Bases bioquímicas de los métodos para la determinación de Hormonas Tiroideas




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fecha de publicación18.01.2016
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Bases bioquímicas de los métodos para la determinación de Hormonas Tiroideas

Br. Diego Enrique Guerra Bello.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/24/tiroides_anatomia_01.jpg/250px-tiroides_anatomia_01.jpg


La tiroides o glándula tiroidea es una glándula neuroendocrina, situada justo debajo al cartílago tiroides y sobre la tráquea. Pesa entre 15 y 30 gramos en el adulto, y está formada por dos lóbulos en forma de mariposa a ambos lados de la tráquea, ambos lóbulos unidos por un istmo. La glándula tiroides regula el metabolismo del cuerpo, como productora de proteínas y reguladora de la sensibilidad del cuerpo a otras hormonas.

La tiroides participa en la producción y secreción de las hormonas tiroxina (T4) y triyodotironina (T3), hacia el torrente sanguíneo, donde se deberán unir a unas proteínas transportadoras las cuales permitirán su transito por el organismo. Entre las proteínas transportadoras de estás hormonas podemos encontrar, la globulina transportadora de Tiroxina (TBG), la cual es la más importante, la Transtiretina y la albúmina. Estas hormonas secretadas por la Glándula Tiroides regulan el metabolismo basal y afectan el crecimiento y grado de funcionalidad de otros sistemas del organismo. La tiroides también sintetiza la hormona calcitonina que juega un papel importante en la homeostasis del calcio. La tiroides es controlada por el hipotálamo y pituitaria.

La síntesis hormonal está regulada enzimáticamente y precisa de un oligoelemento esencial, el yodo, que se obtiene en la dieta en forma de yoduro. El yodo se almacena en el coloide, el cual es el espacio interno del folículo tiroideo y que se encuentra rodeado por células cuboidales, y se une con fragmentos de tiroglobulina para formar T3 o T4. Cuando la concentración de yodo es superior a la ingesta requerida se inhibe la formación tanto de T4 como de T3.http://www2.uah.es/practicas_citologia_histologia/images/tiroid10.jpg

La liberación de hormonas está dada por la concentración de T4 en sangre; cuando está es baja, ocurre una liberación de TRH (hormona liberadora de tirotropina) por parte del Hipotálamo; esto promueve que la Glándula Hipófisis secrete tirotropina (TSH), denominada también hormona estimulante de la tiroides u hormona tirotrópica, la cual regula la producción de hormonas tiroideas, promoviendo la endocitosis del coloide, su digestión por enzimas lisosómicas y la liberación de T4 y T3 a la circulación. Esté proceso es conocido con el nombre de retroalimentación de bucle cerrado el cual es el encargado de mantener concentraciones ideales de estas hormonas en sangre. c:\users\diego\downloads\relación entre el hipotálamo y la glándula hipófisis.jpg


Diego Enrique Guerra
La tiroxina y la triyodotironina pueden ser medidas como tiroxina libre y triyodotironina libre, que son indicadores de la actividad de la tiroxina y triyodotironina en el cuerpo. También pueden ser medidas como tiroxina total y triyodotironina total. La medición de la concentración de estás hormonas en el organismo también no servirá para determinar el estado funcional de la Glándula Tiroides en un paciente, por lo tanto nos ayudara a formular un diagnostico certero acerca de dicho paciente.

La medición de estás hormonas en el organismo, se puede llevar a cabo mediante una técnica de inmunoensayo en la cual un antígeno inmovilizado se detecta mediante un anticuerpo enlazado a una enzima capaz de generar un producto detectable como cambio de color o algún otro tipo. El producto al generar una reacción, como un cambio de color visible, esté será cuantificable mediante un espectrofotocolorímetro o espectrofotómetro. La concentración de producto coloreado va a encontrarse relacionado con la concentración del antígeno. Este método recibe el nombre de ELISA (acrónimo del inglés Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay, es decir, Ensayo por inmunoabsorción ligado a enzimas).

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Jeffrey M. Vinocur

En la imagen: (1) la placa está recubierta con un anticuerpo de captura, (2) se añade la muestra, y cualquier antígeno presente se une al anticuerpo de captura, (3) la detección de anticuerpos se añade, y se une al antígeno; (4) Enzima ligada a anticuerpo secundario se añade, y se une a la detección de anticuerpos, (5) se añade el sustrato, y se convierte por la enzima a la forma detectable.

Determinación de los niveles Hormonales de Tirotropina u Hormona Estimulante de la Tiroides (TSH)

La Tirotropina (TSH) se trata de una hormona glicoproteica secretada por el lóbulo anterior de la hipófisis (adenohipófisis) que aumenta la secreción de tiroxina y triyodotironina. Con un peso molecular de unos 28.000 uma, aproximadamente, esta hormona produce unos efectos específicos sobre la glándula tiroides, como el aumento de la proteólisis de tiroglobulina (proteína yodada que proporciona los aminoácidos para la síntesis de las hormonas tiroideas), lo que hace que se libere tiroxina y triyodotironina a la sangre; el aumento de la actividad de la bomba de yodo; el aumento de la actividad secretora y del tamaño de las células tiroideas, y el aumento de la yodación del aminoácido tirosina, entre otros.

Para la obtención de la concentración de TSH en sangre se utiliza la prueba de TSH ELISA  sándwich (Ensayo de captura de antígeno y detección mediante inmunocomplejos). Como una prueba de segunda generación, usa un anticuerpo monoclonal anti-TSH altamente específico que esta fijado en la superficie de los microcillos. En el primer paso de incubación, las muestras, los calibradores o controles y el conjugado enzimático (anti-TSH marcada con peroxidasa) se forma el complejo tipo sándwich el cual se une a la superficie de los micropocillos por ser fijado al anticuerpo inmovilizado. Al final de la incubación el exceso de conjugado enzimático y anticuerpos monoclonales son eliminados por el lavado. Se agrega el reactivo sustrato (etapa 2) y el color resultante, el cual cambia a amarillo luego de agregar la solución de parada, es medido fotométricamente. El incremento de absorbancia es directamente proporcional a la concentración de TSH en la muestra. La concentración es evaluada por medio de la curva de calibración la cual es establecida con los calibradores de suero de concentraciones antígenas conocidas.

Se trata de un ensayo muy empleado en el que se recubre el pocillo con un primer anticuerpo anti-antígeno. Después de lavar el exceso de anticuerpo se aplica la muestra problema en la que se encuentra el antígeno, que será retenido en el pocillo al ser reconocido por el primer anticuerpo. Después de un segundo lavado que elimina el material no retenido se aplica una solución con un segundo anticuerpo anti-antígeno marcado.

Así pues cada molécula de antígeno estará unido a un anticuerpo en la base que lo retiene y un segundo anticuerpo, al menos, que lo marca. Este ensayo tiene una gran especificidad y sensibilidad debido a la amplificación de señal que permite el segundo anticuerpo. El producto final en está prueba realizada específicamente para conocer las concentraciones sanguíneas de TSH, darán como resultado un producto final coloreado donde la concentración de TSH es directamente proporcional a la intensidad del color de la muestra de la prueba.

Los niveles de TSH son considerados como el indicador disponible más sensible para el diagnostico de problemas tiroideos, midiendose en la sangre de pacientes sospechosos de sufrir de exceso (hipertiroidismo), o deficiencia (hipotiroidismo) de la hormona tiroidea, y de esta manera averiguar si un problema tiroideo es de origen primario (Glándula Tiroides) o secundario (del Hipotálamo e Hipófisis). El rango normal para TSH está entre 0,4 y 4 mIU/mL. Cuando la concentración de las hormonas tiroideas (T4 o T3) en sangre sean bajas por un problema tiroideo primario, provocara que el hipotálamo produzca más TRH, que conlleva a que la Hipófisis produzca más TSH, y por ello está se encontrara en concentraciones elevadas en sangre, ante un problema primario del tiroides.
Si por el contrario por causa de un problema tiroideo secundario, puede bajar la secreción de TRH y de TSH, lo que conllevara a que la glándula tiroides no se estimule, por lo que se verán reducidos los niveles de T3 y T4 en sangre.
Su determinación servirá de ayuda en el estudio del estado de la tiroides, diagnostico y tratamiento de las enfermedades tiroideas. A su vez servirá de control cuando se administre tratamiento hormonal o regulador de la función tiroidea.

Fuente de la patología

Nivel de TSH

Nivel de hormona tiroidea

Condiciones para enfermar

hipotálamo/hipófisis

alto

alto

benigno tumor de la pituitaria, resistencia a hormonas tiroideas o anticuerpos contra hormonas tiroideas

hipotálamo/hipófisis

bajo

bajo

hipopituitarismo

tiroides

bajo

alto

hipertiroidismo o Enfermedad de Graves Basedow

tiroides

alto

bajo

Hipotiroidismo congénito (cretinismo),

hipotiroidismo o resistencia a la hormona tiroide

Determinación de los niveles Hormonales de Triyodotironina (T3)

La triyodotironina, también conocida como T3, es una hormona sintetizada y almacenada en la glándula tiroides. Más del 99% de T3 en la sangre está unido reversiblemente a proteínas plasmáticas. La concentración de T3 es mucho menor que la de T4, pero su potencia metabólica es mucho mayor. Está afecta a casi todos los procesos fisiológicos en el cuerpo, incluyendo crecimiento y desarrollo, metabolismo, temperatura corporal y ritmo cardíaco. Su función es estimular el metabolismo de los hidratos de carbono y grasas, activando el consumo de oxígeno, así como la degradación de proteínas dentro de las células.

La determinación de T3 es una de las herramientas más importantes en el diagnostico de la enfermedad tiroidea. Su determinación ha descubierto una variedad de hipertiroidismo donde los pacientes tirotóxicos presentan valores elevados de T3 con valores normales de T4 (T3-Hipertiroidismo).

Un aumento de T3 es evidente en pacientes donde el eutiroidismo es atribuido a T3 normal con valores subnormales de T4. La determinación de T3 es útil en el monitoreo de pacientes bajo tratamiento para hipertiroidismo y pacientes que han descontinuado la terapia antitiroidea, y es especialmente útil para diferenciar sujetos eutiroideos de sujetos hipertiroideos.

Los niveles de T3 se elevan durante el embarazo, ingesta de anticonceptivos orales o tratamientos de estrógenos, paralelamente la TBG (Globulina unida a tiroxina) se incrementa de manera análoga a la T4. De la misma manera una disminución de TBG disminuye la concentración de T3. Sin embargo estos cambios del nivel de T3, no son reflejo fiel del estado tiroideo. La mejor información diagnóstica acerca de la tirostasis en estas situaciones se puede obtener con la prueba TRH.

El estudio para la detección de la concentración de T3 en sangre, es mediante una técnica de inmunoensayo enzimático competitivo de fase sólida (ELISA). Este estudio mide la concentración de Triyodotironina (T3) presente en sangre como parte de una evaluación de la función tiroidea. La prueba de T3 ELISA está basada en el principio de la unión competitiva entre la T3 de la muestra y el conjugado de T3-peroxidasa por un número limitado de sitios de unión del anti-T3 (oveja) unido al pocillo. Así la cantidad de conjugado de T3-peroxidasaque se une al pocillo es inversamente proporcional a la concentración de T3 en la muestra.

Luego de la incubación con la muestra el conjugado de T3-peroxidasa sin unir y en estado de equilibrio es removido por el lavado. La solución de substrato se agrega y se desarrolla un color azul. La intensidad de este color, el cual cambia a amarillo luego de agregar la solución de parada, es inversamente proporcional a la cantidad de T3 en la muestra.La absorbancia de los controles y las muestras es determinada usando un lector de micropocillos de ELISA (HUMAREADER) a 450nm. La concentración de las muestras es interpolada de acuerdo a la curva generada al utilizar los calibradores de suero de concentraciones antígenas conocidas.

Determinación de los niveles Hormonales de Tiroxina (T4)

La Tiroxina, también conocida como T4, es una hormona hidrófoba, sintetizada y almacenada en la glándula tiroides. Más del 99% de T4 en la sangre está unida reversiblemente a proteínas plasmáticas (principalmente a Globulina unida a Tiroxina, TBG). La medición de T4 total por prueba de inmunoensayo es una de las más confiables y convenientes pruebas para determinar la presencia de problemas tiroideos. Niveles elevados de T4 han sido encontrados en pacientes con Hipertiroidismo debido a enfermedad de Grave y de Plummer así como en tiroiditis aguda y subaguda. Bajos niveles de T4 han sido asociados con cretinismo, mixedema, enfermedad de Hashimoto y algunas anormalidades genéticas.

La prueba de T4 ELISA está basada en el pricipio de la unión competitiva entre el T4 de la muestra y el conjugado de T4-peroxidasa por un número limitado de uniones en el pocillo con anti-T4 (oveja). Así la cantidad de conjugado T4-peroxidasa que se une al pocillo es inversamente proporcional a la concentración de T4 en la muestra. Luego de la incubación con la muestra el conjugado de T4-peroxidasa sin unir y en estado de equilibrio es removido por lavado. La solución de substrato se agrega y se desarrolla un azul. La intensidad de este color, el cual cambia a amarillo luego de agregar la solución de parada, es inversamente proporcional a la cantidad de T4 en la muestra.

La absorbancia de los controles y las muestras es determinada usando un lector de micropocillos de ELISA (HUMEADORES) a 450nm. La concentración de las muestra es interpolada en la curva de calibración generada al utilizar los calibradores de suero de concentraciones antigénicas conocidas.

La medición de la tiroxina y demás elementos tiroideos, permiten evaluar el funcionamiento de la glándula tiroides y diagnosticar enfermedades relacionadas con la misma, tales como el hipotiroidismo (alta concentración de TSH y baja concentración de hormonas tiroideas en sangre) y el hipertiroidismo (baja concentración de TSH y alta concentración de hormonas tiroideas en sangre).

REFERENCIAS

  1. Jesús A. F. Tresguerres. «Anatomía y Fisiología del Cuerpo Humano.». 1ª edición. McGrawHill; 2009.

  2. Hall, John E. «Guyton y Hall. Compendio de Fisiología médica.». 12a edición. Elsevier 2012.

  3. Human Gesellschaft fur Biochemica und Diagnostica mbH. «TSH. Prueba ELISA para la determinación cuantitativa de Tirotropina (TSH) en suero o plasma humano.». Alemania. 2009.

  4. Human Gesellschaft fur Biochemica und Diagnostica mbH. «T3. Prueba ELISA para la determinación cuantitativa de Triyodotironina Total (T3) en suero o plasma humano.». Alemania. 2009.

  5. Human Gesellschaft fur Biochemica und Diagnostica mbH. «T4. Prueba ELISA para la determinación cuantitativa de Tiroxina Total (T4) en suero o plasma humano.». Alemania. 2009.

  6. Fekete C, Lechan RM. «Negative feedback regulation of hypophysiotropic thyrotropin-releasing hormone (TRH) synthesizing neurons: role of neuronal afferents and type 2 deiodinase. ». Front Neuroendocrinol, Aug-Sep 2007, (28):  pp. 97-114.

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