Facultad de Medicina
Carrera de Bioquímica Clinica
Manual de prácticas de Laboratorio de Bioquímica Clínica III Plan: B011
Cód. asignatura: Q0224-05
Nivel: Q108-07-70 Versión: 2.0 Página 42 de 157
PRÁCTICA 5 – MÉTODOS DE EVALUACIÓN DE ELECTROLITOS 1. Objetivo • •
Establecer las diferencias y desventajas de los diferentes métodos analíticos existentes para determinar la concentración de electrolitos en fluidos corporales. Aplicar metodologías analíticas disponibles localmente para la determinación de electrolitos en sangre humana respetando las recomendaciones nacionales o internacionales para su aplicación.
2. Resultados de aprendizaje esperados •
Describir los procesos fisiológicos y fisiopatológicos de la función ósea, del equilibrio hidroelectrolítico, a sistema endócrino, aparato genital masculino, femenino y drogas de abuso en base a referentes teóricos.
•
Seleccionar el método de análisis más adecuado para la determinación de marcadores óseos, electrolitos, gases sanguíneos, hormonas, marcadores tumorales y drogas de abuso, teniendo en cuenta las características técnicas de cada uno de ellos.
•
Correlacionar los resultados de laboratorio con el estado de salud del paciente de acuerdo con lo descrito en la literatura médica.
3. Fundamento teórico 3.1 Introducción El cuerpo humano, en condiciones normales, mantiene un equilibrio (homeostasis) interno entre todos los compartimientos de líquidos presentes en el organismo. Para conseguir este equilibrio, la cantidad de agua corporal juega un papel importante, al igual que la cantidad de solutos que se encuentras en ella. Este balance, es controlado por un conjunto de mecanismos como: función renal, sistema circulatorio, ingesta, balance hormonal y pH sanguíneo. Los solutos presentes en el agua corporal permiten un equilibrio osmótico, el mismo que será analizado más adelante. 3.2 Compartimientos corporales Aproximadamente el 60% de la masa corporal se compone de líquido, con soluciones que contiene solutos. Con este principio podemos dividir el organismo en dos grandes compartimientos: Elaboró:
Máster Oscar Puente
Revisó:
Dr. Santiago Escalante
Aprobó:
Dr. Santiago Escalante
Cargo: Fecha
Docente 11/08/2020
Cargo: Fecha:
Coordinador Carrera 20/08/2020
Cargo: Fecha:
Coordinador Carrera 20/08/2020
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Carrera de Bioquímica Clinica
Manual de prácticas de Laboratorio de Bioquímica Clínica III Plan: B011
Cód. asignatura: Q0224-05
Nivel: Q108-07-70 Versión: 2.0 Página 43 de 157
1. LEC - líquido extracelular 2. LIC – líquido intracelular Para que el agua fluya entre estos dos espacios, existen canales específicos para el agua a través de las membranas (familia de las proteínas denominadas acuaporinas) de acuerdo con lo establecido por las fuerzas osmóticas, de este modo, la relación solutos y agua (osmolalidad) en el LEC y LIC se mantiene muy cerca de la normalidad aun cuando la composición de solutos principales difiere entre ambos. Para entender de mejor forma este tema, es preciso diferenciar que el LEC – líquido extracelular se puede dividir en dos compartimientos: a. LIV - líquido intravascular - 3,5 litros – 25% b. LIS – líquido extravascular – intersticial – 10,5 litros – 75% Entre estos dos compartimientos, las concentraciones de solutos, electrolitos y no coloides son muy cercanos en equivalencia, pero la concentración de proteínas osmóticas coloidales, en su mayoría como albúmina y globulinas es más elevado en el compartimiento intravascular. Los gradientes de presión opuestos, el hidráulico transcapilar y el coloidosmótico (Fuerzas de Starling) favorecen la trasudación neta de líquido del compartimiento intravascular al intersticial. Desde el punto de vista de la medicina del laboratorio, la determinación de sodio, potasio, cloro y sus fracciones excretadas en orina, nos permiten determinar un balance de estos metabolitos; de la misma manera, la pérdida de esta homeostasia podría originar circunstancias patológicas como: hipovolemia o hipervolemia (a causa de desequilibrio híbrido) y estados de hipernatremia o hiponatremia (a causa de la concentración de sodio). Esta última causa, es más frecuente en paciente hospitalizados representando un 15 al 20%, debido a condiciones de edad o de tratamiento por infusión de medicamentos o soluciones parenterales oncóticas. Los electrolitos con mayor implicancia clínica son: • • •
Cationes: Ca+2, Mg+2, Na+, K+ Aniones: Cl -, HCO3 -, H2PO4 -, HPO4 -2, SO4 -2 Formas ácidas: ácido láctico (lactato) y ácido pirúvico (piruvato)
Su forma de reporte es en miliequivalente x litro (mEq/L).
Elaboró:
Máster Oscar Puente
Revisó:
Dr. Santiago Escalante
Aprobó:
Dr. Santiago Escalante
Cargo: Fecha
Docente 11/08/2020
Cargo: Fecha:
Coordinador Carrera 20/08/2020
Cargo: Fecha:
Coordinador Carrera 20/08/2020
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Carrera de Bioquímica Clinica
Manual de prácticas de Laboratorio de Bioquímica Clínica III Plan: B011
Cód. asignatura: Q0224-05
Nivel: Q108-07-70 Versión: 2.0 Página 44 de 157
4. Actividades prácticas Para abordar este tema, se desarrollará una actividad práctico-experimental en el EVA, por lo tanto, debemos realizar una lectura comprensiva y crítica de la información proporcionada a continuación. 4.1 Método para determinar electrolitos Para la determinación de electrolitos a nivel clínico se usan varias metodologías, sin embargo, la que es considerada como método de referencia es la absorción atómica. A continuación, detallamos los métodos más usados para la determinación de electrolitos: a. b. c. d.
Métodos enzimáticos o colorimétricos Espectrofotometría de absorción atómica Espectrofotometría de emisión de llama Potenciometría, ISE - electrodos ion-selectivos
En nuestra práctica, vamos a usar el método del Azul de Xilidil, el cual requiere de un ambiente alcalino para formar un complejo que generará un compuesto de color azul, el cual es directamente proporcional a la concentración de magnesio en las muestras. 4.1.1
Métodos enzimáticos
A nivel de laboratorio clínico, los métodos enzimáticos pueden ser empleados en la determinación de la actividad enzimática que necesitan ciertos electrolitos para ser activos. En el caso de los métodos colorimétricos, se busca la precipitación del ion (por ejemplo, Sodio) con acetato de uranilo en presencia de iones de magnesio y esta forma un complejo de color café amarilloso es proporcional a la concentración de sodio en las muestras de suero humano. 4.1.2
Espectrofotometría de absorción atómica
Es el método de referencia para analizar iones de: • • • •
Ca+2 Mg+2 Cobre Zinc
El fundamento de la espectrofotometría de absorción atómica es la absorción de radiación magnética por los átomos no excitados en la llama.
Elaboró:
Máster Oscar Puente
Revisó:
Dr. Santiago Escalante
Aprobó:
Dr. Santiago Escalante
Cargo: Fecha
Docente 11/08/2020
Cargo: Fecha:
Coordinador Carrera 20/08/2020
Cargo: Fecha:
Coordinador Carrera 20/08/2020
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Carrera de BioquĂmica Clinica
Manual de prĂĄcticas de Laboratorio de BioquĂmica ClĂnica III Plan: B011
CĂłd. asignatura: Q0224-05
Nivel: Q108-07-70 VersiĂłn: 2.0 PĂĄgina 45 de 157
La radiaciĂłn electromagnĂŠtica consiste en una longitud de onda muy especĂfica que se produce a partir de una lĂĄmpara de cĂĄtodo hueco (constituida por el mismo metal que se analiza). El espectrofotĂłmetro de absorciĂłn atĂłmica posee un atomizador de la muestra, que la dispersa hacia la llama. En la llama, los gases reductores transforman los iones metĂĄlicos en ĂĄtomos neutros. 2đ?‘’ − đ?‘€++ đ?‘€0 CatiĂłn divalente
de gases reductores
metal divalente (estado basal)
Los ĂĄtomos en estado basal absorben la energĂa electromagnĂŠtica de la lĂĄmpara y efectĂşan transiciones electrĂłnicas del estado basal al excitado. Las radiaciones electromagnĂŠticas que se transmiten y que no son absorbidas llegan al monocromador. Por Ăşltimo, el detector determina la reducciĂłn de intensidad luminosa del haz que procede de la lĂĄmpara de cĂĄtodo hueco. La disminuciĂłn de intensidad serĂĄ proporcional a la concentraciĂłn del metal en la muestra. La espectrofotometrĂa de absorciĂłn de atĂłmica es una tĂŠcnica muy sensible (mĂĄs que la espectrofotometrĂa de emisiĂłn de llama) puesto que a la temperatura de la llama el 99.99% de los ĂĄtomos se encuentra en estado basal.
4.1.3
EspectrofotometrĂa de emisiĂłn de llama
Es el mÊtodo de referencia para analizar iones de fluidos corporales que pertenecen al grupo IA de la tabla periódica de los elementos: • • •
Na+ K+ Li+
En la fotometrĂa de emisiĂłn de llama se mide la radiaciĂłn electromagnĂŠtica que emite una pequeĂąa fracciĂłn de los ĂĄtomos excitados de la muestra en la llama. En la espectrofotometrĂa de emisiĂłn de llama, la llama cumple dos funciones: a. Sus gases reductores transforman iones metĂĄlicos (M+) en ĂĄtomos neutros (Mo). b. Proporcionar la energĂa tĂŠrmica necesaria para la transiciĂłn de los electrones de unos orbitales a otros de energĂa superior (ej. de s a p) favoreciendo por tanto los estados excitados (Mo*). El paso del estado excitado al estado basal conlleva una emisiĂłn luminosa de una longitud de onda caracterĂstica para cada elemento.
ElaborĂł:
MĂĄster Oscar Puente
RevisĂł:
Dr. Santiago Escalante
AprobĂł:
Dr. Santiago Escalante
Cargo: Fecha
Docente 11/08/2020
Cargo: Fecha:
Coordinador Carrera 20/08/2020
Cargo: Fecha:
Coordinador Carrera 20/08/2020
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Carrera de Bioquímica Clinica
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Cód. asignatura: Q0224-05
Nivel: Q108-07-70 Versión: 2.0 Página 46 de 157
Para calcular la concentración del ion se compara la intensidad de luz emitida con la intensidad de luz emitida por una solución de concentración conocida de electrolito (estándar externo). Además, existe un estándar interno que se aspira a velocidad fija y que sirve para minimizar las alteraciones que pueden tener lugar, por ejemplo, por fluctuaciones en la temperatura de la llama.
4.1.4
Potenciometría, ISE - electrodos ion-selectivos
Los electrodos ion selectivos son electrodos indicadores con un mecanismo de selección asociado a la membrana que los hace sensibles sólo a variaciones de potencial debidas a la concentración de un determinado ion (Principio de potenciometría). Aunque no es preciso, podríamos decir que el ISE es “permeable” frente a un ion concreto, realmente se encuentra entre dos disoluciones de diferente concentración: una de las disoluciones es una solución interna con una concentración fija del ion a medir y la otra solución es la muestra problema. El ion se une a la cara de la membrana en la que la concentración es menor y se libera en la cara contraria generando un potencial. Los principales tipos de ISE son: a. Electrodos de vidrio: contienen puntos aniónicos que atraen y fijan determinados cationes, cambiando la composición del vidrio se consigue variar la selectividad. Ejemplo: el utilizado para medir el pH o sodio. b. Electrodos de membranas cristalinas: existen materiales que contienen huecos catiónicos para acomodar aniones de tamaño y carga adecuados. Ejemplo: electrodo con membrana de fluoruro de lantano para la determinación del ion fluoruro. c. Electrodos de membrana líquida: membrana con un soporte sólido inerte al que se sitúa un intercambiador iónico que penetra en los poros y es responsable de la selectividad. Ejemplo: electrodo de potasio con membrana de valinomicina. Los analizadores automáticos de electrolitos suelen tener ISE y las mediciones con éstos pueden ser directas (sin dilución previa de la muestra) o indirectas (con dilución previa de la muestra). Para el caso de los métodos indirectos, se pueden producir interferencias por afecciones como hiperlipidemia e hipoproteinemia.
Elaboró:
Máster Oscar Puente
Revisó:
Dr. Santiago Escalante
Aprobó:
Dr. Santiago Escalante
Cargo: Fecha
Docente 11/08/2020
Cargo: Fecha:
Coordinador Carrera 20/08/2020
Cargo: Fecha:
Coordinador Carrera 20/08/2020
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Carrera de Bioquímica Clinica
Nivel: Q108-07-70
Manual de prácticas de Laboratorio de Bioquímica Clínica III Plan: B011
Cód. asignatura: Q0224-05
Versión: 2.0 Página 47 de 157
5. Cálculos y/o resultados Esta sección no incluye cálculos.
6. Conclusiones y recomendaciones Al final de la práctica, el alumno deberá demostrar: • •
Conocimiento sobre los métodos existentes a nivel de laboratorio clínico para la determinación de electrolitos en nuestras biológicas. Detectar ventajas y desventajas de los diferentes métodos analíticos para la cuantificación de electrolitos disponibles en Ecuador y en los laboratorios clínicos locales.
7. Anexos relacionados
Clínica_de_líquidos_y _electrolitos.pdf
8. Bibliografía Carrillo, E. R., & Cuenca, D. J. F. (Eds.). (2009). Clínica de líquidos y electrolitos. Retrieved from https://ebookcentral.proquest.com Gaw, A. (2015). Bioquímica Clínica - Texto a atlas a color (5tq ed.). Barcelona: ELSEVIER.
Elaboró:
Máster Oscar Puente
Revisó:
Dr. Santiago Escalante
Aprobó:
Dr. Santiago Escalante
Cargo: Fecha
Docente 11/08/2020
Cargo: Fecha:
Coordinador Carrera 20/08/2020
Cargo: Fecha:
Coordinador Carrera 20/08/2020