ambos lados de la membrana; sin embargo, no habrá cambios de volumen de agua y no se generará presión osmótica transmembrana .PRESIÓN OSMÓTICA:Es la fuerza que impide el movimiento de agua a través de una membrana semipermeable debido a las diferencias en la concentración de los solutos a ambos lados de ésta.-.-.depende exclusivamente del número de partículas disueltas (moles) por unidad de volumen, con independencia de su carga eléctrica, peso o fórmula química..–..–..Por ejemplo, como la presión osmótica depende del número de moléculas en disolución -y no de su tamaño- una molécula de glucógeno modifica mucho menos la presión osmótica que idéntico peso pero en forma de glucosa…—…—…La osmolalidad y osmolaridad son términos que se usan para expresar concentración de solutos totales de una solución.-.La OSMOLALIDAD nos indicará el número de partículas de soluto presentes por kilogramo de agua.-.Su unidad, en medicina: miliosmoles por kilogramo de agua (mOsm/kg)..–..La OSMOLARIDAD indica el número de partículas de soluto por litro de solución.-.Su unidad, en medicina: miliosmoles por litro de solución (mOsm/L)..–..–..–..Para expresar la presión osmótica producida por el soluto se utiliza como unidad el osmol que se define como el número de partículas de soluto no disociado expresado en moles/litro o moles/Kg.3.OSMOLALIDAD DE LOS DIFERENTES COMPARTIMENTOS:El volumen y la osmolalidad de los diferentes compartimentos puede variar en forma independiente según la situación clínica, como puede verse en los siguientes ejemplos:-Si en un estado de equilibrio, con osmolaridad de LIC y LEC igual a 280 mOsm/L, se infunden por vía endovenosa (E.V.), 2 litros de suero fisiológico (NaCl 0,9%, alrededor de 282 mOsm/L), el volumen del LEC aumenta.-..-.-..-.-.Sin embargo, dado que no hay cambios en la osmolaridad, no se produce desplazamiento de agua a través de la membrana celular y la concentración de sodio plasmático (natremia, o Na en la sangre) se mantiene constante.-..-.Por lo tanto, en esta situación existe un aumento del LEC sin cambios en el volumen del LIC….—-…..—–….Si, en cambio, agregamos 2 litros de agua pura, experimentalmente, el LEC aumenta de volumen, provocando además hipotonía en este espacio (caída en la concentración de sodio o hiponatremia por dilución).-.-.Esto promueve el paso de agua al LIC, el que también se expande y reduce su osmolaridad, tendiendo a corregir el desequilibrio producido por la infusión.–…—..Finalmente, si se ingiere 25 g de NaCl (427 mEq) por vía oral, se produce un aumento de la concentración de sodio en el LEC (hipertonía o hipernatremia), por lo que sale agua desde el LIC, lo que reduce el volumen de éste en la misma proporción que aumenta el del LEC. 4.OSMOLALIDAD PLASMÁTICA:Los valores normales son 280-300 mOsmoles por litro de plasma (o 320 por litro de agua de plasma).-.-.La mayor aportación de esta osmolaridad se debe al SODIO, por lo cual los cambios en la concentración de sodio afectan a la hidratación celular.-.-. Los solutos no electrolitos (glucosa y urea) representan únicamente 10 mOsmoles, pero variaciones patológicas importantes contribuyen significativamente a aumentos en la osmolaridad.-.-.Variaciones en las concentraciones de calcio, potasio, magnesio no alteran de forma significativa la osmolaridad.-.-.-.-El plasma se congela a -0.521oC; esto equivale a una osmolaridad de 0.280 osmol/L (0.521/1.86), o sea 280 mOsmol/L.—…–.De hecho, la actividad osmótica depende de la osmolalidad, pero en la práctica, y debido a que las soluciones biológicas son muy poco concentradas, la diferencia entre ambos valores es pequeña y ambos términos se utilizan a menudo de forma indistinta.5. OSMOLALIDAD URINARIA:Su valor normal es de 100-900 mOsm/Kg.-.-.Tras una restricción de líquido de más de 12 horas, la osmolalidad, en condiciones fisiológicas, debería ascender por encima de 800 mOsm/Kg. 6.OSMOMETRÍA:Cuando un soluto se disuelve en agua modifica las propiedades del disolvente como, por ejemplo, su densidad, color, viscosidad…Algunas de estas propiedades no dependen de la naturaleza del soluto sino del NÚMERO de partículas disueltas; estas propiedades se denominan propiedades coligativas.-.-.Así, cuando se añade un soluto a un disolvente puro (por ejemplo, el agua) podemos apreciar que disminuye la temperatura de congelación respecto al disolvente puro e igualmente sucede con la presión de vapor (disminuye); la temperatura de ebullición aumenta ligeramente y, aparece una nueva propiedad en la disolución, la PRESIÓN OSMÓTICA.-.-.Estas son las cuatro PROPIEDADES COLIGATIVAS de las disoluciones.-.-.-.La OSMOMETRÍA se define como la TÉCNICA que permite la determinación de la presión osmótica de una solución, es decir, del número de partículas de soluto disueltas en una disolución siendo independiente del tamaño o carga de la molécula o el ión. Cuanto mayor sea el número de las mismas, mayor será la osmolaridad.-.-.-.-La determinación de la osmolaridad en química clínica proporciona el cálculo del número efectivo de partículas en la solución, incluso aunque no conozcamos la naturaleza ni la concentración del soluto/s disueltos.—……-.Se puede medir la osmolaridad de una solución midiendo una propiedad que se relacione matemáticamente con el número de partículas en solución (propiedad coligativa) y comparando este valor con el solvente puro.-.-.-.-.Las propiedades coligativas son el punto de congelación, el punto de ebullición, la presión de vapor y la presión osmótica.—..A medida que aumenta el número de partículas disueltas se produce una modificación de tipo lineal en las propiedades coligativas de la disolución. Estas modificaciones son: —menor punto de congelación, – mayor punto de ebullición,-aumento de la presión osmótica y – menor presión de vapor respecto al disolvente puro.-.-.-.-Debido a que el solvente del plasma y la orina es el agua, podemos determinar el número de partículas de una muestra mediante la comparación del valor de una propiedad coligativa de la muestra con el agua pura.-.-_-.El aparato utilizado para medir la osmolalidad es el OSMÓMETRO y según en la propiedad coligativa en que se basa tenemos: __Osmómetro de punto de congelación o crioscopio __Osmómetro de presión de vapor o de punto de condensación….—-.El primero de ellos se basa en la disminución del punto de congelación en 1,858º C cuando se agrega 1 mol de soluto a un Kg de agua.-.-.-El aparato consiste en un baño para congelar la muestra y un termistor (un sistema cuya resistencia eléctrica disminuye al reducirse la temperatura).-.-.-.Es una técnica muy exacta -precisión de 0,3 %- y fácil de calibrar.-.-.-El segundo mide la disminución del punto de condensación del vapor, es decir el vapor en equilibrio con la solución que se desea medir-.-.-.-.La osmolaridad plasmática puede medirse mediante un osmómetro o bien calcularse sumando las concentraciones molares de los solutos osmolares más activos que podemos encontrar en él, es decir, las concentraciones de sodio, cloro, glucosa y urea (los principales solutos del líquido extracelular). La fórmula más utilizada es:—..mOsm/L de H20 calculada = 1,86 [Na+] + Glucosa(mgr/L)/18 + BUN(mgr/L) / 2,8.-.-.La concentración de sodio se expresa en miliequivalentes por litro (mEq/L).-.-.La concentración de sodio se duplica para incluir la contribución osmótica del cloruro. la concentración de glucosa y nitrógeno ureico en sangre (BUN) están divididas por los pesos atómicos (180 y 28 respectivamente) divididos por 10, para convertir las concentraciones de mg/dL a mOsm/kg H2O.

8. UTILIDAD CLÍNICA:la principal utilidad de la osmometría para usos clínicos son:-a) Valoración inicial de la capacidad de concentración renal.b) Vigilancia de la evolución de una enfermedad renal. c) Evaluación del estado de hidratación (equilibrio de líquidos y electrolitos). d) Vigilancia del tratamiento con líquidos y electrólitos. e) Valoración de la secreción y respuesta renal a la ADH. f) Detección de la ingestión de alcohol en pacientes comatosos.