PRÁCTICA 9 – INTEGRACIÓN Y
REGULACIÓN DEL METABOLISMO RELACION DE EXPERIMENTOS 1. Determinación de glucosa en sangre total 2. Determinación de glucosa en orina 3. Determinación de cuerpos cetónicos en orina 4. Curva de tolerancia a la glucosa INTRODUCCION
El metabolismo intermediario de Carbohidratos, Lípidos, Proteínas (aminoácidos), así como de otros compuestos, es por lo general considerado por separado; separado; sin embargo, estos procesos ocurren en nuestro organismo en forma concertada, esta integración exquisitamente regulada, es la que permite a cada célula llevar a cabo sus funciones bioquímicas y sin duda, de esta íntima y armoniosa organización dependerá la función integrada de todas las células que conforman un organismo, caso contrario sobrevendrá una enfermedad. Un aspecto muy interesante en la regulación del metabolismo celular corresponde a la participación de las hormonas que son sintetizadas en Glándulas, secretadas a la sangre y luego transportadas hasta alcanzar sus células “blanco”, donde pr evia evia interacción con sus receptores ejercerán sus efectos regulatorios fundamentalmente fundamentalmente a través tr avés de:
Activación y desactivación de enzimas ya existentes en las células “blanco”, a
través de segundos mensajeros. Inducción de la síntesis de enzimas o alguna otra proteína.
En esta práctica centraremos nuestra atención en algunas acciones metabólicas de la insulina usando como modelo experimental el estado diabético. La Diabetes Mellitus es una enfermedad producida por la carencia relativa o absoluta de Insulina en el organismo, se conoce dos tipos de esta enfermedad. La Diabetes tiop I o Insulina Dependiente y la Diabetes tipo II o Insulino No Dependiente. Hay varias diferencias en cuanto a la etiopatología y alteraciones metabólicas entre los dos tipos mencionados; mencionados; pero, lo que caracteriza a cada una de ellas y les da el nombre es el hecho de que en la Diabetes tipo I, la causa primaria es un defecto o destrucción de las células beta de los islotes de Langerhans del Páncreas, productores de Insulina, y el paciente sólo se alivia con la administración de Insulina. En la Diabetes tipo II, la causa primaria es un defecto en la respuesta a Insulina, aquí el paciente alivia sus síntomas por administración de antidiabéticos que estimulan la secreción de Insulina por las células Beta del Páncreas y raramente hacen cetosis, además este tipo II de diabetes aparece en épocas tardías de la vida (después de los cuarenta años) y la herencia juega un rol importante. En cambio, en la Diabetes tipo I, la cetosis es común y aparece en etapas tempranas de la vida niñez o juventud.
La tabla resume las características más importantes de ambos tipos de Diabetes. Hay muchas sustancias que pueden producir los síntomas diabéticos, cuando son administrados al organismo debido a que pueden producir deterioro o destrucción de las células del páncreas con el consiguiente defecto en la síntesis y liberación de Insulina. El Aloxano (2.4.5.6 tetraoxipirimidina o pirimidina tetrona), causa daño permanente a las células beta de los islotes de Langerhans, produciéndose un cuadro de Diabetes Mellitus, a mayores dosis también es hepatotóxico. TABLA I: CARACTERÍSTICAS DISTINTIVAS ENTRE LA DIABETES MELLITUS INSULINO DEPENDIENTE (TIPO I) Y LA DIABETES MELLITUS INSULINO NO DEPENDIENTE (TIPO II). CARACTERISTICAS
DIABETES TIPO I
DIABETES TIPO II
Edad de inicio Cetosis Peso corporal Prevalencia Anticuerpos contra islotes Complicaciones Secreción de insulina Tratamiento con insulina Resistencia a la insulina
Menos de 30 años Común No obeso 0,2 – 0,3% Si Frecuentes Casi nula o nula Impresindible Ocasional
Más de 40 años Raro Obeso (80%) 2 – 4 % No Frecuentes Normal o casi normal No es necesario Usual
La estreptozotoxina es un antibiótico de amplio espectro, obtenido por el Streptomyceachromogenes, y que produce necrosis de las células beta del páncreas y su acción es más selectiva sobre dichas células que el aloxano, razón por la cual ahora se usa más en Diabetes Experimental. Otra sustancia con capacidad de producir diabetes por afectar a las células beta de los islotes de Langerhans son el ácido dehidroascórbico, la 8-hidroxiquimolina, la ditizona y otras quimolinas; pero, su acción diabetogénica es menos pronunciada y menos específica que el aloxano y estreptozotocina. EXPERIMENTO 1 DETERMINACION DE LA GLICEMIA OBJETIVO
Determinar la concentración de glucosa en sangre de un paciente, utilizando el método colorimétrico (Nelson y Somogy).* FUNDAMENTO
El filtrado libre de proteínas se calienta en presencia de una solución cúprico-alcalina (Cu++) obteniéndose la reducción del cobre a CuO (Cu +), el cual actúa luego sobre arsenomolibdato produciéndose un complejo de molibdeno reducido de color azul, cuya intensidad se mide en el fotocolorímetro. PROCEDIMIENTO
El uso de este método requiere de desproteinización de la muestra de sangre total, a fin de evitar la interferencia en las reacciones que dependen únicamente de glucosa.
Desproteinizado: En un tubo de ensayo medir, cuidadosamente los siguientes componentes
de la mezcla, teniendo cuidado de no carbonizar la muestra, para ello mezclar suavemente y esperar al menos 30 segundos, antes de agregar el siguiente. 3.0 ml de NaCl 0,9% 0,2 ml de Sangre total 0,4 ml de Sulfato de zinc al 5% 0,4 ml de Hidróxido de Bario al 0,3% Dejar en reposo por 5 minutos, luego filtrar o centrifugar para recuperar el filtrado libre de proteínas. Determinación Colorimétrica: En un tubo Folin Wo, medir lo siguiente:
1. 2. 3. 4. 5.
Un mililitro de filtrado libre de proteínas Un mililitro de reactivo cúprico alcalino Mezclar y calentar en baño maría hirviente por 15 minutos Enfriar en agua corriente y luego añadir: 1 ml de reactivo arseno molibdato Mezclar suavemente y añadir agua destilada hasta la marca 25 ml, mezclar por inversión, dejar en reposo por 5 minutos y leer en el fotocolorímetro con filtro verde. 6. Prepare un Blanco usando 1 ml de agua destilada en lugar del filtrado (paso 1). 7. Prepare un Estándar de glucosa 50 ug/ ml; proceder como el filtrado libre de proteínas (paso 1). R ESULTADOS DETERMINACION CUANTITATIVA DE GLUCOSA EN SANGRE TOTAL
ABSORBANCIA BRUTA
RESULTADOS
ABSORBANCIA NETA
CONCENTRACIÓN
(***)
BLANCO
0.029
ESTANDAR
0.171
0.142
50 ug/ ml
100%
MUESTRA A
0.227
0.198
50 ug/ ml
139.4
MUESTRA B
0.082
0.053
50 ug/ ml
37.3
MUESTRA C
ESTIMAR EL FACTOR DE CALIBRACIÓN PORCENTUAL
(***) Anote en Resultados: (A) si el valor esta aumentado, (N) si el valor es normal y (D) si el valor esta disminuido, comparado con el valor normal para el método y la población.
EXPERIMENTO 2 DETERMINACION DE GLUCOSURIA OBJETIVO
Determinar la concentración de glucosa en orina utilizando la prueba de Benedict. FUNDAMENTO
Agentes reductores como los monosacáridos (Glucosa) en presencia de Hidróxido de Cobre en medio alcalino, generan la reducción del cobre proporcionalmente a la concentración existente del agente. PROCEDIMIENTO
1. 2. 3. 4.
Colocar 5 ml de reactivo de Benedict en un tubo de ensayo. Añadir VIII gotas de muestra de orina, mezclar bien. Incubar en baño maria hirviente durante 3 minutos. Anotar el resultado explicando lo observado.
R ESULTADOS
Evalúe los resultados en cruces: Azul turquesa (0)-Verde(+)-Amarillo(++)-Naranja(+++)-Precipitado rojo ladrillo(++++)
Muestra 1 Muestra 2
Evaluación ( ++++) ( ++++)
Observación NORMAL NORMAL
En observación coloque: Orina Normal o Glucosuria. EXPERIMENTO 3 DETERMINACION CUALITATIVA DE CETONURIA OBJETIVO
Identificar la Cualitativamente, la presencia de cuerpos cetónicos en orina, a través de una reacción de color. FUNDAMENTO
El Nitroprusiato de Sodio en medio alcalino, forma un complejo de color violeta – morado, en contacto con Acetoacetato y Acetona, la prueba es positiva si el color aparece en pocos segundos. PROCEDIMIENTO
1. En una luna de reloj colocar unos mg de polvos de nitroprusiato sódico, en medio alcalino. 2. Colocar unas gotas de la orina a estudiar. 3. Esperar un minuto y observar 4. La aparición de color violeta-morado da positividad a la reacción, por la presencia de Cuerpos cetónicos.
RESULTADOS
Muestra 1 Muestra 2
(++) (+++)
OBSERVACIÓN
NORMAL GLUCOSURIA
EXPERIMENTO 4. OBJETIVO
Estimar las variaciones de la glicemia luego de la administración de una descarga de glucosa. PROCEDIMIENTO
Seguiremos el procedimiento recomendado por la Asociación Americana de Diabetes, con las modificaciones propuestas por el “Nacional Diabetes Data Group”.
1. Indicar al paciente que en los días previos a la prueba, haga una dieta sin restricción alguna, pero que contenga por lo menos 150 g de carbohidratos por día. 2. La prueba se realiza en la mañana, después de 10 a 16 horas de ayuno, al que sólo se le permitirá la ingesta de agua. 3. Se obtiene una muestra de sangre en ayunas para hacer la primera determinación de glicemia. 4. Se disuelva 75 gramos de glucosa en agua y se administra al paciente por vía oral. 5. Se retiran muestras de sangre del paciente cada 30 minutos hasta completar tres horas. R ESULTADOS
Se practicó la prueba en un paciente aparentemente normal (control) y en un paciente que en una determinación de glicemia en ayunas se encontró 137mg%. Las determinaciones de glicemia se hicieron por el método de Somogy Nelson. Luego de practicadas las lecturas se hicieron los cálculos correspondientes de la glucosa plasmática, obteniéndose lo siguiente Tiempo Control Paciente Glucosa mg% Glucosa mg% Basal 87 148 30 min 115 220 60 min 121 256 90 min 94 297 120 min 76 288 180 min 85 275 Con los resultados mostrados en la Tabla anterior construya en el siguiente espacio de papel milimetrado las curvas correspondientes, anotando en el eje vertical las concentraciones de glucosa sanguínea y en el horizontal los tiempos respectivos.
INTERPRETACION Los resultados obtenidos en la primera experiencia de las muestras AyB nos indicant que la muestra A, sufre hiperglicemia y la muestra B nos da como resultado que sufre de hipoglicemia.
INTERROGANTES
1.
Explique el mecanismo por el que se produce cetonúria en el estado diabético.
La diabetes es una enfermedad metabólica relacionada fundamenfalmente con la insuficiencia insulínica. Esta insuficiencia no responde a un mecanismo patogénico único conocido y aceptado por todos. En su producción pueden intervenir distintos factores etiopatogénicos, algunos de los cuales son bien conocidos, pero otros han escapado a las investigaciones clínicas, biológicas y experimentales.
2.
¿Qué función cumple la insulina?
3.
La insulina es una hormona principal que regula el metabolismo de secretada por las β-células de los islotes de Langerhans del páncreas. La principal función de la insulina es contrarrestar la acción concertada de varias hormonas generadoras de hiperglicemia y para mantener bajos los niveles de glucosa en sangre. ¿Qué células dependen de Insulina para ingresar la glucosa?
El ingreso de la glucosa a las células se realiza mediante dos tipos de proteínas acarreadoras: los transportadores de glucosa asociados a sodio (SGLT) y los sistemas facilitadores del transporte de glucosa (GLUT). Los transportadores de la glucosa SGLT y GLUT participan en el control hormonal del metabolismo al ser mediadores de la entrada, utilización y almacenamiento de la glucosa. Permiten un transporte de la glucosa altamente regulado al expresarse de manera diferencial en los tejidos y al depender de estímulos humorales diversos para regular su función
4.
Cuáles vías activa Insulina?
La insulina es sintetizada y almacenada en el cuerpo en forma de un hexámero, es decir, una unidad compuesta por seis insulinas, mientras que su forma activa es la de una hormona monomérica, es decir, la molécula de insulina sola.
Insulina Activa Glucolisis
Glucogenogenesis Sintesis De Ac.Grasos Inh. La cetogenesis 5.
Hexoquinasa Fosfofructoquinasa 1 Piruvato quinasa Glucogeno Sintasa Acetil Carboxilasa Lipasa lipoproteica TG y Ac.Grasos
cuáles vías inactiva Insulina?
Seis moléculas de insulina permanecen inactivas por largo tiempo en su forma hexamérica, como forma de almacenamiento de disponibilidad rápida y protección de la altamente reactiva molécula de insulina. Dentro del aparato de Golgi, la proinsulina es enviada al interior de vesículas secretoras y de almacenamiento ricas en Zn2+ y Ca2+.
Insulina Inactiva Gluconeogenesis Glucogenolisis Inh. Lipolisis
6.
Piruvato Carboxilasa Glucogeno Fosforilasa Lipasa sensible a hormonas
¿Cómo se explica la hiperglicemia y glucosuria que presentan los diabéticos tipo II?
La hiperglucemia es el término técnico que utilizamos para referirnos a los altos niveles de azúcar en la sangre. El alto nivel de glucemia aparece cuando el organismo no cuenta con la suficiente cantidad de insulina o cuando la cantidad de insulina es muy escasa. La hiperglucemia también se presenta cuando el organismo no puede utilizar la insulina adecuadamente. La diabetes tipo 2 es la forma más común de diabetes Es una enfermedad que dura toda la vida (crónica) en la cual hay un alto nivel de azúcar (glucosa) en la sangre.
7.
¿En qué casos se indica la prueba de tolerancia a la glucosa?
8.
La prueba de tolerancia a la glucosa es un examen para verificar la forma en que el cuerpo logra introducir la glucosa de la sangre a las células. El examen generalmente se utiliza para probar para la diabetes, resistencia a la insulina e hipoglucemia reactiva y algunas veces acromegalia, o trastornos raros del metabolismo de carbohidratos. ¿Qué importancia tiene la HEMOGLOBINA GLICASADA, en el estudio de la Diabetes?
La hemoglobina glucosilada es un parámetro que refleja cómo ha sido el control de la diabetes los meses anteriores a la realización del análisis. Su determinación permite contar con un dato objetivo que con una sola cifra nos informa de la glucemia media de los 3 meses anteriores. Cuando se mide la fracción A1c y se emplea el llamado “estándar DCCT”, método que utilizan la mayoría de los laboratorios, el rango normal es 4-6 %. En los últimos tiempos tiende a ofrecerse también la glucemia media equivalente. Por ejemplo, una A1c de 7 %, que muchas veces se considera el objetivo a alcanzar, representaría una glucemia media de 154 mg/dl, mientras que 6 %, el límite superior del rango normal, equivaldría a 126 mg/dl. Cada punto de A1c equivale a 28-29 mg/dl. Aunque es verdad que en ciertos pacientes no existe la misma correlación y que una cifra determinada de hemoglobina glucosilada puede equivaler a una glucemia media más elevada o más baja, incluso en estos casos sigue siendo una medida útil ya que la monitorización de la evolución de la glucosilada nos dirá si e l paciente está mejorando o empeorando. La importancia de la hemoglobina glucosilada la reconocen todas las principales sociedades científicas. La Asociación Americana de Diabetes recomienda medir la A1c al menos dos veces al año en pacientes que cumplen con los objetivos de control y que están en situación estable, ascendiendo a una determinación trimestral para los que estén descontrolados o en los que se modifique el tratamiento. Algunas situaciones, como por ejemplo el embarazo, pueden aconsejar incluso una mayor frecuencia de determinación.
