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Trabajo de
investigación
Fisiopatología Sindromática
Sección 3
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
Facultad de Medicina/Cd. Mendoza
Dr. Marco Antonio Rodríguez López
T a n i a M o r á n V i l l a n...
La hiperlipoproteinemia Tipo
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Hipolipoproteinemia…………………..………
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Trastornos del metabolismo de la galactosa Página 27
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Atendiendo a las manifestaciones clínicas, a los criterios de diagnósti...
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Glucogenosis tipo IV, enfermedad de Andersen o amilopectinosis
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Fisiopatología. Alteraciones en el Metabolismo y Nutrición

  1. 1. Trabajo de investigación Fisiopatología Sindromática Sección 3
  2. 2. UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de Medicina/Cd. Mendoza Dr. Marco Antonio Rodríguez López T a n i a M o r á n V i l l a n u e v a INDICE METABOLISMO ALTERACIONES DEL EQUILIBRIO ÁCIDO-BÁSICO Consideraciones fisiológicas…………………......…Pág.1 Acidosis metabólica……………………………………….P ág.9 Alcalosis metabólica…………………….………………Pág 18 Acidosis respiratoria……………………………………Pág .21 Alcalosis respiratoria……………………………………Pág .23 ALTERACIONES DEL METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO Trastornos del metabolismo del glucógeno…………………………………………. .……….Pág.21 Trastornos del metabolismo de la galactosa……………………………..…………… ………….Pág.27 Trastornos del metabolismo de la fructosa…………………………………………… ….………..Pág.30 Otras alteraciones del metabolismo de los hidratos de carbono……………………………………Pág.32 ALTERACIONES DEL METABOLISMO DE LOS LIPIDOS Hiperlipidemia…………………………………… ………..Pág.35 Hiperlipidemias Hereditarias………………………Pág.37 La hiperlipoproteinemia Tipo 1 (hiperquilomicronemia familiar)……..…………Pág.37 La hiperlipoproteinemia Tipo 2 (hipercolesterolemia familiar)………………….…Pág.37 La hiperlipoproteinemia Tipo 3…………………Pág.38 La hiperlipoproteinemia Tipo 4…………………Pág.38
  3. 3. La hiperlipoproteinemia Tipo 5…………………Pág.38 Hipolipoproteinemia…………………..……… ………Pág.39 Lipidosis…………………………………………… ………..…Pág.39 Enfermedad de Gaucher…………………………...Pág.39 Enfermedad de Niemann- Pick……………...…..Pág.40 Enfermedad de Fabry…………………………...……Pág.41 Enfermedad de Wolman……………………..…….Pág.41 Xantomatosis cerebrotendinosa….……..…….Pág.41 Sitosterolemia………………………………….… ……..…Pág.42 Enfermedad de Refsum…………………………...…Pág.42 Enfermedad de Tay- Sachs……………………...….Pág.42 Esteatosis Hepática……………………………..……...Pág.4 2 Colesterol………………………………………… ……..…...Pág.43 ALTERACIONES DEL METABOLISMO DE LAS PROTEINAS Aminoacidopatías por bloqueo metabólico………………………………………… ………….Pág.45 Aminoacidopatías por defecto de transporte………………………………………… …….…....Pág.46 NUTRICION OBESIDAD ANOREXIA NERVIOSA BULIMIA MALNUTRICIÓN PROTEICOENERGÉTICA Diferencias entre el marasmo y el kwashiorkor……………………………………… …………Pág.71 BIBLIOGRAFÍA
  4. 4. FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA Tania Morán Villanueva METABOLISM O
  5. 5. UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de Medicina/Cd. Mendoza FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA | Tania Morán Villanueva 1 ALTERACIONES DEL EQUILIBRIO ÁCIDO-BÁSICO Consideraciones fisiológicas Página 1 Acidosis metabólica Página 9 Alcalosis metabólica Página 18 Acidosis respiratoria Página 21 Alcalosis respiratoria Página 23 Consideraciones fisiológicas
  6. 6. FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA Tania Morán Villanueva A pesar de que diariamente se incorporan al organismo de 70 a 100 mmol de hidrogeniones (ácidos no volátiles) procedentes de la dieta y del metabolismo, y 20.000 mmol de ácido carbónico, la concentración en sangre arterial y líquido intersticial se mantiene muy baja, en comparación con otros iones (sodio, potasio y cloro), y entre unos límites muy estrechos: 45 a 35 nmol/L (pH: 7,35- 7,45). Esto es necesario, ya que los hidrogeniones (protones) son tan activos que pequeños cambios en concentración (0,1-0,2 de pH) pueden alterar las reacciones enzimáticas y los procesos fisiológicos. El organismo se defiende de estos cambios con los sistemas tampón, los cuales captan o liberan protones de forma inmediata, en respuesta a cambios en la acidez. La regulación última del pH depende de los pulmones y de los riñones. Los límites de pH compatibles con la vida oscilan entre 6,8 y 7,8. En el líquido extracelular, el principal sistema tampón es el formado por el ion bicarbonato y su ácido conjugado (ácido carbónico). Es el más importante, por ser el más abundante y porque el ácido carbónico está en equilibrio con el anhídrido carbónico, controlado por la función respiratoria, y el ion bicarbonato que está controlado por el riñón. La relación entre el pH (- log [H+]) y los componentes de este sistema tampón se expresa por la ecuación de Henderson- Hasselbalch: pH = pK + log [HCO–3] [H2CO3] Donde pK es la constante de disociación de ácido carbónico (H2CO3 Û H+ + HCO– 3) y tiene un valor de 6,1 a 37°C; [HCO– 3] es la concentración de bicarbonato en plasma expresado en mmol/L, y [H2CO3] es la concentración de ácido carbónico en plasma y que es igual a apCO2 (en mmHg), donde a es la constante de solubilidad del anhídrido carbónico y tiene un valor de 0,031 (CO2 + H2O Û H2CO3). Por tanto, para el sistema tampón bicarbonato, el pH dependerá del cociente entre la concentración de bicarbonato y el CO2 disuelto, cociente que tiende a mantenerse constante y que en condiciones normales, con una presión parcial de CO2 (pCO2) de 40 mmHg y un bicarbonato de 24 mmol/L, es de 20/1. Así, el pH normal es: pH = 6,1 + log 24 1= 6,1 + log 20 = 7,4 0,03 ´ 40 De todas formas, el pH arterial proporciona una información cualitativa pero no cuantitativa del estado ácido-básico de los líquidos corporales. Los protones difunden con mucha rapidez a través de la membrana celular, y dos terceras partes de la sobrecarga de ácido o de base en un momento dado difunden al espacio intracelular y son neutralizados por los tampones intracelulares, los más importantes de los cuales son las proteínas, los fosfatos orgánicos y el carbonato óseo. Este intercambio tiende a minimizar las variaciones en el pH extracelular. El pH intracelular es de alrededor de 7,0, aunque varía según la estirpe y la actividad de las células. La capacidad tampón total del organismo es de unos 15 mmol/kg/día. El aparato respiratorio controla los niveles de pCO2. La fuente más importante de producción endógena de ácidos volátiles proviene de la combustión de glucosa y ácidos grasos en CO2 y agua. El CO2 producido en los tejidos es transportado por los hematíes donde, por la acción de la anhidrasa carbónica, se convierte en ácido carbónico. Los protones así formados son tamponados por la hemoglobina (tampón intracelular) con salida de ion bicarbonato e intercambio con cloro. Cuando la sangre circula por los pulmones, entra bicarbonato en el hematíe (con la consiguiente salida de cloro), que se combina con el protón para formar ácido carbónico, que a su vez se disocia en CO2 y agua. Este CO2 difunde a través de la
  7. 7. UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de Medicina/Cd. Mendoza FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA | Tania Morán Villanueva 3 membrana del hematíe y el epitelio alveolar. En circunstancias normales, la producción de CO2 tisular se mantiene constante y sus niveles en sangre dependen de la ventilación pulmonar. El control de la ventilación está mediado por quimiorreceptores localizados en el centro respiratorio medular y en el seno carotídeo. Ambos son muy sensibles a pequeños cambios en el pH del LCR y líquido arterial, respectivamente. El aparato respiratorio, además de eliminar la producción endógena de CO2, utiliza la variación de lapCO2 como un mecanismo de adaptación (respuesta) a cambios de concentración de hidrogeniones, inducidos por alteraciones no respiratorias. Así, un aumento en la concentración de hidrogeniones (descenso del pH) produce un estímulo inmediato de los quimiorreceptores, con la consiguiente hiperventilación y descenso de la pCO2 en forma proporcional al descenso del tampón bicarbonato a fin de mantener constante el cociente HCO– 3/pCO2, con lo que se neutraliza el descenso del pH. La principal fuente de ácidos no volátiles proviene del metabolismo proteico que produce ácido sulfúrico (metionina y cisteína) y ácido clorhídrico (lisina y arginina). Otras fuentes son la combustión incompleta de hidratos de carbono y grasas con la liberación de ácido láctico y cetoácidos, el metabolismo de nucleoproteínas que producen ácido úrico y el metabolismo de compuestos de fósforo orgánico con liberación de protones y fosfatos inorgánicos. En condiciones normales, la producción de ácidos no volátiles es de 1 mmol/kg/día. El riñón es el órgano encargado de eliminar estos hidrogeniones y mantener constante la concentración de bicarbonato en plasma. Los mecanismos que intervienen en este proceso son básicamente la reabsorción del bicarbonato filtrado y la regeneración de bicarbonato por cada hidrogenión eliminado. 1. En condiciones normales, todo el bicarbonato filtrado por el glomérulo, algo más de 4.000 mmol/día, debe reabsorberse. El 85% del bicarbonato filtrado es reabsorbido junto con sodio en el túbulo contorneado proximal. Por cada ion bicarbonato que se recupera se secreta una hidrogenión que es transportado en la luz tubular en forma de CO2 y agua, y de NH4 +. El factor principal que regula esta reabsorción es el mismo que regula la reabsorción proximal de sodio. Así, un descenso del volumen circulante efectivo (hipovolemia) aumenta la reabsorción fraccional de bicarbonato, y viceversa, en este segmento. La angiotensina II es un potente regulador de la absorción proximal de bicarbonato. También influye la pCO2 arterial. Un incremento en la pCO2 arterial aumenta la reabsorción proximal de bicarbonato, mientras que un descenso la disminuye. La hipopotasemia también incrementa esta reabsorción, presumiblemente a través de un aumento de la concentración intracelular de hidrogeniones. 2. La regeneración de bicarbonato ocurre de manera simultánea a la excreción de hidrogeniones (ácidos no volátiles) y se efectúa sobre todo en los segmentos distales de la nefrona. En las células de los túbulos colector cortical y medular, por cada hidrogenión que se forma y se secreta hacia la orina, un ion bicarbonato se forma y se reabsorbe hacia los capilares peritubulares junto con sodio. En el interior de estas células, el hidrogenión y el ion bicarbonato se forman a partir del CO2 y agua por mediación de la anhidrasa carbónica. Muy pocos hidrogeniones libres son excretados por la orina, incluso a pH 4,8 y requieren ser tamponados de inmediato. Una tercera parte de estos hidrogeniones secretados se combinan con tampones urinarios (provenientes de la filtración glomerular), principalmente fosfato disódico (Na2HPO4) para formar fosfato monosódico (NaH2PO4) (acidez titulable). Dos terceras partes de los hidrogeniones secretados se unen al amoníaco formado a partir de aminoácidos, como la glutamina, en segmentos más proximales, para formar el ion amonio que se excreta en forma de cloruro amónico (amoniogénesis), neoformándose bicarbonato sódico. Por tanto, la excreción de hidrogeniones y la regeneración distal de bicarbonato se acompaña de absorción de sodio. Todos los factores que favorezcan la reabsorción de sodio en este segmento distal aumentan la excreción ácida por la orina. Así, la aldosterona promueve la reabsorción de sodio y la excreción de hidrogeniones y potasio en la zona cortical del túbulo
  8. 8. FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA Tania Morán Villanueva colector. Independientemente, cualquier aumento de la oferta de sodio en la parte distal de la nefrona en asociación con aniones poco reabsorbibles favorece el paso de hidrogeniones hacia la luz tubular. La hipopotasemia y la acidosis facilitan la amoniogénesis, del mismo modo que un aumento de la pCO2 provoca neoformación de bicarbonato. En resumen, en estas circunstancias, la capacidad renal de excretar hidrogeniones está aumentada al crearse una situación favorable al paso de protones de la célula tubular a la orina. El hipoaldosteronismo, la alcalosis y una oferta reducida de sodio en las porciones distales de la nefrona reducen bastante la capacidad del riñón para excretar ácidos. Valoración analítica del equilibrio ácido-básico Para la valoración completa del equilibrio ácido-básico hace falta conocer cuatro datos: el pH (o la concentración de hidrogeniones en plasma [H+]), la concentración plasmática de bicarbonato ([HCO– 3]), la pCO2 y en ocasiones el hiato aniónico (anion gap). Es decir, medir los componentes del sistema tampón bicarbonato-ácido carbónico. Es preferible efectuar estas determinaciones en sangre arterial o, si es venosa, extraerla sin torniquete, usar heparina como anticoagulante por alterar apenas la composición ácido-básico, y realizar las medidas inmediatamente, ya que incluso en condiciones anaerobias y con sangre enfriada el metabolismo celular puede alterar el estado ácido-básico de la muestra. El bicarbonato en sangre arterial es 1-3 mmol/L inferior al venoso. La concentración de hidrogeniones (pH) y la pCO2 se determina directamente por técnicas electroquímicas estándar. El tercer parámetro puede ser calculado con facilidad. Cada vez es mayor la tendencia de los laboratorios a expresar de forma directa la concentración de hidrogeniones en nmol/L, con lo que el equilibrio ácido-básico se expresa en la ecuación de Henderson: [H+] (nmol/L) = 24 pCO2 (mmHg) [HCO– 3] (mmol/L) Esta fórmula es útil para detectar posibles errores en los resultados de laboratorio, puesto que, de ser exactos, los tres valores remitidos deben satisfacer la ecuación. La equivalencia entre pH y concentración de hidrogeniones se muestra en la siguiente tabla: Equivalencia entre pH y concentración de iones hidrógeno pH H⁺ (nmol/L) 7,70 7,60 7,50 7,45 7,40 7,35 7,30 7,25 20 25 32 35 40 45 50 56
  9. 9. UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de Medicina/Cd. Mendoza FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA | Tania Morán Villanueva 5 7,20 7,10 7 6,90 63 79 100 126 El contenido plasmático de CO2 total es un valor que se mide independientemente como la cantidad de CO2 liberado al acidificar la muestra, y es igual a la suma de bicarbonato (que constituye el 95% del CO2 total), el CO2 disuelto (igual a la pCO2 en mmHg ´ 0,031) y el CO2 unido a proteínas. Lo normal es que el CO2 total no exceda en más de 1-2 mmol/L al bicarbonato. Las demás determinaciones que se dan en ocasiones en un análisis del equilibrio ácidobásico como el bicarbonato estándar, el exceso de base, etc., se calculan de manera indirecta titulando la sangretotal in vitro y no añaden ningún dato útil para el diagnóstico, porlo que las consideramos confusas e innecesarias. Anomalías del equilibrio ácido-básico Los términos acidemia y alcalemia significan aumento y disminución, respectivamente, de la concentración plasmática de hidrogeniones, mientras que los términos de acidosis o alcalosis definen los procesos fisiopatológicos que originan dichas alteraciones. Cuando las anormalidades del equilibrio ácido-básico se inician con cambios en la pCO2, los trastornos serán respiratorios: acidosis respiratoria cuando es por un aumento, y alcalosis respiratoria cuando es por un descenso de la pCO2. Por el contrario, si el trastorno inicial es un aumento o una disminución de la cifra de bicarbonatos en plasma, recibe el nombre de alcalosis o acidosis metabólica, respectivamente. Debido a la existencia de los sistemas tampón, cualquier alteración de uno de los componentes (p. ej., bicarbonato) determina una variación en el mismo sentido del otro (pCO2) a fin de intentar mantener constante el cociente HCO– 3/pCO2, amortiguando la alteración primaria del pH. Así, ante una acidosis metabólica el organismo se defiende con una alcalosis respiratoria (descenso de la pCO2) y viceversa, una alcalosis metabólica se acompaña de una acidosis respiratoria secundaria. Lo mismo ocurre con los trastornos respiratorios. Con la excepción de la alcalosis respiratoria crónica, estos mecanismos compensadores no llegan a normalizar por completo la concentración de hidrogeniones. Debido a que la respuesta ventilatoria es inmediata pero la renal requiere unos días para ajustarse a la excreción o retención de bicarbonato, los trastornos respiratorios se clasifican en agudos o crónicos. Además de estos cuatro trastornos simples del equilibrio ácido-básico, existen trastornos mixtos en los que dos anomalías primarias coexisten simultáneamente. Ello puede desviar el pH a niveles peligrosos (p. ej., cuando coexisten una acidosis metabólica y una acidosis respiratoria) o bien presentarse con unos valores de pH, pCO2 y [HCO– 3] normales (cuando coexisten una acidosis metabólica y una alcalosis metabólica) como puede ocurrir en la uremia que desarrolla una alcalosis metabólica por vómitos. Estos trastornos mixtos son en ocasiones difíciles de diagnosticar, pero es imprescindible hacerlo para un correcto tratamiento. Una valoración del hiato aniónico puede resultar muy útil, especialmente en el caso de una acidosis metabólica. Hiato aniónico
  10. 10. FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA Tania Morán Villanueva Partiendo de que la cantidad de aniones en el organismo iguala la cantidad de cationes y que todos no son fácilmente medibles, se define como hiato aniónico o intervalo aniónico (anion gap):Hiato aniónico = [Na+] – ([Cl–] + [HCO– 3]) El valor normal es de 12 mmol/L (oscila entre 8 y 16). El mismo concepto puede expresarse como (Na+ + cationes indeterminados)= (Cl– + HCO– 3 + aniones indeterminados), lo que es igual a hiato aniónico = cationes indeterminados - aniones indeterminados. Entre los aniones indeterminados cabe citar la albúmina y, de menor importancia, las proteínas alfa y beta; 1 g/dL de proteínas con carga negativa equivale aproximadamente a 1,7- 2,4 mmol/L. Otros aniones indeterminados serán el fosfato, el sulfato, el lactato y otros aniones orgánicos (cetoácidos). Entre los cationes indeterminados se incluyen las gammaglobulinas, el calcio, el magnesio y, por conveniencia, el potasio. El hiato aniónico disminuido puede observarse cuando aumentan los cationes (no sodio): potasio, calcio, magnesio, litio, gammaglobulinas (mieloma múltiple), o descienden los aniones como en el caso de una hipoalbuminemia. Por el contrario, un aumento del hiato aniónico se observa en caso de hipopotasemia, hipocalcemia o hipomagnesemia, o por incrementos de aniones (no cloro ni bicarbonato). Esto último ocurre en: a) acidosis metabólica por ácido láctico, cetoácidos, insuficiencia renal o por tóxicos (salicilatos, etilenglicol, metanol o paraldehído); b) administración de sales sódicas de ácidos orgánicos: lactato sódico, acetato sódico (diálisis) y citrato sódico (transfusiones sanguíneas); c) carbenicilina sódica a grandes dosis, y d) alcalemia de cualquier etiología, aunque por lo general no lo aumenta más de 2-3 mmol/L. Acidosis metabólica Fisiopatología. La acidosis metabólica se caracteriza por un descenso del pH (aumento de [H+]), de la concentración plasmática de bicarbonato (trastorno primario) y de la pCO2 (trastorno secundario). El descenso de la pCO2 corresponde a un estímulo del centro respiratorio debido a la acidemia. Si la acidosis metabólica no está complicada, la caída de la pCO2 (en mmHg) equivale a 1-1,5 veces el descenso del bicarbonato en mmol/L. Los sensores predominantes en este estímulo son los quimiorreceptores centrales. La barrera hematoencéfalica es permeable al CO2, pero en la acidosis metabólica el pH arterial y la concentración de bicarbonato descienden más rápidamente que el pH en el LCR, por lo que en la acidosis metabólica aguda deben transcurrir 6-12 h para obtener la máxima compensación respiratoria. Si la disminución de la pCO2 fuera inferior, y por tanto hubiera unos niveles de pCO2 superiores a los esperados, existiría acidosis respiratoria concomitante, como puede ocurrir en un paciente afecto de edema pulmonar grave que desarrolla una acidosis metabólica (láctica por hipoxemia) y respiratoria a la vez. Si la pCO2 es inferior a la calculada habrá una acidosis metabólica asociada a una alcalosis respiratoria, como puede ocurrir en la intoxicación por salicilatos, en una enfermedad hepática grave o en una sepsis por gramnegativos. Rara vez el descenso de la pCO2, secundario a una acidosis metabólica, se sitúa por debajo de 15 mmHg. Si la función renal está conservada, el riñón empieza a aumentar la excreción de ácidos; al inicio aumenta la titulación de fosfato urinario y a los pocos días la producción de amonio, que llega a ser el mecanismo cuantitativamente más importante para la excreción neta de ácido, la cual puede aumentar de 5 a 10 veces. Patogenia.
  11. 11. UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de Medicina/Cd. Mendoza FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA | Tania Morán Villanueva 7 La acidosis metabólica se produce por dos mecanismos básicos: acumulación de ácidos no volátiles (aumento de producción o falta de excreción) o pérdida de bicarbonato del líquido extracelular. Las causas que la provocan se exponen en la siguiente tabla. Causas de acidosis metabólica Hiato aniónico aumentado (normoclorémica) Aumento de la producción de ácidos (orgánicos) Cetoacidosis Diabética* Alcohólica* Por ayuno prolongado Acidosis láctica Intoxicaciones Salicilatos* Metanol* Etilenglicol* Paraldehído Disminución en la excreción de ácidos (inorgánicos) Insuficiencia renal aguda Insuficiencia renal crónica Hiato aniónico normal (hiperclorémica) Pérdidas digestivas de bicarbonato Diarrea Drenajes del intestino delgado (fístula pancreática) Ureterosigmoidostomía Causas de origen renal Túbulo proximal (pérdida de bicarbonato) Acidosis tubular proximal (tipo II) Inhibidores de la anhidrasa carbónica Nefrona distal (falta de regeneración de bicarbonato) Acidosis tubular distal (tipo I) Hipoaldosteronismos Diuréticos: triamtereno, espironolactona, etc. Administración de ácidos Cloruro amónico, cálcico, etc.
  12. 12. FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA Tania Morán Villanueva Clorhidratos de arginina, de lisina, etc. Hiperalimentación y pueden clasificarse en dos grandes grupos: aquellas con un hiato aniónico aumentado, que se debe a la acumulación de un ácido cuyo anión no es el cloro, con lo que disminuye el ion bicarbonato con normocloremia, y aquellas otras con hiato aniónico normal en que el descenso del ion bicarbonato es igual al aumento del ion cloro. Ello implica una función renal conservada y que no haya una sobreproducción de ácidos orgánicos. Acidosis metabólica con hiato aniónico aumentado (normoclorémica). La causa más frecuente de acidosis metabólica aguda es una producción aumentada de ácidos no volátiles. La cetoacidosis diabética suele producirse en diabéticos insulinodependientes mal controlados. La falta de insulina y una combustión inadecuada de los hidratos de carbono producen una acumulación de ácidos acético y betahidroxibutírico. La existencia de estos metabolitos en suero y orina se confirma con una reacción al nitroprusiato (Acetest ®, Ketostix ®) positiva, que, por cierto, no detecta el más abundante de ellos, el ácido betahidroxibutírico. En ocasiones coexiste una acidosis láctica. En este caso, el diagnóstico se sospechará ante un aumento del hiato aniónico (y descenso del bicarbonato) más exagerado que la positividad en la reacción del nitroprusiato en suero. De cualquier forma, esta discrepancia puede ser por el ácido láctico o por el ácido betahidroxibutírico. La cetoacidosis alcohólica suele ocurrir en alcohólicos crónicos con una historia reciente de elevada ingesta de alcohol, escasa ingesta alimentaria y vómitos recurrentes. Aquí predomina el aumento de ácido betahidroxibutírico, con lo que la reacción del nitroprusiato es negativa.Puede coexistir con hipoglucemia, aunque también con glucemias ligeramente elevadas. Se trata de un diagnóstico por exclusión. El cuadro se acompaña con frecuencia de alcalosis metabólica por vómitos repetidos y de alcalosis respiratoria, debido al síndrome de abstinencia o a una neumonía por aspiración. Además, suele haber signos de deshidratación. El ayuno prolongado puede acompañarse también de cetoacidosis débil por aumento del metabolismo de las grasas: la lipólisis acelerada produce acumulación de betahidroxibutírico. La acidosis láctica se produce por acumulación de ácido láctico en sangre como resultado de un aumento de su síntesis, defecto de su metabolismo o ambos, debido a una alteración en la respiración celular (metabolismo oxidativo). El lactato se produce y se elimina mediante una única reacción a través del piruvato. Esta reacción (piruvato + NADH + H+ lactato + NAD+) está en equilibrio y es catalizada por la enzima láctico-deshidrogenasa (LDH) presente en el citoplasma de la mayoría de las células. El ácido láctico es un producto final del metabolismo de la glucosa y su única vía de degradación es su oxidación otra vez a ácido pirúvico. En condiciones anaerobias (estados hipóxicos) se acumula piruvato en el citoplasma por una producción aumentada y una utilización disminuida, puesto que, al estar las funciones mitocondriales alteradas, se estimula por un lado la glucólisis como principal fuente de energía y, por otro, se inhibe la piruvato- deshidrogenasa dificultando el metabolismo del piruvato.
  13. 13. UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de Medicina/Cd. Mendoza FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA | Tania Morán Villanueva 9 Metabolismo del ácido láctico. El ácido láctico es un producto final del metabolismo de la glucosa y su única vía de degradaciónes su oxidación otra vez a pirúvico. La concentración citoplasmática de lactato está en relación con la concentración de piruvato, que aumenta en caso de glucólisis anaerobia. Para su catabolismo, el ácido pirúvico requiere penetrar en la mitocondria, la cual es impermeable al lactato, y seguir (en condiciones aerobias) dos vías oxidativas: a) por la acción de la piruvato-deshidrogenasa se transforma en acetilcoenzima A, que a su vez puede, a través del ciclo del ácido tricarboxílico, transformarse en CO2 y H2O, o bien ser utilizado para la síntesis de grasas, y b) por la acción de la piruvato-carboxilasa formar oxaloacetato y derivar hacia la gluconeogénesis. ATC: ciclo del ácido tricarboxílico; LDH: láctico-deshidrogenasa. La consecuencia es una producción exagerada de ácido láctico, con un descenso del pH intracelular. A su vez, la acidosis sistémica inhibe la glucólisis y, por tanto, la síntesis de lactato (mecanismo de retroalimentación). Por el contrario, la alcalosis estimula la generación de ácido láctico. En condiciones normales, el lactato se produce en los hematíes, en la piel, en el cerebro, en el músculo esquelético, etc., pasa a la circulación y es metabolizado en el riñón y el hígado. La cantidad de lactato producido diariamente es de unos 15 a 25 mmol/kg/día y, a pesar de producirse unos 1.400 mmol/día, los niveles plasmáticos se mantienen entre 0,5 y 1,5 mmol/L. La cantidad de piruvato es 10 veces inferior (0,1 mmol/L), siendo la relación lactato/piruvato de 10:1. Los niveles de lactato iguales o superiores a 5 mmol/L definen la acidosis láctica, cuyo pronóstico empeora a medida que aumentan dichos niveles. Lactacidemias entre 2 y 4 mmol/L tienen significación dudosa. Causas de acidosis láctica Aumento en la demanda de oxígeno (transitoria) Ejercicio exagerado Convulsiones generalizadas Hipoxia tisular Hipoperfusión tisular Shock Insuficiencia aguda del ventrículo izquierdo Disminución del gasto cardíaco Hipoxemia arterial Asfixia Hipoxemia (pO2 < 35 mmHg) Intoxicaciones por monóxido de carbono Anemia intensa Medicamentos y otras sustancias Alcohol
  14. 14. FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA Tania Morán Villanueva Biguanidas (fenformina, metformina, buformina) Intoxicaciones por: metanol, etilenglicol, salicilatos, isoniazida, estreptozotocina, cianida, nitroprusiato, papaverina, paracetamol, ácido nalidíxico y otros Fructosa, sorbitol Adrenalina, noradrenalina Zidovudina (AZT) Ciertas enfermedades Diabetes mellitus Insuficiencia hepática Sepsis Neoplasias (leucemia) Insuficiencia renal Ferropenia Pancreatitis SIDA Acidosis láctica idiopática (espontánea) Acidosis láctica congénita Deficiencia de glucosa-6-fosfatasa (enfermedad de Von Gierke) Deficiencia de fructosa-bifosfatasa Deficiencia de piruvato-carboxilasa Deficiencia de piruvato-deshidrogenasa En la tabla anteriorse enumeran las causas de acidosis láctica, las cuales pueden reagruparse en dos grandes grupos: con hipoxia tisular y sin ella. La causa más frecuente de acidosis láctica por hipoxia tisular son los estados de shock, cuya mortalidad es elevada cuando aparece esta complicación. La coexistencia de anemia favorece la aparición de lactoacidosis por hipoperfusión. Con frecuencia, la acidemia deprime la contractilidad miocárdica y la respuesta inotrópica a las catecolaminas, con la que disminuye el gasto cardíaco, estableciéndose un círculo vicioso que agrava aún más la perfusión tisular. El segundo gran grupo de acidosis láctica se produce sin hipoxia tisular. La ingesta de etanol provoca normalmente ligeros aumentos del ácido láctico en sangre que no acostumbran a superar los 2 mmol/L. Ello se debe a la inhibición de la gluconeogénesis a partir del piruvato que produce el etanol. No obstante, la coexistencia en estos pacientes de insuficiencia hepática (que disminuye aún más la metabolización de lactato) o de deshidratación (vómitos repetidos, hemorragia gastrointestinal, pancreatitis) puede provocar una lactoacidosis intensa. Otro factor que puede también aumentar la lactoacidemia es la aparición de una alcalosis respiratoria (por abstinencia alcohólica o hepatopatía grave) con el consiguiente efecto estimulante de la glucólisis e inhibidor de
  15. 15. UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de Medicina/Cd. Mendoza FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA | Tania Morán Villanueva 11 la oxidación de ácido pirúvico. Aunque el hígado es el principal órgano metabolizador del lactato, sólo aparece acidosis láctica en la necrosis hepática aguda. En insuficiencias hepáticas menos graves, la lactoacidosis suele ser debida a alcalosis respiratoria, a trastornos circulatorios o a sepsis asociadas. Se ha descrito acidosis láctica asociada a tumores sólidos, a leucemias y al SIDA. La acidosis láctica también puede aparecer como complicación de una diabetes mellitus: la insulina estimula la actividad de la piruvato-deshidrogenasa e inhibe la gluconeogénesis, por lo que la deficiencia de insulina del diabético provoca un aumento de la síntesis de ácido pirúvico. La vasculopatía periférica y la insuficiencia cardíaca son factores coadyuvantes en la lactoacidosis del diabético al comprometer la perfusión tisular. La alimentación parenteral con fructosa puede desencadenar también una acidosis láctica. La lactoacidosis inducida por fármacos se cree debida a una defectuosa utilización del oxígeno tisular: las biguanidas, la isoniazida, el nitroprusiato, los salicilatos y otros, son ejemplos de este mecanismo. En el caso de los salicilatos existe el factor agravante inicial de estímulo del centro respiratorio (alcalosis respiratoria) que favorece la aparición de acidosis láctica. Hay también una forma espontánea de etiología desconocida que aparece en enfermos deteriorados y que casi siempre es de evolución fatal. Las intoxicaciones de sustancias que una vez metabolizadas se transforman en ácidos foráneos al organismo provocarán también acidosis metabólica con hiato aniónico aumentado: los salicilatos, el metanol y el etilenglicol, además de ácido láctico, determinan aumentos, entre otros, de ácido salicílico, fórmico, glucólico y oxálico, respectivamente. No se han identificado los ácidos acumulados en la intoxicación por paraldehído. La insuficiencia renal, tanto aguda como crónica, constituye la causa más frecuente de acidosis metabólica crónica y se debe sobre todo a una acumulación por falta de excreción de sulfatos y fosfatos. El hiato aniónico no suele aumentar hasta que el filtrado glomerular desciende por debajo de 20 mL/min o la creatinina sérica supera los 4 mg/dL (354 μmol/L). Con creatininas entre 2 y 4 mg/dL (177-354 μmol/L) hay ligeros aumentos de la concentración sérica de cloro (unos 5 mmol/L) con descensos paralelos (unos 6 mmol/L) del bicarbonato; es decir, hay una débil acidosis metabólica hiperclorémica. En la insuficiencia renal crónica, el defecto principal es el descenso en la capacidad de excretar amonio, a pesar de haber un aumento adaptativo en su producciónrenal en las nefronas restantes. Algunos pacientes puedenperder pequeñas cantidades de bicarbonato cuando sus niveles plasmáticos son iguales o superiores a 18 mmol/L. Normalmente, la acidificación de la orina y la formación de acidez titulable es normal (teoría de la nefrona indemne). La bicarbonatemia va descendiendo progresivamente aunque suele mantenerse por encima de 15 mmol/L, y sólo raras veces, en estadios muy avanzados, desciende por debajo de 10 mmol/L. Ello se debe, por un lado, a la estimulación de la excreción de ácidos en las nefronas indemnes, producida por la propia acidosis y, por otro, a que, al ser un acidosis metabólica de lenta instauración, actúan los tampones intracelulares del hueso (carbonato y fosfato), factor que contribuye a la osteopenia de la insuficiencia renal crónica. Cuando ésta es aguda, la disfunción es generalizada en todas las nefronas y sin capacidad de adaptación. La cifra de bicarbonato en plasma desciende 0,5-1 mmol/L/día. Los descensos más rápidos o a niveles inferiores a 16 mmol/L indican la coexistencia de otro factor causante de la acidosis metabólica (sepsis, hipoxia, necrosis tisular masiva, etc.). Acidosis metabólica con hiato aniónico normal (hiperclorémica). Las pérdidas de bicarbonato por el tubo digestivo (diarreas, malabsorción, drenaje de flujos pancreáticos o biliares) causan acidosis metabólica hiperclorémica, debido a que el riñón sano reabsorbe cloro para compensar tanto el volumen como la composición de estos líquidos ricos en ion bicarbonato. Por el líquido fecal también se pierde potasio, por lo que se asocian con frecuencia a hipopotasemia. Las derivaciones de los uréteres al colon (ureterosigmoidostomía), actualmente en
  16. 16. FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA Tania Morán Villanueva desuso, provocan acidosis metabólica debido a que el epitelio intestinal secreta bicarbonato en intercambio con el cloro proveniente de la orina. Con frecuencia existe uropatía obstructiva y/o pielonefritis crónica como un problema adicional. La excepción es la diarrea congénita perdedora de cloro que ocasiona alcalosis metabólica. Las alteraciones del túbulo renal ocasionan acidosis metabólica por dos mecanismos básicos según la alteración sea proximal o distal: 1. En el túbulo proximal se reabsorbe el 85% del bicarbonato filtrado. La alteración de este segmento producirá una acidosis metabólica por pérdida urinaria de bicarbonato. Esto se pondrá de manifiesto con niveles plasmáticos normales; no obstante, una vez establecida la acidosis, es posible que la cantidad filtrada no supere la capacidad de reabsorción proximal y, dado que el túbulo distal está indemne, es muy posible observar pH urinarios inferiores a 5,3. Con frecuecia, este trastorno se asocia a otras alteraciones de la función del túbulo proximal (síndrome de Fanconi). En el adulto, la causa más frecuente es el mieloma con proteinuria de Bence-Jones. Una forma yatrógena de acidosis tubular proximal es la administración de inhibidores de la anhidrasa carbónica. También se observa acidosis hiperclorémica en pacientes con hiperparatiroidismo primario. 2. En la nefrona distal se regenera el bicarbonato a la vez que se secretan hidrogeniones para formar amonio y acidez titulable. En la acidosis tubular distal, el pH urinario está elevado y el riñón es incapaz de descender el pH por debajo de 5,3, tras una sobrecarga de cloruro amónico suficiente para descender la bicarbonatemia a 15 mmol/L. Con frecuencia se asocia a pérdidas exageradas de potasio (hipopotasemia) y de calcio (nefrocalcinosis, litiasis, osteomalacia). La acidosis tubular renal tipo IV se caracteriza por acidosis metabólica e hiperpotasemia desproporcionadas al grado de insuficiencia renal. Suele aparecer en pacientes de edad avanzada con insuficiencia renal moderada por nefropatías intersticiales, diabetes, nefroangiosclerosis, etc. En ocasiones se detecta un hipoaldosteronismo hiporreninémico, que responde a dosis elevadas de 9--fluorhidrocortisona. La hiperpotasemia inhibe la amoniogénesis, por lo que el mineralcorticoide, al aumentar la excreción de potasio y corregir la hiperpotasemia, aumenta la excreción de hidrogeniones y corrige la acidosis. Otros pacientes con este síndrome tienen niveles normales o incluso elevados de aldosterona en plasma. Aquí, el defecto primario sería un trastorno tubular de la excreción de potasio e hidrogeniones. Los diuréticos distales (espironolactona, triamtereno, amilorida) disminuyen la reabsorción distal del sodio y la secreción de hidrogeniones y potasio, dando lugar a una acidosis metabólica hiperclorémica e hiperpotasémica. La administración de sustancias ácidas es causa de acidosis metabólica hiperclorémica. Esto ocurre al administrar tanto cloruro amónico como clorhidrato de arginina, lisina, etc., que al metabolizarse forman ácido clorhídrico. En la alimentación parenteral con exceso de aminoácidos catiónicos (arginina, lisina e histidina) también puede provocarse una acidosis metabólica. Cuadro clínico y diagnóstico. La expresividad clínica de la acidosis metabólica es más bien escasa y el diagnóstico se basa en el sustrato clínico causante de la acidosis y en estudios apropiados de laboratorio. La acidosis metabólica produce alteraciones en la respiración, la contractilidad miocárdica y el SNC, tanto más profundas cuanto más intenso y agudo es el trastorno del equilibrio ácido-básico. En la acidosis metabólica aguda se produce hiperventilación que puede ser muy intensa (respiración de Kussmaul) cuando se asocia a descensos bruscos del pH. Si es muy acusada se añade sintomatología inespecífica de debilidad muscular, anorexia, vómitos, deterioro del estado mental, cefalea, confusión, estupor y coma. Hay un descenso de la contractilidad miocárdica (insuficiencia cardíaca)
  17. 17. UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de Medicina/Cd. Mendoza FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA | Tania Morán Villanueva 13 en parte compensada por una mayor liberación de catecolaminas producida por la propia acidosis, tendencia a la hipotensión (vasodilatación) y taquicardia. La acidosis predispone al desarrollo de edema pulmonar con mínima sobrecarga hidrosalina debida a un descenso en la capacitancia del lecho vascular pulmonar. La acidosis aguda desplaza la curva de disociación de la oxihemoglobina hacia la derecha, con lo que se permite la oxigenación de tejidos pobremente perfundidos. En la acidosis metabólica crónica puede no observarse ningún síntoma. La hiperventilación es difícil de detectar clínicamente y sólo cuando hay cansancio, anorexia y demás sintomatología de la enfermedad causante se pone clínicamente de manifiesto. Aquí, la oxigenación tisular está disminuida por un descenso en los niveles de 2,3-difosfoglicerato que desplaza la curva de disociación de oxihemoglobina hacia la izquierda. Los datos de laboratorio característicos son el descenso de la bicarbonatemia y del pH, junto con un descenso compensador de la pCO2. A menudo se observa hiperpotasemia por salida de potasio intracelular (en intercambio con hidrogeniones), y ello puede enmascarar enfermedades que cursan con acidosis y reducción de potasio, ya sea por pérdidas digestivas (diarrea) o renales (acidosis tubular renal, cetoacidosis diabética, etc.). Otras veces, la acidosis agrava una hiperpotasemia ya existente, como ocurre en la insuficiencia renal tanto aguda como crónica. Por cada 0,1 U de descenso del pH hay un incremento de la potasemia promedio de 0,6 mmol/L. Estos incrementos son elevados cuando la acidosis metabólica es causada por acumulación de ácidos inorgánicos y mucho más bajos cuando es por ácidos orgánicos. La acumulación de lactato constituye una forma particular de acidosis metabólica, y aunque normalmente se acompaña de hipobicarbonatemia, éste no siempre es el caso, debido a que puede aparecer en situaciones con un aumento previo de la cifra de bicarbonato plasmático. El diagnóstico se sospecha ante un aumento del hiato aniónico como único dato de laboratorio, y debe confirmarse con la determinación plasmática del lactato. En la acidosis láctica coexiste con frecuencia un proceso que hace difícil valorar la compensación respiratoria: hipoxemia, hipotensión, enfermedad pulmonar, insuficiencia hepática, etc. Además, en la acumulación de ácidos orgánicos como el lactato hay poco intercambio de potasio intracelular con escasa tendencia a la hiperpotasemia, a no ser que coexista hipercatabolia, insuficiencia renal, etc. La acidosis láctica se acompaña también de hiperfosforemia e hiperuricemia, por salida de fósforo intracelular y déficit de excreción renal, respectivamente. Debido a que una acidosis metabólica aparece a menudo en circunstancias clínicas complejas, no es de extrañar que se acompañe de otros trastornos del equilibrio ácido-básico. Estos trastornos mixtos se detectan mediante un cuidadoso estudio del equilibrio ácido-básico y de los electrólitos séricos. La coexistencia de acidosis y alcalosis metabólicas puede diagnosticarse cuando el incremento del hiato aniónico es mayor que el decremento del bicarbonato plasmático. Ello ocurre, por ejemplo, ante un paciente con alcoholismo crónico que es evaluado después de varios días de vómitos intensos y frecuentes. Tratamiento. El tratamiento de la acidosis metabólica consiste en tratar la enfermedad causal, cuando sea posible, y administrar cantidades adecuadas de bicarbonato, cuando sea necesario. Si el bicarbonato plasmático es superior a 15 mmol/L y la causa de la acidosis puede ser tratada, la administración de bicarbonato no sería necesaria ya que el riñón normal podría corregir el equilibrio ácido-básico en varios días. Si la bicarbonatemia es inferior a 10 mmol/L, se requiere la administración intravenosa de bicarbonato aunque la causa pueda ser tratada rápidamente. Como regla general, en las primeras 12 h debería administrarse la mitad del déficit de bicarbonato y evitar así las consecuencias de corregir rápidamente el equilibrio ácido-básico extracelular en comparación con el del LCR. El
  18. 18. FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA Tania Morán Villanueva volumen aparente de distribución del bicarbonato está entre el 40 y el 50% del peso corporal (aunque en acidosis muy intensas puede acercarse al 100%). Así, el cálculo debería ser: el déficit de bicarbonato (en mmol/L) = déficit de concentración del bicarbonato en plasma (24 mmol/L - bicarbonato actual) ´ 0,4 ´ peso corporal (kg). Esto es sólo una orientación y debe ajustarse a las necesidades del paciente teniendo en cuenta las pérdidas de bicarbonato o la generación de hidrogeniones durante el período de tratamiento. Durante la administración intravenosa deben tenerse en cuenta una serie de complicaciones: a) sobrecarga de volumen y/o de sodio cuando se requieren grandes cantidades de bicarbonato sódico, sobre todo en pacientes con función miocárdica precaria y/o insuficiencia renal; b) hipopotasemia como resultado del desplazamiento de este ion del líquido extracelular al intracelular al corregir la acidosis; c) alcalosis postratamiento, que puede ser por persistencia(durante varios días incluso) de una hiperventilación (alcalosis respiratoria) al corregir rápidamente el pH del líquido extracelular y más lentamente el del LCR (quimiorreceptores centrales) o por exceso de bicarbonato (alcalosis metabólica) al normalizar la cifra de bicarbonato por el tratamiento y añadirse el bicarbonato resultante del metabolismo de ácidos orgánicos (acetoacetato, lactato, etc.) al tratarse la causa de la acidosis; por ambos mecanismos pueden provocarse tetania, alteraciones del estado mental y convulsiones, y d) la perfusión rápida de bicarbonato no diluido (o en forma de bolo) en catéteres intravenosos centrales puede producir ‘arritmias importantes e incluso mortales. En la cetoacedosis diabética, la administración de insulina provoca un incremento en la utilización de glucosa y, consecuentemente, una oxidación completa de cetoácidos, por lo que raras veces requiere tratamiento alcalino. En ciertos pacientes diabéticos, la hiperventilación está controlada por los quimiorreceptores carotídeos más que por los centrales (alteración del SNC). La administración de bicarbonato provoca una rápida corrección del pH arterial y de la pCO2, que se equilibra rápidamente a través de la barrera hematoencefálica. En el LCR hay una caída del pH que puede ser letal para el paciente al normalizarse la pCO2 y mantenerse bajoslos niveles de bicarbonato. Por tanto, sólo está indicado tratamiento con bicarbonato en la cetoacidosis diabética cuando el pH arterial está por debajo de 7,1 (o bicarbonato en plasma inferior a 6-8 mmol/L) y hay afectación de la contractilidad miocárdica. En el tratamiento de la cetoacidosis alcohólica, generalmente, es suficiente la administración de soluciones salinas (deshidratación asociada) y glucosa. En las intoxicaciones con salicilatos, metanol, etilenglicol, etc., además de tratamiento alcalinizante se requiere extraer el tóxico mediante diálisis. Lo mismo ocurre en la insuficiencia renal aguda de cualquier etiología, en la que el tratamiento dialíticomantiene el bicarbonato en plasma normal. En la insuficiencia renal crónica, una acidosis débil o moderada no requiere tratamiento alcalino. Cuando la bicarbonatemia es inferior a 15 mmol/L, es razonable tratar con bicarbonato o citrato sódico por vía oral. La dosis inicial de 3 g se va aumentando hasta que la cifra de bicarbonato plasmático alcanza los 18-20 mmol/L. Con ello puede aliviarse la sintomatología de fatiga, anorexia y malestar general. La administración excesiva de sustancias alcalinas fácilmente puede desencadenar tetania en un enfermo que presenta hipocalcemia por su osteodistrofia renal o bien puede agravar los edemas y la hipertensión. Cuando la acidosis se debe a pérdidas digestivas (diarrea)de bicarbonato, al tratamiento alcalino debe asociarse reposición de volumen y de potasio. Si las pérdidas de bicarbonato son por el túbulo proximal (acidosis tubular proximal) el tratamiento de la acidosis es complejo, ya que el bicarbonato administrado es rápidamente excretado por la orina. Se pueden precisar hasta 10-20 mmol/kg/día de bicarbonato, dosis que ocasionan grandes pérdidas de potasio. El tratamientode la acidosis tubular distal es mucho más sencillo,ya que dosis moderadas de bicarbonato (1 mmol/kg/día) o de citratos son suficientes para corregir la acidosis y mejorar los trastornos del potasio y el calcio. En el tratamiento de una acidosis láctica, el objetivo principal es tratar la causa si
  19. 19. UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de Medicina/Cd. Mendoza FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA | Tania Morán Villanueva 15 es posible (p. ej., mejorar la oxigenación tisular). Medidas como asegurar la vía aérea, administrar oxígeno, restituir la volemia y el gasto cardíaco, son imprescindibles para el tratamiento. Deben evitarse vasoconstrictores arteriales, ya que pueden empeorar la isquemia tisular. Si el bicarbonato en plasma es inferior a 10 mmol/Les necesaria su administración por vía intravenosa a dosis a menudo elevadas (hasta 600-800 mmol/día) debido a que la producción de ácido láctico puede mantenerse elevada desde el inicio de un tratamiento adecuado. En ocasiones, para evitar la sobrecarga circulatoria ha de asociarse tratamiento con furosemida. En caso de insuficiencia renal o insuficiencia cardíaca debe recurrirse a la diálisis con bicarbonato. Este tratamiento está indicado en acidosis láctica por un agente tóxico. En la acidosis láctica, igual que en las cetoacidosis, no deben utilizarse soluciones alcalinizantes que contengan lactato (solución de Ringer lactato). Se está investigando la utilidad del dicloroacetato, estimulador de la piruvato-deshidrogenasa, con prometedores resultados Alcalosis metabólica Fisiopatología. La alcalosis metabólica se caracteriza por un aumento del pH (descenso del [H+]), de la concentración plasmática de bicarbonato (trastorno primario) y de la pCO2 ALTERACIONES DEL EQUILIBRIO ÁCIDO-BÁSICO 1857 (trastorno secundario). El incremento de la pCO2 se debe a que el descenso en la concentración de hidrogeniones deprime el centro respiratorio. Este aumento (en mmHg) equivale a 0,5-1 veces el incremento de bicarbonato (en mmol/L). Esta hipoventilación compensadora estará limitada por una posible hipoxemia arterial que casi nunca se produce, por lo que la pCO2 raras veces sobrepasa los 50- 55 mmHg. La administración de bicarbonato en un individuo normal provoca sólo una alcalosis metabólica transitoria, debido a que el riñón normal excreta libremente el bicarbonato en exceso. Por tanto, para el desarrollo de una alcalosis metabólica hace falta una causa inicial, que por lo general es la pérdida exagerada de ácidos (hidrogeniones), y un factor de mantenimiento que evita que se elimine el exceso de bicarbonato por la orina. El álcali puede proceder de la administración exógena o endógena de bicarbonato. La generación endógena es la más frecuente y generalmente proviene de la pérdida de ácido clorhídrico por el tubo digestivo o la eliminación renal de ácido, en forma de cloruro amónico o acidez titulable, en cantidad superior a la que ingresa en el organismo a través de la dieta y el metabolismo. En cuanto al mantenimiento, existen tres mecanismos importantes. En primer lugar, la coexistencia de una reducción de volumen perpetúa la alcalosis porque en ésta una gran proporción de sodio plasmático va unido al ion bicarbonato y la reabsorción de sodio filtrado conduce a una reabsorción proximal del álcali. Por tanto, toda alcalosis que se acompaña de reducción de volumen se corregirá con la administración de cloruro sódico. De esta forma se disminuye la avidez por el sodio y, además, se proporciona cloro como anión alternativo en la reabsorción de sodio. El resultado final es que puede excretarse el exceso de bicarbonato por la orina. El segundo mecanismo importante de perpetuación de la alcalosis es el hipermineralcorticismo. La aldosterona estimula la secreción de hidrogeniones y potasio, y la reabsorción de sodio en el segmento cortical del túbulo colector. Un exceso de actividad mineralcorticoide inicia y mantiene una alcalosis metabólica, puesto que por cada hidrogenión secretado se regenera (y por tanto aumenta en plasma) un ion bicarbonato. Aquí no existe ni reducción de volumen ni déficit de cloro y, por tanto, este tipo de alcalosis metabólica no responde a la administración de cloruro sódico. Un tercer mecanismo no del todo aclarado es el déficit de potasio. La alcalosis puede causar hipopotasemia por desplazamiento al espacio
  20. 20. FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA Tania Morán Villanueva intracelular del ion potasio, a la vez que el déficit de este ion en las células de la nefrona distal favorece la secreción tubular de hidrogeniones y, por tanto, la regeneración de bicarbonato. No obstante, como mecanismo inicial sólo una hipopotasemia inferior o igual a 2 mmol/L puede ser causa de alcalosis metabólica, de forma que los descensos inferiores se consideran como consecuencia de este trastorno. Con frecuencia, en la clínica confluyen a la vez varios de estos mecanismos. Patogenia. Las causas más frecuentes de alcalosis metabólica son los vómitos y los diuréticos. Los vómitos o el drenaje de jugo gástrico representan para el organismo un suplemento de bicarbonato equivalente a la cantidad de ácido perdida. Esto, en un principio, determina un aumento de la excreción renal de bicarbonato sódico y potásico. Más tarde, cuando las pérdidas gástricas y urinarias superan a la cantidad ingerida, a menudo reducida por los vómitos, se produce una contracción del volumen extracelular con la consiguiente reabsorción proximal de bicarbonato y perpetuación de la alcalosis. Aunque cesen los vómitos, la alcalosis persistirá hasta que se corrija el déficit de volumen y de cloro. Los diuréticos tiazídicos y los del asa, administrados a dosis elevadas o por vía intravenosa y sobre todo en pacientes sometidos a restricción sódica, pueden provocar una importante alcalosis metabólica debido a una pérdida rápida de cloruro sódico por la orina (“alcalosis por contracción”). La contracción de volumen yel hiperaldosteronismo secundario perpetuarán la alcalosis hasta que se restablezca el balance hidrosalino. En pacientes con hipercapnia crónica (acidosis respiratoria crónica), la insuficiencia respiratoria se acompaña de un aumento compensador de la cifra de bicarbonato en plasma. Si mejora la respiración y desciende bruscamente la pCO2, habrá en plasma un exceso de bicarbonato (alcalosis posthipercápnica) ya que el riñón tardará unos días en excretarlo. Normalmente, esta alcalosis metabólica es transitoria, pero los pacientes con dieta hiposódica y diuréticos presentan con frecuencia una disminución de volumen y de cloro, por lo que la alcalosis posthipercápnica puede persistir indefinidamente a menos que se administre cloruro sódico o cloruro potásico. La clorodiarrea congénita es una rara enfermedad hereditaria asociada a un trastorno ileal de reabsorción de cloro en intercambio con el bicarbonato. El intercambio catiónico de reabsorción de sodio y excreción de hidrogeniones está conservado. Así, se pierden por las heces cloro e hidrogeniones y se retiene bicarbonato sódico. La alcalosis se mantiene por la reducción de volumen y el hiperaldosteronismo secundario. El adenoma velloso puede cursar con alcalosis metabólica por las exageradas pérdidas de Cl– y K+ que se producen por el colon. Los hipermineralcorticismos primarios producidos por la aldosterona o sus análogos provocan una reabsorción exagerada de sodio y secreción de potasio e hidrogeniones en la porción distal de la nefrona con la consiguiente generación de bicarbonato. En el síndrome de Cushing y en el hiperaldosteronismo primario, la alcalosis metabólica suele ser ligera o moderada. En cambio, es más acusada en la secreción ectópica de ACTH (carcinoma broncógeno), a la que también se asocia una importante reducción de potasio. Estos estados se caracterizan por una expansión del volumen del líquido extracelular. En el síndrome de Bartter, el mecanismo es múltiple y complejo: a la alteración de la reabsorción del ion cloro en la porción ascendente del asa de Henle se asocia una importante reducción de potasio, un hiperaldosteronismo secundario y, en ocasiones, pérdidas exageradas de sodio por la orina y disminución de volumen. La alcalosis metabólica es moderada. El síndrome de Liddle es un trastorno de etiología desconocida que cursa con alcalosis metabólica, hipopotasemia, hipertensión y avidez exagerada por el sodio en la parte más distal de la nefrona, que se corrige con la administración de triamtereno.
  21. 21. UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de Medicina/Cd. Mendoza FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA | Tania Morán Villanueva 17 Una hipopotasemia se asocia con frecuencia a una alcalosis metabólica, pero no es causa de esta última si no hay una intensa reducción de potasio (potasio sérico igual o inferior ‘a 2 mmol/L). Sin embargo, un nivel disminuido de potasio puede ayudar al mantenimiento de una alcalosis metabólica de otra etiología. Como ya se ha citado, la administración de álcalis difícilmente es causa de alcalosis metabólica, a no ser que haya una función renal deteriorada. Este es el caso del síndrome de leche alcalinos, en el que se desarrollan una nefropatía hipercalcémica y una alcalosis como consecuencia de la ingestión excesiva de calcio y álcali absorbibles, y es la nefropatía la que limita la excreción de bicarbonato. Una acumulación transitoria de bicarbonato también puede aparecer por un metabolismo retardado de ácidos orgánicos, como ocurre tras el tratamiento insulínico de una cetoacidosis diabética, en la fase de recuperación de una acidosis láctica, tras una eficiente hemodiálisis con acetato o después de transfusiones masivas en las que se administra al paciente gran cantidad de citrato. Cuadro clínico y diagnóstico. No hay síntoma alguno ni signo clínico específico de alcalosis metabólica. En la alcalosis intensa pueden observarse alteraciones en el SNC: confusión mental, estupor, predisposición a convulsiones e hipoventilación importante en pacientes con insuficiencia renal. También pueden aparecer arritmias cardíacas, y en las formas agudas es bastante frecuente la asociación con tetania e irritabilidad neuromuscular por descenso del calcio iónico, difícilmente observables en la alcalosis metabólica crónica. En las formas crónicas, dado que por lo general se acompañan de hipopotasemia, se observa con frecuencia debilidad muscular e hiporreflexia. Los datos de laboratorio característicos son el aumento de la concentración de bicarbonato en plasma y del pH, junto a un aumento compensador de la pCO2. Con frecuencia hay hipopotasemia por intercambio transcelular (por cada 0,1 U de aumento del pH la potasemia desciende 0,5 mmol/L). Ésta es más intensa cuando está causada por diuréticos. El hallazgo inexplicable de una alcalosis metabólica hipopotasémica debe hacer sospechar un síndrome de secreción ectópica de ACTH. La determinación de la concentración de cloro en orina resulta muy útil para el diagnóstico de una alcalosis metabólica. En las formas con reducción de volumen, el cloro en orina es generalmente inferior a 10 mmol/L. Por el contrario, en los hipermineralcorticismos, en el síndrome de Bartter y en los pacientes en tratamiento actual con diuréticos, el cloro en orina suele ser superior a 20 mmol/L y son resistentes al tratamiento con cloruro sódico. La alcalosis metabólica puede asociarse a acidosis o alcalosis respiratoria, cuya presencia puede diagnosticarse observando si el incremento de la pCO2 es superior (acidosis respiratoriaasociada) o inferior (alcalosis respiratoria asociada) al esperado. Tratamiento. En las formas que cursan con reducción del volumen (vómitos, diuréticos) la administración de cloruro sódico es suficiente para que el organismo elimine el exceso de bicarbonato por el riñón. De todas formas, si coexiste una hipopotasemia es aconsejable añadir cloruro potásico, sobre todo en la alcalosis inducida por diuréticos y en pacientes que toman digoxina. En las demás causas, la administración de cloruro potásico es la base del tratamiento. No deben administrarse sales orgánicas de potasio. En los hipermineralcorticismos el tratamiento consiste en corregir el déficit de
  22. 22. FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA Tania Morán Villanueva potasio, tratar la causa y restringir la sal de la dieta, a fin de disminuir la absorción distal y por tanto su intercambio con potasio. En el síndrome de Bartter, los antiinflamatorios no esteroides disminuyen en parte las pérdidas urinarias de potasio. Muy raras veces, la alcalosis metabólica es tan intensa que requiere la administración de sustancias acidificantes. Estarían indicadas en aquellos casos en los que la alcalosis metabólica condicionara una hipoventilación significativa (pCO2 superior a 60 mmHg). La administración de cloruro amónico, ácido clorhídrico diluido o sales de aminoácidos como la arginina y la lisina puede realizarse lentamente por vía intravenosa. Estas sales suelen estar preparadas en forma de compuestos de potasio, con el consiguiente riesgo de causar hiperpotasemia. Además, igual que el cloruro amónico, están contraindicadas en pacientes con insuficiencia hepática. Acidosis respiratoria Fisiopatología. La acidosis respiratoria se caracteriza por un descenso del pH (aumento de [H+]) debido a una elevación de la pCO2, y un aumento compensador de la cifra de bicarbonatos en plasma. La producción de CO2 por los tejidos es muy elevada y su difusión a los hematíes y de éstos al alveolo es muy rápida, por lo cual la acumulación del CO2 es casi siempre sinónimo de hipoventilación alveolar. En la acidosis respiratoria aguda casi todos los hidrogeniones generados son amortiguados por los tampones intracelulares, ya que el bicarbonato extracelular no puede tamponar el CO2. La capacidad de tamponamiento intracelular es limitada, y en la acidosis respiratoria aguda (menos de 12-24 h) lo máximo que se eleva la cifra de bicarbonato en plasma es 2-3 mmol/L. Por cada 10 mmHg de incremento de la pCO2, la concentración sanguínea de bicarbonato aumenta en 1 mmol/L. Es decir, en la fase aguda se produce un descenso brusco del pH sólo tamponado por la acumulación intracelular de hidrogeniones sin apenas aumentar la bicarbonatemia. Si la hipercapnia se mantiene, en el plazo de unas horas empieza a producirse un estímulo de la reabsorción proximal de bicarbonato y de la secreción de hidrogeniones (amoniogénesis y acidez titulable), con el consiguiente aumento de la cifra de bicarbonato en plasma. Este mecanismo compensador se completa en 3-5 días, según el incremento de la pCO2. En la acidosis respiratoria crónica, el bicarbonato plasmático se eleva 3-4 mmol/L por cada 10 mmHg de incremento de la pCO2 hasta niveles de 80 mmHg. El resultado final es la elevación de la concentración sanguínea de bicarbonato. Una vez completada la compensación renal, los valores de amonio urinario y excreción neta de ácido se normalizan, lográndose una nueva situación estable que, aunque no logra normalizar el pH sanguíneo, reduce la concentración de hidrogeniones a un 35-40% de la que se observaba en la fase aguda. En estos estados crónicos, la cantidad de CO2 eliminada por los pulmones iguala la producción tisular, sólo que a un nivel más elevado de pCO2. Patogenia. Las causas de la acidosis respiratoria se indican en la. Una acidosis respiratoria aguda se produce por una depresión súbita del centro respiratorio (opiáceos, anestesia), por parálisis de los músculos respiratorios (hipopotasemia) o alteración de la transmisión neuromuscular (aminoglucósidos), por obstrucción aguda de las vías aéreas, por traumatismo torácico que dificulta la ventilación y por paro cardiorrespiratorio. Las causas más frecuentes de acidosis respiratoria
  23. 23. UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de Medicina/Cd. Mendoza FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA | Tania Morán Villanueva 19 crónica son la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (bronquitis crónica, enfisema), la cifoscoliosis intensa y una obesidad extrema (síndrome de Pickwick). Las enfermedades tanto agudas como crónicas que interfieren en el intercambio alveolar de gas (fibrosis pulmonar, edema pulmonar, neumonía, etc.) normalmente causan hipocapnia más que hipercapnia debido a que la hipoxia asociada estimula la ventilación y el CO2 es mucho más difusible que el oxígeno. La hipercapnia ocurre cuando aparece fatiga muscular o en casos de grave enfermedad. Cuadro clínico y diagnóstico. Las manifestaciones clínicas dependen del nivel de pCO2 y de la rapidez de instauración. La acidosis respiratoria aguda puede producir somnolencia, confusión y coma cuando los niveles de pCO2 superan los 70 mmHg. Puede también observarse asterixis. Debido a las propiedades vasodilatadoras cerebrales del CO2, puede aparecer ingurgitación y dilatación de los vasos de la retina así como también edema de papila. No es infrecuente observar ingurgitación conjuntival y rubicundez facial. El laboratorio muestra en las formas agudas una academia con elevación de la pCO2 sin apenas incrementos de la bicarbonatemia. La acidosis del paro cardiorrespiratorio es una combinación de acidosis respiratoria aguda y acidosis láctica. En la acidosis respiratoria crónica, los decrementos del pH se acompañan de incrementos significativos del bicarbonato en plasma. En pacientes con grados moderados de hipercapnia crónica pueden observarse niveles de pH normales o incluso algo elevados, sin que exista una explicación para esta sobrecompensación. No obstante, las elevaciones significativas del pH con hipercapnia crónica casi siempre se deben a la asociación de una alcalosis metabólica. Los trastornos respiratorios no se acompañan de alteraciones en el equilibrio transcelular de potasio. Teniendo en cuenta el tiempo de instauración de un estado hipercápnico, por la retención compensadora del bicarbonato es posible diagnosticar los trastornos metabólicos asociados. La presencia de una bicarbonatemia elevada en una retención aguda de CO2 indicará la coexistencia de acidosis respiratoria aguda y alcalosis metabólica. Por el contrario, una cifra de bicarbonato en plasma inferior al esperado en una hipercapnia crónica de más de 5 días indica un trastorno mixto de acidosis metabólica aguda y acidosis respiratoria crónica. Tratamiento. El tratamiento de la forma aguda debe dirigirse a la enfermedad causal. La ventilación mecánica es necesaria en las formas graves y/o acompañadas de hipoxemia. La ventilación asistida ante una hipercapnia crónica está indicada sólo si existe un aumento agudo de la pCO2 (p. ej., neumonía sobreañadida), teniendo en cuenta que la oxigenoterapia puede disminuir o anular el estímulo respiratorio en tales pacientes. Alcalosis respiratoria Fisiopatología. La alcalosis respiratoria se caracteriza por un aumento del pH debido a una disminución de la pCO2 como consecuencia de una hiperventilación. Al descender la concentración de
  24. 24. FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA Tania Morán Villanueva hidrogeniones se produce como respuesta inmediata un desplazamiento de éstos del espacio intracelular al extracelular, con lo que desciende el bicarbonato en plasma. Esta acción de los tampones intracelulares se agota en unos minutos y es bastante ineficaz. Por cada 10 mmHg de descenso de la pCO2, el bicarbonato en plasma desciende 2 mmol/L. Además, en la alcalosis respiratoria aguda, como ya se ha citado anteriormente, se estimula la glucólisis, por lo que se incrementa la producción de ácido láctico y pirúvico, descendiendo también por este mecanismola cifra de bicarbonato. En el plazo de unas horas empiezan a manifestarse los mecanismos compensadores renales. El descenso de la pCO2 inhibe la reabsorción y la regeneración tubular de bicarbonato. Este mecanismo compensador, mucho más eficaz que el de la alcalosis respiratoria crónica, es máximo a los 3-5 días, y por cada 10 mmHg de descenso de la pCO2 logra disminuir el bicarbonato en plasma 4-5 mmol/L. Este mecanismo compensador renal es tan eficaz que puede, a diferencia de otros trastornos del equilibrio ácido-básico, normalizar la concentración de hidrogeniones en plasma. Patogenia. La hiperventilación aguda con frecuencia se debe a una crisis acusada de ansiedad, aunque también puede estar causada por enfermedades graves como una sepsis por gramnegativos (fases iniciales), embolia pulmonar, neumonía o insuficiencia cardíaca congestiva. Otras causas de alcalosis respiratoria aguda son: fiebre, intoxicación por salicilatos, enfermedades que afectan directamente el centro respiratorio (ictus, encefalitis, meningitis, tumor cerebral, etc.). La alcalosis respiratoria crónica es menos frecuente y por lo general se debe a enfermedades crónicas hepáticas o pulmonares o neoplasias del SNC. Cuadro clínico y diagnóstico. La hipocapnia aguda como consecuencia del descenso del calcio iónico del líquido extracelular produce, debido al descenso de la concentración de hidrogeniones, irritabilidad neuromuscular, parestesias en las partes acras y peribucales, calambres musculares y, en casos muy graves, tetania. También pueden observarse trastornos del sensorio. Por el contrario, la alcalosis respiratoria crónica suele ser asintomática o cursar con la sintomatología propia de laenfermedad causal. El laboratorio muestra un descenso de la pCO2 con aumento del pH y ligera elevación de la bicarbonatemia en las formas agudas, con incrementos de bicarbonato en plasma y apenas variación del pH en las formas crónicas. La alcalosis respiratoria provoca hipofosforemia por entrada de fósforo en el espacio intracelular. Dado que en la alcalosis respiratoria crónica el valor de pH es normal, los trastornos metabólicos asociados producirán acidemia (acidosis metabólica) o alcalemia (alcalosis metabólica), junto con desviaciones en la concentración de bicarbonato en plasma, como se ha descrito en apartados anteriores. Tratamiento. El tratamiento de la alcalosis respiratoria se basa en tratar la enfermedad causal. La hiperventilación por crisis de ansiedad acostumbra a ceder haciendo respirar al paciente en un ambiente rico en CO2 (mascarilla de ventimask con orificios tapados, por ejemplo), aunque si fracasa esta maniobra está indicada la sedación.
  25. 25. UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de Medicina/Cd. Mendoza FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA | Tania Morán Villanueva 21 ALTERACIONES DEL METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO Trastornos del metabolismo del glucógeno Página 21
  26. 26. FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA Tania Morán Villanueva Trastornos del metabolismo de la galactosa Página 27 Trastornos del metabolismo de la fructosa Página 30 Otras alteraciones del metabolismo de los hidratos de carbono Página 32 Antes de describir las alteraciones del metabolismo de los hidratos de carbono es necesario destacar su importancia y la necesidad de que esté estrechamente regulado. Por una parte, la glucosa es el sustrato de la glucólisis, única vía para obtener energía (ATP) en condiciones de anaerobiosis o en ausencia de mitocondrias, como ocurre en los hematíes. Además, la glucosa es la principal fuente energética del cerebro, por lo que una disminución de la glucosa disponible puede dañarlo significativamente. Esto justifica los complejos mecanismos de control que el hígado ha desarrollado para mantener una glucemia constante. La mayoría de los hidratos de carbono de la dieta provienen del almidón, la sacarosa y la lactosa, que son hidrolizados a los monosacáridos libres, glucosa, fructosa y galactosa, en la pared intestinal. La galactosa y la fructosa son rápidamente metabolizadas por el hígado mediante su conversión a glucosa. Este metabolismo no está sujeto a regulación. La glucosa es utilizada como fuente de energía por todos los tejidos. Sin embargo, el hígado sólo emplea una mínima parte de la glucosa para obtener energía, ya que para ello consume principalmente ácidos grasos. Su función fundamental es la conservación de la concentración plasmática de glucosa. Cuando ésta aumenta, por ejemplo tras la ingestión, el hígado capta glucosa y la almacena en forma de glucógeno. Cuando la glucemia disminuye, como ocurre en el ayuno, el hígado libera glucosa a la sangre en beneficio del cerebro, los hematíes y otros tejidos. Esta glucosa proviene de la hidrólisis del glucógeno o de la gluconeogénesis a partir de precursores no hidratos de carbono (piruvato, lactato, glicerol y algunos aminoácidos). Trastornos del metabolismo del glucógeno Se incluyen bajo esta definición los trastornos genéticos que afectan la vía de formación del glucógeno y las de su utilización. El glucógeno es un polisacárido formado por moléculas de glucosa unidas entre sí predominantemente por enlaces a-1,4 y en un 7-10% por enlaces a-1,6. Estas uniones confieren a la molécula de glucógeno una estructura arbórea que permite acumular millones de moléculas de glucosa sin variación de la presión osmótica. El contenido de glucógeno es superior en el hígado que en el músculo (unos 70 mg/g de tejido y unos 15 mg/g de tejido, respectivamente). Sin embargo, este contenido fluctúa notablemente como consecuencia de la alimentación y de los estímulos hormonales. En el hígado, el glucógeno tiene como misión mantener la glucemia, y en el músculo, se utiliza para la obtención de energía (ATP) durante la contracción muscular. Las vías metabólicas de síntesis y degradación del glucógeno se esquematizan en la siguiente figura.
  27. 27. UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de Medicina/Cd. Mendoza FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA | Tania Morán Villanueva 23 Glucogenosis y otras alteraciones del metabolismo de los hidratos de carbono. Los números romanos indican el tipo de glucogenosis causado por la deficiencia de la enzima correspondiente. La internalización de la glucosa en los tejidos requiere su fosforilación a glucosa- 6-fosfato (G-6-P), mediante una hexocinasa –que en el hígado es específicamente una glucocinasa–. La G-6-P se convierte en glucosa-1-fosfato (G-1-P) mediante la fosfoglucomutasa. La G-1-P utilizando uridintrifosfato (UTP) y mediante la pirofosforilasa de glucosiluridildifosfato se transforma en uridindifosfato glucosa (UDPG). Seguidamente, a partir de un polímero preexistente, se van añadiendo restos de glucosa a través de enlaces a-1,4 por acción de la glucógeno-sintetasa. Mediante la enzima ramificante a-1,4-glucano (a -1,4- glucano-6-glucosiltransferasa), que transfiere un oligosacárido con uniones a-1,4 a una posición a-1,6, se completa la estructura normal del glucógeno. La degradación del glucógeno se lleva a cabo mediante dos sistemas enzimáticos: la fosforilasa y la enzima desramificante. La fosforilasa hidroliza los enlaces a-1,4 liberando G-1-P. Esta enzima se presenta en una forma activa a, fosforilada, y una inactiva b. El paso de la forma b a la a requiere la participación de la enzima fosforilasa-b-cinasa. La enzima desramificante es una proteína bifuncional. Su actuación incluye dos pasos. En el primero transfiere tres restos de glucosa de una cadena lateral en degradación a una central (actividad de transferasa de glucano), dejando un único resto de glucosa unido a la cadena central por un enlace a-1,6. Éste es hidrolizado en un segundo paso a glucosa libre (actividad a-1,6- amilasa). Esta degradación del glucógeno se traduce en la formación de glucosa libre en un 8-10% y de G-1-P en un 90%. La G- 1-P es convertida en G-6-P por acción de la fosfoglucomutasa. Para poder ser liberada al torrente sanguíneo y de este modo mantener la glucemia, la G-6-P debe ser desfosfatada a glucosa mediante la enzima glucosa-6-fosfatasa. En el músculo, la G-1-P y la G-6-P entran en la glucólisis para la obtención de ATP durante la contracción muscular. La regulación del metabolismo del glucógeno en el hígado se lleva a cabo a través de la concentración de glucosa extracelular. Para mantener la glucemia, el hígado actúa como dador o captador de glucosa, dependiendo de los niveles extracelulares. Las enzimas clave para la regulación son la fosforilasa y la sintetasa. Hormonas como el glucagón activan la glucogenólisis a través de una serie de reacciones en cascada que utilizan el AMPc para la activación de la fosforilasa y la inhibición de la sintetasa. Por su parte, la insulina activa la síntesis de glucógeno. En el músculo no existe la regulación del metabolismo del glucógeno a través de la glucosa. El calcio estimula la fosforilasa- b-cinasa, y es el mismo glucógeno el que actúa inhibiendo la síntesis excesiva. Al igual que en el hígado, la insulina favorece la síntesis de glucógeno.
  28. 28. FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA Tania Morán Villanueva Atendiendo a las manifestaciones clínicas, a los criterios de diagnóstico y a su tratamiento, los trastornos genéticos que afectan el metabolismo del glucógeno pueden dividirse en dos categorías: las que tienen una fisiopatología hepática hipoglucémica y las musculares. Dentro del primer grupo estarían las glucogenosis tipos Ia, Ib, III, VI y VIa, y dentro del segundo las glucogenosis tipos V, VII y los defectos de la glucólisis que no causan acumulación de glucógeno. Sin embargo, existen entidades que presentan una fisiopatología peculiar, como las glucogenosis tipos II y IV. Si bien la nomenclatura más difundida de las glucogenosis es la de la numeración romana, existen ciertas confusiones por la asignación de diferente numeración para una misma entidad. Por ello es recomendable nombrarlas utilizando el defecto enzimático. El uso de los nombres propios se mantiene por razones históricas. En conjunto, la prevalencia de las glucogenosis es de 1:20.000-1:25.000, siendo los tipos I, II, III y IV los más frecuentes. Todas ellas se transmiten de forma autosómica recesiva, con excepción de la deficiencia de fosforilasa-b-cinasa que está ligada al cromosoma X. Glucogenosis tipo Ia o enfermedad de Von Gierke Esta entidad se debe a la deficiencia de la enzima glucosa- 6-fosfato-fosfatasa, que conduce a la incapacidad para la obtención de glucosa a través de la glucogenólisis y la gluconeogénesis. Este trastorno se manifiesta ya en el primer año de vida por hipoglucemia sintomática, hepatomegalia, nefromegalia, facies redondeada e hipotrofia muscular. Las hipoglucemias, más o menos graves, se acompañan de acidosis láctica e hiperlipemia, que incluye tanto la elevación de los triglicéridos como del colesterol. Esta hiperlipemia puede producir xantomas eruptivos y cambios retinianos típicos. La hepatomegalia y la nefromegalia son importantes, en tanto que la esplenomegalia es discreta. La hiperuricemia, como consecuencia del aumento del metabolismo de las purinas y de la insuficiencia renal, adquiere gran importancia en los individuos afectos a partir de la adolescencia. Suelen desarrollarse adenomas hepáticos, que en algunos casos pueden malignizarse. Aparecen anemia moderada, debido a hemorragias frecuentes, y diátesis hemorragípara, a causa de trastornos de la función plaquetaria. Son frecuentes las diarreas por la malabsorción intestinal de la glucosa y osteoporosis por las acidemias crónicas y la insuficiencia renal que presentan estos pacientes. El diagnóstico definitivo se lleva a cabo mediante valoración de la glucosa-6-fosfato-fosfatasa en el hígado y la demostración de los agregados de glucógeno en el citoplasma de los hepatocitos. En los pacientes en los que la hipoglucemia y la acidosis láctica no son tan patentes, puede efectuarse la prueba del glucagón en ayunas, que consiste en determinar el incremento de los niveles de lactato superiores a 2,4 mmol/L frente a una respuesta normal de glucosa. El tratamiento se basa en evitar las hipoglucemias y la acidosis láctica mediante una alimentación frecuente durante el día y continua por sonda nasogástrica durante la noche. El régimen debe incluir un 60% de hidratos de carbono que no contengan galactosa o fructosa. Es apropiado el empleo de harina de maíz crudo como base dietética. Dado que con la edad los niveles de ácido úrico tienden a ser muy elevados, deben controlarse con alopurinol (inhibidor de la xantinaoxidasa). Sin embargo, no está claro si con este régimen se evita el riesgo de la degeneración maligna del hígado, así como el de aterosclerosis consecuente a la hiperlipemia. En algunos casos se han practicado anastomosis portocava, aunque no siempre con éxito. El trasplante hepático debe considerarse tras el fracaso de las otras posibilidades terapéuticas y para evitar las complicaciones, como la aparición de adenomas y su malignización. No es posible en la actualidad el diagnóstico prenatal.
  29. 29. UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de Medicina/Cd. Mendoza FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA | Tania Morán Villanueva 25 Glucogenosis tipo Ib o deficiencia de la actividad translocasa microsomal La función de esta enzima es el transporte de la G-6-P dentro del retículo endoplásmico, para su posterior hidrólisis por la glucosa-6-fosfato-fosfatasa. Los individuos que padecen esta enfermedad presentan una clínica similar a la del tipo Ia, algo más grave y con dos rasgos típicos, la neutropenia y las infecciones recurrentes. Las pruebas de laboratorio, como las de tolerancia, son las mismas que se utilizan para el tipo Ia. En estos pacientes se observa una actividad normal glucosa-6-fosfato-fosfatasa en hígado congelado o en presencia de detergentes (debido a la rotura de membranas, que liberan las enzimas particuladas). La actividad es nula cuando se mide en tejido fresco. Se puede determinar el transporte de la glucosa en los neutrófilos polimorfonucleares. El tratamiento es el mismo que para la Ia. Tampoco es posible el diagnóstico prenatal. Glucogenosis tipo II o enfermedad de Pompe Esta glucogenosis se debe a la deficiencia de la enzima a-glucosidasa, encargada de la degradación del glucógeno intralisosomal. A diferencia de las otras glucogenosis, no provoca las anomalías típicas del metabolismo intermediario. Hay tres formas de presentación: infantil, juvenil y adulta. La primera se caracteriza por hipotonía con debilidad muscular, cardiomegalia y hepatomegalia. Las enzimas musculares están aumentadas. Estos pacientes suelen fallecer al año de vida por insuficiencia cardíaca. La forma juvenil cursa con distrofia muscular de carácter progresivo y anomalías en la marcha. La visceromegalia es variable. La evolución es lenta hasta la muerte por descompensación cardiorrespiratoria. La forma adulta se manifiesta en la segunda o la tercera décadas sólo con miopatía. El diagnóstico definitivo se efectúa mediante la valoración de la a- glucosidasa en fibroblastos y la acumulación intralisosomal de glucógeno en hígado y músculo. Estos pacientes presentan además una oligosacariduria típica. No existe tratamiento. Es posible el diagnóstico prenatal mediante la valoración enzimática en vellosidades coriónicas y amniocitos. Glucogenosis tipo III o enfermedad de Cori Esta entidad se debe a la deficiencia de la enzima desramificante, amilo-a-1,6-glucosidasa. Clínicamente estos pacientes pueden presentar hipoglucemias a partir del primer año de vida, junto con una clínica muy similar a la del tipo Ia pero más leve. Sin embargo, se diferencia de esta última por la presencia de esplenomegalia y porque ésta disminuye, al igual que la hepatomegalia, con la edad. Hay diferentes formas fenotípicas. En general evolucionan con la edad a miopatía muscular, que puede causar incapacidad en los adultos. Alrededor del 80% de los pacientes presentan hipoglucemia en ayunas, con elevación de colesterol y triglicéridos mucho más atenuada que en el tipo Ia; nunca se detecta hiperuricemia. Después de la administración de adrenalina o glucagón en ayunas, la respuesta de la glucosa es anormal, aunque puede ser normal si se realiza la prueba posprandial. No hay aumento de ácido láctico, pero la cetosis es manifiesta. El diagnóstico se basa en la demostración de la acumulación de glucógeno, de la deficiencia de amilo alfa-1,6-glucosidasa en hematíes y de la presencia de oligosacáridos ricos en glucosa en la orina. Sin embargo, dada la gran variabilidad fenotípica, en los pacientes que presentan manifestaciones clínicas muy sugerentes y normalidad enzimática en los hematíes se recomienda la investigación de la actividad enzimática en otros tejidos (fibroblastos, hígado y músculo). El tratamiento es el mismo que para la glucogenosis tipo I, pero dado que las hipoglucemias no son tan intensas, sólo en los casos más graves se requiere la alimentación nocturna nasogástrica. En la mayoría de los casos es suficiente una comida nocturna. Se puede añadir galactosa y fructosa y también proteínas, siempre que el 40-50% del aporte calórico total proceda de los hidratos de carbono.
  30. 30. FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA Tania Morán Villanueva Glucogenosis tipo IV, enfermedad de Andersen o amilopectinosis Esta glucogenosis está causada por la deficiencia de la enzima ramificante amilo a-1,4-1,6- glucotransferasa. Clínicamente estos pacientes presentan, en el período de lactancia, hepatosplenomegalia progresiva, hipotonía muy intensa y atrofia muscular, con desarrollo consiguiente de cirrosis hepática a causa de la acumulación de glucógeno de estructura anormal, sin ramificaciones. Los pacientes fallecen en el segundo año de vida por insuficiencia hepática y cardiopatía. Presentan una hepatopatía grave, sin hipoglucemias y con unos niveles de glucógeno dentro de la normalidad. El diagnóstico se basa en la demostración del déficit enzimático en fibroblastos y hematíes y en la acumulación de glucógeno de estructura anómala en tejidos. El único tratamiento paliativo es, al parecer, el trasplante hepático (efectuado en un solo paciente pero con resultados muy alentadores). El diagnóstico prenatal es posible utilizando tanto amniocitos como vellosidades coriónicas cultivadas. Glucogenosis tipo V o enfermedad de McArdle Está causada por la deficiencia de la enzima fosforilasa muscular. Clínicamente estos pacientes presentan intolerancia al ejercicio, asociada a mialgias y debilidad muscular, que desaparece en el reposo. En la mitad de los casos se producen mioglobinuria e insuficiencia renal. La edad de aparición más frecuente es la infancia. Sin embargo, existe una gran variabilidad fenotípica, que comprende desde una miopatía infantil fatal hasta una miopatía moderada de aparición en la cuarta o la quinta décadas. El diagnóstico definitivo se establece mediante la determinación de fosforilasa en músculo obtenido por biopsia. Glucogenosis tipo VI o enfermedad de Hers En este grupo se incluyen los pacientes que presentan déficit de la actividad fosforilasa no muscular. Esta enzima se presenta en dos formas: una inactiva, b, que se transforma en activa, a, por fosforilación de un resto de serina, catalizado por la enzima fosforilasa-b-cinasa. La fosforilasa-b- cinasa es una proteína heteropolimérica formada por cuatro subunidades diferentes (a, b, g y d) codificadas por genes diferentes. La subunidad a está codificada en el cromosoma X. La subunidad d es una calmodulina que permite que la fosforilasacinasa sea regulada a través del calcio. La actividad catalítica se sitúa en la subunidad g, que confiere además especificidad tisular. Las subunidades a y b son las que regulan la actividad catalítica en función del grado de fosforilación. Por lo tanto, el déficit de fosforilasa puede estar causado tanto por una alteración de la fosforilasa per se como por una mutación en los genes que codifican cada una de las cuatro subunidades de la fosforilasa-b-cinasa. Así pues, dentro de este grupo se incluyen: a) déficit de fosforilasa hepática, de herencia autosómica recesiva; b) déficit de fosforilasa-b-cinasa hepática, ligada al cromosoma X o autosómica recesiva, y c) déficit de la fosforilasa-b-cinasa hepática y muscular de herencia autosómica recesiva. Aunque clínicamente existe una gran variabilidad fenotípica, las manifestaciones más frecuentes son la hepatomegalia, el retraso motor y del crecimiento y la hiperlipemia. Algunos pacientes presentan hipoglucemia cetósica en ayunas. En ciertos pacientes la prueba de la galactosa se halla alterada, con aumento del ácido láctico, mientras que en otros es normal. La prueba de estimulación del glucagón es muy variable y poco informativa. Se han descrito algunos pacientes con déficit sólo de la fosforilasa-cinasa muscular y con una presentación clínica variable desde una miopatía grave en la infancia hasta una intolerancia al ejercicio en un paciente adulto. Se han descrito 2 pacientes que presentaron un déficit de fosforilasa- cinasa exclusivamente en el miocardio, de curso mortal.
  31. 31. UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de Medicina/Cd. Mendoza FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA | Tania Morán Villanueva 27 El diagnóstico de la deficiencia de fosforilasa hepática puede realizarse en hematíes, aunque éstos no siempre reflejan la actividad hepática, como consecuencia de las numerosas isoenzimas de este tipo celular. El diagnóstico diferencial con las glucogenosis tipos I y III se basa en la sintomatología, mucho más benigna, que en ocasiones ni siquiera justifica la biopsia hepática. En los déficit de fosforilasa-b-cinasa ligados al cromosoma X, la demostración del estado homocigoto o heterocitogo puede establecerse por la medición enzimática en hematíes. Para la forma autosómica recesiva, mucho más grave, es necesaria la valoración de la enzima en tejido hepático. En las formas musculares, tanto de músculo esquelético como de miocardio, es necesario remitirse a dichos tejidos. En las formas hepáticas se ha detectado la presencia de oligosacáridos ricos en glucosa. En la mayoría de los casos no se requiere una terapia especial. Glucogenosis tipo VII o enfermedad de Tauri Se debe a la deficiencia de la enzima fosfofructocinasa, cuya función es fosforilar la fructosa- 6-fosfato a fructosa-1,6- difosfato. Por lo tanto, un bloqueo de este paso determina la incapacidad para la obtención de energía a partir de la glucosa libre o del glucógeno. La enzima es un tetrámero, que en el músculo está formado por un único tipo de subunidades. En los hematíes se expresan dos subunidades diferentes, la del músculo y la hepática. Los pacientes afectos de esta deficiencia presentan una miopatía muscular con intolerancia al ejercicio acompañado de calambres, mioglobinuria e hiperuricemia. Estos dos últimos síntomas son menos acusados que en la glucogenosis tipo V, entidad clínicamente muy similar. Se diferencia, además, de esta última porque los pacientes presentan anemia hemolítica (como consecuencia del déficit parcial de la fosfofructocinasa eritrocitaria). El diagnóstico se basa en la demostración del déficit enzimático en el músculo y el déficit parcial en los hematíes. Aunque la acumulación de glucógeno es moderada, éste presenta una estructura lineal parecida a la que se detecta en la glucogenosis tipo IV. Esto se debe al incremento de la G-6-P que se produce como consecuencia del bloqueo. Este incremento activa la glucógeno-sintetasa, lo que ocasiona un desequilibrio de la relación entre la actividad de esta última enzima y la ramificante. Estos pacientes no requieren una terapia específica, pero es recomendable, a diferencia de las otras glucogenosis, no tomar hidratos de carbono antes del ejercicio, ya que provocan una disminución de los ácidos grasos libres y cuerpos cetónicos, única fuente alternativa del músculo en estos pacientes. Glucogenosis tipo 0 o deficiencia de glucógeno-sintetasa Los pacientes con este trastorno presentan hipoglucemias e hipercetosis en ayunas e hiperlacticoacidemias posprandiales. El hígado está ligeramente aumentado de tamaño y las manifestaciones clínicas son similares a las de las hipoglucemias cetósicas. La prueba del glucagón es anormal, con obtención de una curva plana de glucosa. La prueba de las hexosas produce un aumento de lactato. Al igual que la glucogenosis tipo III, el déficit se demuestra en el hígado y en los hematíes. El tratamiento consiste en comidas frecuentes ricas en proteínas para prevenir la hipoglucemia y la cetosis. Otros defectos en la glucólisis que no causan acumulación de glucógeno Se han descrito casos aislados con déficit de fosfoglicerato- cinasa, fosfoglicerato-mutasa o láctico-deshidrogenasa muscular. Estos pacientes presentan un cuadro clínico similar al de aquellos con glucogenosis tipo V.
  32. 32. FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA Tania Morán Villanueva Trastornos del metabolismo de la galactosa Se conocen tres trastornos del metabolismo de la galactosa que producen galactosemia: las deficiencias de galactocinasa, galactosa-1-fosfato-uridiltransferasa y uridindifosfogalactosa- 4- epimerasa. Estas tres entidades son de herencia autosómica recesiva y causan algún tipo de síndrome tóxico. Por ello, es esencial establecer un diagnóstico y un tratamiento rápidos. La fuente más importante de galactosa en la dieta es el disacárido lactosa, principal azúcar de la leche. La hidrólisis de la lactosa por la lactasa intestinal la desdobla en sus dos componentes, glucosa y galactosa. La galactosa es metabolizada en el hígado mediante una serie de reacciones enzimáticas que tienen como objetivo su isomerización a glucosa, para su posterior utilización. El metabolismo de la galactosa y sus trastornos tienen particular importancia en el recién nacido, cuya nutrición está basada en la ingesta de leche. La primera reacción es la fosforilación de la galactosa por la galactocinasa. El gen para esta enzima se localiza en la zona q21-22 del cromosoma 17: Galactosa + ATP Galactocinasa ⟶Galactosa-1-fosfato + ADP El segundo paso es catalizado por la galactosa-1-fosfatouridiltransferasa (gal-PUT), cuyo gen está localizado en la zona 9p13: Galactosa-1-fosfato + UDP-glucosa Gal-1-PUT⟶ UPD Galactosa + Glucosa-1-fosfato Finalmente, la conversión de UDP-galactosa en UDP-glucosa es llevada a cabo por acción de una epimerasa cuyo locus se sitúa en 1pter-p32: UDP-galactosa ⟵UDP-galactosa-4-epimerasa ⟶UDP-glucosa Esta reacción, aparte de su intervención en el metabolismo de la galactosa, tiene un amplio significado biológico en las situaciones en las que sólo se dispone de glucosa y requiriéndose galactosa como constituyente de polisacáridos complejos. Cuando el metabolismo de la galactosa está interrumpido por deficiencia de alguna de sus enzimas, se acumulan lossustratos precedentes no metabolizados. En todos los casos hay acumulación de galactosa, que es demostrable en sangre (galactosemia) y orina (galactosuria). La galactosa acumulada puede reducirse mediante la aldosa-reductasa. El galactitol así formado no se metaboliza ulteriormente, sino que se acumula en algunos tejidos o es excretado por el riñón. La aldosa-reductasa es particularmente abundante en el cristalino, donde el galactitol formado se acumula causando cataratas por efecto del aumento de la presión osmótica. También, aunque en menor proporción, la galactosa puede ser oxidada a galactonato. La presencia de galactitol y galactonato puede demostrarse en plasma, orina o tejidos de los pacientes galactosémicos.
  33. 33. UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de Medicina/Cd. Mendoza FISIOPATOLOGÍA SINDROMÁTICA | Tania Morán Villanueva 29 En las deficiencias de transferasa y epimerasa se acumula además galactosa-1-fosfato, que es demostrable en hematíes y otros tejidos de los pacientes afectos. Este compuesto se ha relacionado con la afectación sistémica y neurológica que caracteriza estas enfermedades, aunque la causa bioquímica de su toxicidad no está aun totalmente aclarada. En los dos casos descritos de deficiencia de epimerasa generalizada había también una elevación de UDP-galactosa en los hematíes. El cuadro clínico de las galactosemias es el resultante de la toxicidad de la galactosa o sus derivados. En la deficiencia de galactocinasa es más leve y suele limitarse al desarrollo de cataratas. En las deficiencias de transferasa y epimerasa aparece un cuadro agudo caracterizado por rechazo del alimento, vómitos, diarreas, fallo de crecimiento, ictericia, hepatopatía, retraso mental y cataratas. En algunos países se llevan a cabo programas de detección precoz de galactosemia en recién nacidos. Sin embargo, en la mayoría de los casos, cuando se detecta un caso positivo, el niño afecto ha sido ya ingresado en el hospital, normalmente a causa de su ictericia. Ante un paciente con un cuadro clínico sugestivo de galactosemia y que consume una dieta láctea, el primer dato diagnóstico es la presencia de cuerpos reductores en orina. El diagnóstico se basa en la demostración de los metabolitos acumulados y del déficit enzimático en hematíes, aunque también puede determinarse en fibroblastos cultivados. Es importante tener en cuenta que si se han realizado transfusiones sanguíneas, las determinaciones deben posponerse 3-4 meses. El tratamiento se basa, en todos los casos, en la restricción de la galactosa de la dieta. En la deficiencia de transferasa ha de ser total, mientras que en la de epimerasa debe ser parcial. En los cuadros agudos, los síntomas desaparecen con rapidez tan pronto se ha instaurado la alimentación sin galactosa. Deficiencia de galactocinasa La galactocinasa es la enzima responsable de la fosforilación de la galactosa. En los individuos afectos, las cataratas son normalmente la única alteración, aunque en algún caso se han descrito trastornos neurológicos cuya relación con la enfermedad no ha sido totalmente aclarada. La detección de los pacientes suele realizarse en el curso de proyectos masivos de diagnóstico precoz de galactosemia. Su prevalencia se ha calculado en 1/40.000 recién nacidos. Esta deficiencia debería investigarse en todos los individuos con cataratas nucleares. El primer paso consiste en demostrar el aumento de galactosa y galactitol en sangre y orina tras la ingestión de leche o la prueba de sobrecarga de galactosa. La confirmación del defecto enzimático se realiza normalmente en sangre total, aunque también puede efectuarse en lisado de hematíes o fibroblastos cultivados. Los individuos heterocigotos tienen una actividad intermedia. La eliminación de la leche de la dieta parece ser suficiente para evitar el desarrollo de cataratas, de modo que pueden tolerarse otras fuentes menores de galactosa, como legumbres, verduras, derivados lácteos, productos farmacéuticos con galactosa como excipiente, etc. Se ha postulado una predisposición de los heterocigotos a desarrollar cataratas precoces. La cuestión no está todavía bien aclarada, pero, aun sin apoyo científico comprobado, parece aconsejable para los heterocigotos restringir la ingesta de leche. Deficiencia de galactosa-1-fosfatouridiltransferasa o galactosemia clásica Este síndrome fue descrito en 1935. Las estimaciones de su incidencia son muy variables, pero la prevalencia media es de 1/62.000.

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