Manual de Prácticas de Laboratorio y Casos Clínicos. Bioquímica




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Manual de Prácticas de Laboratorio y Casos Clínicos. BIOQUÍMICA - 2014




CASO CLÍNICO No. 1

ANEMIA MEGALOBLASTICA

Lectura Obligatoria: Del texto “Bioquímica” 5ª. Ed. de Harvey, Unidad 28

y del texto “Bioquímica Médica” 3ª. Ed. de Baynes, Capítulo 11.

Para elaborar el Informe de este Caso Clínico, deben ajustarse al instructivo de la página 109.
Con la presente discusión de caso clínico, el estudiante adquiere el conocimiento y la habilidad para discutir y argumentar con bases bioquímicas el proceso implicado en el desarrollo de la anemia Megaloblástica producida por la Carencia nutricional de Vitamina B12 o Ácido Fólico.

Como evidencia de haber logrado esta competencia, el estudiante:

  1. Enumera las causas y consecuencias de las deficiencias de vitamina B12 y ácido fólico

  2. Comprende y explica la importancia de la vitamina B-12 y el ácido Fólico en el metabolismo.

  3. Describe los mecanismos de acción de las coenzimas derivadas de la vitamina B-12 y las reacciones en las que participan.

  4. Explica la interrelación existente entre las coenzimas de B-12 y los folatos.

  5. Explica las enfermedades resultantes de la deficiencia de las coenzimas derivadas de la v. B-12.


DESCRIPCIÓN DEL CASO CLÍNICO:

Paciente de 56 años quien consulta por cuadro clínico de 1 mes de evolución consistente en debilidad, ataxia, polineuropatía, pérdida del sabor de los alimentos, deposiciones diarreicas y mareo. Al examen físico se observa pálido, con marcha atáxica, alteraciones sensitivas principalmente en miembros inferiores, lengua lisa y brillante. Se toman diferentes exámenes entre ellos un hemograma con hemoglobina de 8 g/dl, hematocrito de 25% y un frote periférico que reportó anemia macrocítica hipocrómica. Se encontró Homocistinuria y Aciduria Metilmalónica. Ha sido portador crónico de Helicobacter Pylori y ha padecido otras infecciones intestinales.

Fuente: Revista de Asociación Colombiana de Gastroenterología, 23 (1), 2008. Modificado con fines docentes.


ETAPA METABÓLICA

CAUSA DE DEFICIENCIA DE Vit. B-12

Ingesta: Se obtiene cobalamina de alimento animal

y entra unida a proteínas animales.

Causas: Vegetarianismo estricto sin suplementación de vitaminas.

Boca/esófago: las glándulas salivares secretan proteína R.




Estómago:

1. Pepsina y HCL: Separan cobalamina de proteína animal

y producen cobalamina libre.

2. Proteína R: Mayor producción, unión a cobalamina

3. Factor intrínseco: Aún no se une a la proteína por

tener menor afinidad que proteína R.

Aclorhidria

Ausencia de factor intrínseco secundario a:

- Gastrectomía

- Anemia perniciosa.

Duodeno/yeyuno:

1. Secreción de más complejos cobalamina-proteína R

por vesicular biliar.

2. Secreción de proteasas que separan cobalamina

de proteína R por páncreas.

3. Cobalamina libre se une a factor intrínseco.

- Falla pancreática exocrina que lleva a la no producción

de cobalamina libre

- Proliferación bacteriana y parásitos aumentados,

que consumen cobalamina.

Íleon: Complejo cobalamina-factor intrínseco se unen al receptor en la membrana de células mucosas, las cuales

los separan, posteriormente la cobalamina se une a sus transportadores (TCI, TCII, TCIII)

- Resección ileal.

- Defecto del receptor de mucosa.

Sistémica: transporte sistémico vía porta

. Deficiencia congénita de transportadores, especialmente TCII.

Célula: Entra por endocitosis y se metaboliza

por enzimas intracelulares, formando 2 coenzimas.

- Deficiencia congénita de enzimas intracelulares.

Fuente: Revista de Asociación Colombiana de Gastroenterología, 23 (1), 2008

DISCUSIÓN DEL CASO CLÍNICO.

La Homocistinuria y la Aciduria Metilmalónica así como la anemia macrocítica de este caso, sugieren un defecto relacionado de alguna manera con el metabolismo de la Vitamina B12. La Homocistina, que es la forma di-sulfuro de la Homocisteína, se encuentra presente con frecuencia en aquellas situaciones en que se acumula Homocisteína, puesto que el grupo sulfhidrilo de este último compuesto es muy sensible a la oxidación. Ya que se sospechan valores disminuidos de Vitamina B-12, se debe pensar también en la posibilidad de que estuviera alterada la síntesis de Metionina al ser ésta dependiente de la coenzima B-12. Esta posibilidad puede estar apoyada por la presencia de Homocistinuria. El defecto no obstante, puede radicar en la propia enzima o en la disponibilidad de la coenzima que es indispensable para las reacciones bioquímicas de síntesis de Metionina y Succinil-CoA. En consecuencia, para comprender perfectamente los problemas bioquímicos de este caso, es necesario describir la estructura y funciones de las coenzimas de la vitamina B-12. (Ver Figura 1)


Figura 1.

La vitamina B-12, tal como se encuentra en las cápsulas de vitaminas, es Cianocobalamina y se reconoce porque en la posición que ocupa el grupo Metilo en el esquema anterior, se encuentra un radical C ≡ N. Ese sustituyente Cianuro aparece durante el aislamiento de la vitamina a partir de las fuentes naturales comerciales, usualmente bacterias. No se encuentra en la Cobalamina presente en el organismo y no es tóxica a las concentraciones que se obtienen por la ingesta usual de cápsulas vitamínicas. La Figura 1 corresponde a la estructura de la vitamina B12 Cianocobalamina.

La vitamina B12 se une a una proteína de la saliva llamada proteína R, se forma un complejo R+B12 hasta llegar a la luz del estomago. Las células parietales de las glándulas fúndicas del estomago sintetizan ácido clorhídrico y Factor Intrínseco (FI). En el duodeno hay enzimas que favorecen la ruptura del complejo R+B12 y la unión de la vitamina B12 al factor intrínseco. La vitamina B12 o Cianocobalamina se absorbe por endocitosis en las células del Íleon terminal, donde los enterocitos tienen receptores para el Factor intrínseco. La absorción de B12 puede ser activa, mediada por el FI o Pasiva independiente del FI.

Una vez absorbida y dentro de los vasos sanguíneos viaja unida a proteínas plasmáticas llamadas Transcorrinas y Transcobalamina II, que la transportarán por plasma hasta la médula ósea o la llevaran hasta el hígado para servir como reserva. Las reservas en hígado son aproximadamente de 2-3 mg. Las tres Cobalaminas que se encuentran en el organismo reciben el nombre de: Hidroxicobalamina, Metilcobalamina y Desoxiadenosilcobalamina. (Ver Figura 2)

Sólo la Metilcobalamina y la Adenosilcobalamina son coenzimas. Estas coenzimas se sintetizan normalmente a partir de la Cianocobalamina o Hidroxicobalamina de la dieta. Se han demostrado dos reacciones enzimáticas de las coenzimas de la Cobalamina en el hombre. En una se re-quiere Adenosilcobalamina y en la otra se utiliza Metilcobalamina.


Figura 2. METILCOBALAMINA.


Las funciones de las Vitamina B12 están relacionadas con la síntesis de Metionina y Timidina en la duplicación del ADN y con la síntesis de Acetil CoA para la mielinización del SNC. Si hay un déficit de B12 o de Factor intrínseco se verá afectada la síntesis de ADN, por defecto en la producción de purinas y pirimidinas, y por lo tanto la duplicación celular, puede causar alguna clase de anemia megaloblástica, si hay algún déficit de factor intrínseco, la anemia se denomina perniciosa.

La Adenosilcobalamina es necesaria para la isomerización de la Metilmalonil-CoA a Succinil-CoA. Esta reacción es importante para la utilización de la Metilmalonil-CoA sintetizada por la carboxilación de la Propionil-CoA, de manera que los ácidos grasos de número impar de átomos de carbono y ciertos aminoácidos cuyo metabolismo produce Propionato, puedan ser metabolizados. La Aciduria Metilmalónica observada en este caso es sugestiva de un defecto en esta reacción, en la que se requiere Desoxiadenosilcobalamina como coenzima. (Ver Figura 3)


La reacción catalizada por la enzima 5-Metil-THF-Homocisteína-Metiltransferasa (o Metionina-sintasa) tiene Cobalamina como un grupo prostético firmemente unido. Al ser aislada, la Holoenzima contiene la Cobalamina en forma de Hidroxicobalamina. Para activar el grupo prostético, éste debe ser reducido mediante una flavina reducida y metilado con S-Adenosil-Metionina (SAM).
HO—Cobalamina + SAM Metil-Cobalamina + S-Adenosil-Homocisteína



FADH2 FAD

El grupo prostético Metilcobalamina puede transferir entonces su grupo metilo a la Homocisteína y, a su vez, ser metilado por 5-metil-THF, por medio de las siguientes etapas:
Homocisteína Metionina

Metil-Cobalamina Cobalamina reducida

T H F 5-Metil-THF

Si bien la transferasa puede catalizar algunos ciclos de transferencias de metilos por esta vía, el grupo prostético puede ocasionalmente convertirse de nuevo en una forma inactiva y precisa de una posterior reactivación por FADH2 y SAM. Los detalles químicos de este proceso de activación-inactivación, no están claros, pero probablemente se encuentran relacionados con las propiedades notablemente nucleofílicas del intermediario Cobalamina reducida, que en ocasiones puede seguir una reacción lateral.

Considerando estos hechos, los datos disponibles en este caso sugieren la presencia de un defecto en la conversión de la Cobalamina a sus dos formas coenzimáticas, o en una alteración relacionable con los sustratos participantes y/o con el THF. Podría medirse el contenido total de Cobalamina en el hígado y riñones, así como también la 5-desoxiadenosilcobalamina. Si bien no se determinó la Metilcobalamina en este caso, se tomó referencia de signos y síntomas de casos similares en los que sí se encontró baja.

Por lo tanto, la actividad de Metionina Sintasa disminuida, puede ser debida a una falta de Metilcobalamina. Las reacciones relacionadas con la conversión de la Hidroxicobalamina a las coenzimas de Cobalamina no están perfectamente claras en el ser humano.

Probablemente el defecto en este caso radica en la reacción que produce un intermediario común en la síntesis de ambas coenzimas. Este intermediario verosímilmente es una Cobalamina reducida y el agente reductor es FADH2.

La falta de actividad de la reacción de síntesis de Metionina produce acumulación de Homocisteína, confirmado en este caso por la presencia de Homocistinuria. Si encontráramos cifras normales en las reservas hepáticas de vitamina B12, tendríamos base a sospechar algún estado carencial respecto al Acido Fólico; podríamos administrar Acido Fólico, y el hallazgo de cifras superiores a lo normal de 5-Metil-THF a los 5 días posteriores a su administración, reforzaría la hipótesis de la Trampa de Metilos, relacionada a la falta de la coenzima Cobalamina. En su ausencia el paso en el que el 5-Metil-THF dona su grupo metilo a la forma de Cobalamina reducida no se produce, por lo que se va acumulando el grupo metilo en la forma 5-Metil-THF y no aparece la forma de coenzima Metilcobalamina, responsable de donar su grupo metilo a la Homocisteína para convertirla en Metionina. (Ver reacciones anteriores y Figura 4)




FIGURA 4. TRAMPA DE FOLATOS O METILOS. El Acido Fólico puede dar origen a varias formas coenzimáticas que, luego de cumplir su función metabólica, pueden restaurar Tetrahidrofolato, (a la reserva de ácido fólico) para reciclarse. La dieta incrementa la reserva general y los procesos de reciclamiento la sostienen. En el caso de la formación de Metil-THF (Vía “A”), se requiere Cobalamina para reponer THF. Cuando faltan la Cobalamina (que es frecuente) o la enzima Homocisteína Metil-transferasa (efecto genético muy eventual), se produce acumulación de Metil-THF (porque se impide la Vía “B”). La disponibilidad de las otras formas de coenzimas-THF se va reduciendo y en caso extremo, se reduce la reserva. Finalmente se hace notable la alteración de la síntesis de purinas, originando anemia.

En este caso clínico el fenómeno de Atrapamiento de Metilo, fue consecuencia de la falta en la Síntesis de Metionina y de Succinil-CoA por deficiencia nutricional de B12, secundaria a una disminución en la producción de Factor Intrínseco (Anemia Perniciosa). La historia de enfermedades intestinales crónicas, apoya este diagnóstico.


GUÍA DE DISCUSIÓN:

  1. Describa los pasos del metabolismo normal de la Vitamina B-12 y folatos en nuestro organismo. Incluyendo absorción, transporte, almacenamiento y excreción.

  2. Describa como se relaciona el metabolismo de la vitamina B12 y el ácido fólico.

  3. En qué consiste la trampa de folatos.

  4. Enumere causas que pueden provocar deficiencia de vitamina B12 en un individuo, explicando cada una de ellas.

  5. ¿Cuáles son las reacciones que requieren coenzimas derivadas de Vitamina B-12 y de ácido fólico?

  6. Relacione cada uno de los síntomas y signos del paciente con la deficiencia vitamínica, explicando dicha relación desde el punto de vista bioquímico.

  7. ¿Cuáles son los valores normales de vitamina B-12 en plasma? ¿En cuales tejidos y en qué formas químicas se encuentra?

  8. ¿Cómo se diferencia clínicamente una deficiencia de folatos de una deficiencia de B12?

  9. ¿A qué se le llama anemia perniciosa?

  10. ¿Cómo se confirma el diagnóstico de anemia perniciosa?

  11. ¿Cuál es el tratamiento para la anemia perniciosa?

  12. ¿Cómo explica desde el punto de vista metabólico la Homocistinuria y Aciduria Metilmalónica presente en este paciente?


LECTURA SUGERIDA: ANEMIA MEGALOBLÁSTICA en MEDICINA INTERNA DE HARRISON y en PEDIATRÍA DE NELSON.
BIBLIOGRAFÍA:

1) BIOQUÍMICA. Montgomery, Conway, Spector y Chappell. 6ª Edición. Editorial Har- court Brace, de España, S.A., 1998.

2) BIOQUÍMICA DE HARPER. 16ª y 17ª Edición. Murray, Mayes, Granner, Rodwell.

Editorial El Manual Moderno S. A. 2004 y 2007.

3) BIOQUÍMICA. Mathews, C. K., Van Holde, K. E. y Ahern, K. G. 3ª Edición. Pearson Edu- catión, S. A. Madrid, España. 2002.

4) BIOQUÍMICA MÉDICA. John W. Baynes y Marek H. Dominiczak. 3ª. Edición.

Elsevier Mosby Barcelona, España. 2011.

5) FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA. Voet, Voet, Pratt. 2ª. Edición. Editorial Médica Pa- namericana. Buenos Aires, Argentina, 2008.
ANOTACIONES IMPORTANTES:

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