Objetivos:
Determinar las diferentes técnicas usadas en los laboratorios tanto de diagnóstico como de investigación, para la determinación analítica del cobre en el metabolismo humano en muestras de plasma sanguíneo.
Describir las diferentes patologías asociadas tanto al aumento como a la disminución del nivel de dicho oligoelemento en el torrente sanguíneo.
Metodología:
Para la realización de este trabajo, se ha llevado a cabo una revisión bibliográfica realizando una búsqueda de información científica relacionada con los objetivos planteados en el apartado anterior. Para ello, se ha realizado una búsqueda de consulta en bases de datos, bibliotecas electrónicas y buscadores, como Pubmed, Cochrane, Scielo, redalyc, medlineplus, Google académico y libros de ámbito científico relacionados con el tema tratado en el trabajo.
Las búsquedas realizadas en los distintos buscadores y páginas fueron las siguientes: Pubmed 5 búsquedas de las que se han utilizado 2 referencias, Cochrane 3 búsquedas de las que se han utilizado 1 referencia, Scielo 25 búsquedas de las que se han utilizado 12 referencias, Google académico 40 búsquedas de las que se han utilizado 15 referencias. Libros de ámbito científico 3 búsquedas de las que se han utilizado 1 referencias.
Consideraciones:
Con respecto al primer punto de los objetivos señalados, existen una gran variedad de técnicas que los laboratorios utilizan para la determinación de niveles de cobre y otros micronutrientes en muestras sanguíneas de pacientes, todas ellas están basadas en la medición por espectrofotometría y entre ellas tenemos:
Espectrofotometría:
La espectrofotometría deriva de la luz del sol, luz ultravioleta visible, empleando radiaciones del campo UV y haces del espectro electromagnético(16). Esta técnica se basa en el análisis de la cantidad de radiación electromagnética, dentro del rango de longitud de onda UV- visible que es de 400 nm, que una muestra puede absorber o transmitir dependiendo del nivel de sustancia en el interior de ésta.
Esta técnica se encuentra entre las más empleadas en los laboratorios de investigación para la realización de mediciones cuantitativas de soluciones de iones metálicos de transición, a la vez que compuestos orgánicos según su absorbancia, que es la cantidad de intensidad de luz que absorbe la muestra(16).
Esta técnica se realiza mediante un aparato llamado espectrofotómetro, idóneo para la medición tanto de la absorbancia como de la transmitancia(17).
Fluorometría:
La fluorometría es una técnica de detección de una sensibilidad muy elevada en la que a un elemento se le une un compuesto fluorescente el cual es excitado haciendo que emita luminiscencia, al retornar los electrones a su estado inicial(18). Existen ciertos metales que se convierten en productos complejos de ámbito orgánico, que están relacionados con quelatos fluorescentes caracterizados por la absorbancia de luz de una cierta longitud de onda y posteriormente dan lugar a un producto luminoso con una longitud de onda distinta a la inicial. El nivel de luminosidad que se produce es directamente proporcional a la concentración del soluto en la muestra(16).
Espectrometría de absorción atómica (AAS):
Esta, es una técnica que tiene varias características como la posibilidad de uso en un gran número de metales analizables o su gran agilidad y simplicidad a la hora de su uso.
La absorción atómica se basa en la excitación de los átomos de cierto elemento cuando se encuentran es su estado elemental mediante una radiación energética. Estos átomos pasan entonces a un estado de excitación, de manera posterior, estos retornaran a su estado elemental transmitiendo la energía que han absorbido en forma de “cuantos” de luz de energía(19).
Espectrometría de absorción atómica de llama (FAAS).
Esta técnica es una de las que más se usan en la detección de metales desde hace mucho tiempo. Para la detección de estos, se somete a la muestra a un proceso de disolución del analito, propicia para la realización de una atomización (transformación de la muestra en un vapor atómico(20).
Aquí, la muestra es gasificada e insertada en el interior de la llama, donde se atomiza de manera vertiginosa. En este momento, los átomos y moléculas pasan a un estado de excitación debido a choque térmico con los componentes que constituyen la llama.
Los átomos emiten una radiación peculiar producida por la composición de la muestra, dicha radiación es producida al retorno del estado inicial de los átomos(17).
En deferencia al segundo punto al que se refiere los objetivos mencionados, existen dos patologías con mayor importancia refiriéndonos a los diferentes niveles de cobre en la sangre, estas dos patologías son:
Enfermedad de Wilson:
Como se ha descrito con anterioridad, a la hora de reproducir un diagnóstico referido a las patologías asociadas tanto con el aumento como con el déficit del nivel de cobre en el organismo, es esencial la determinación de este mineral en el suero sanguíneo.
Dentro de la fisiopatología de este elemento traza, encontramos que debido al aumento del nivel de cobre en la sangre, se produce la enfermedad llamada “enfermedad de Wilson”.
Esta enfermedad fue puntualizada como un trastorno neurológico con degradación hepatolenticular progresiva, por un eminente neurólogo británico llamado Samuel Alexander Kinnier Wilson en el año 1912(21).
Esta enfermedad está caracterizada por exceso en el depósito de cobre en diferentes tejidos, esta acumulación de cobre está producida por la unión de dos mutaciones heterozigotas, por lo que el cobre no puede ser transportado a la bilis y se acumula en los hepatocitos (1,22). Es una enfermedad autosómica recesiva debida a mutaciones en el gen ATP 7B situado en el brazo largo del cromosoma 13(22), produciendo modificaciones en la ATPasa7B, la cual transporta a través de la membrana a nivel de los hepatocitos el cobre hacia el polo biliar(21,23).
Se produce una progresividad de dicha enfermedad al no ser administrado un tratamiento efectivo prontamente, llegando a provocar cirrosis hepática y lesiones neurológicas invariables. Uno de los principales indicios de la enfermedad es el nivel elevado de las transaminasas, sangrado gastrointestinal y anillo de Kayser-Fleischer alrededor del iris ocular, como acúmulo de cobre en el tejido de la córnea(1,23). Para su tratamiento se utiliza la D-penicilamina, la trientina y también las sales de zinc, que son agentes secuestradores de cobre que evitan que este sea absorbido a nivel del intestino, en ciertos casos también es aconsejable el trasplante hepático(24).
Enfermedad de Menkes:
El antagonista de la patología anteriormente mencionada, lo encontramos en la “enfermedad de Menkes”, producida por un trastorno en el metabolismo del cobre, causando una deficiencia en el transporte de dicho micronutriente hacia los tejidos(25). Dicho trastorno se produce por el nivel insuficiente o la variación de la proteína que se encarga del transporte del cobre intracelular, la ATP-7A(1). Por esta razón los niveles de cobre tanto en el cerebro como en el hígado son excesivamente bajos, mientras que en el riñón e intestino delgado estos valores aumentan considerablemente(25).
Esta enfermedad se encuentra ligada al cromosoma X, por lo que las mujeres son portadoras asintomáticas, quedando los varones como los que reproducen la sintomatología(1,25).
En el caso de los bebés, los indicios de la enfermedad comienzan por hipotonía, convulsiones y/o baja temperatura corporal. Con el tiempo se desarrolla una microcefalia y el pelo tiene escasa pigmentación encontrándose quebradizo(25,26).
A nivel neuronal podemos encontrarnos con un daño de manera progresiva de la sustancia gris en el cerebro y cerebelo, y alteración arterial pudiendo producir sangrados gastrointestinales o cerebrales(26).
Para el diagnóstico de la enfermedad de Menkes, se suele necesitar la determinación de los niveles de cobre en sangre, así como también los niveles de celuloplasmina, ya que ambos son excesivamente bajos en este medio, y por lo tanto orientativos a la hora de emitir un posible diagnóstico. Se realizará posteriormente un estudio microscópico del cabello del paciente, así como también un estudio mutacional del gen ATP-7 A(26).
Conclusión:
Como ya hemos vistos con anterioridad, tanto el aumento como la disminución del cobre como elemento traza en el organismo, puede desencadenar diferentes patologías todas ellas muy importantes a la hora de hablar de la salud y el bienestar de las personas. Ambas enfermedades poseen una base genética y son de origen hereditario(26).
En el caso de la enfermedad de Wilson, su sintomatología no se presenta hasta que no se produce un acumulo del micronutriente en los órganos, y en el caso de ambas, la sintomatología producida puede llegar a ser muy amplia(26).
Dentro de todas las técnicas mencionadas en el apartado anterior, la más utilizada a modo referencial para el análisis de los niveles de cobre, es la espectrofotometría de absorción atómica, pero dicha técnica conlleva la necesidad de poseer un equipo sofisticado, por lo que el coste a la hora de realizar dichos análisis puede ser muy elevado. Otro inconveniente de ésta, es que no existen muchos laboratorios en los que se encuentre este equipo y el instrumental necesario para llevar a cabo el análisis de los niveles de cobre(27).
Con todo esto sería interesante seguir investigando para poder desarrollar un método que pueda resultar fácil, económico y efectivo a la hora de obtener óptimos resultados en la medición del nivel de cobre en la sangre de personas con esta patología, y así poder emitir un diagnóstico precoz y preciso.
Bibliografía:
- Omar Ramón Mejía, Miguel Ruiz, Dianney Clavijo Grimaldi, Grégory Alfonso García M, Astrid Lorena Ruiz, Ananías García Cardona, Ciro Alfonso Casadiego ,https://www.redalyc.org/html/2310/231018678006/
- Vashchenko G, Mac Gillivray RT. Multi-copper oxidases and human iron metabolism. Nutrients 2013;5(7):2289-313.
- El metabolismo del cobre. Sus consecuencias para la salud humana. Liudmila Feoktistova Victorava1 Yulia Clark Feoktistova1 http://scielo.sld.cu/pdf/ms/v16n4/ms13416.pdf
- Cobre: salud, medio ambiente y nuevas tecnologías. Magdalena Araya • Manuel Olivares Grohnert • Fernando Pizarro https://www.umanda.cl/docs/Cobre_Salud_Medio_Ambiente_Nuevas_Tecnologias.pdf
- Tablas de recomendaciones. Novartis Consumer Health https://seom.org/seomcms/images/stories/recursos/infopublico/publicaciones/soporteNutricional/pdf/anexo_05.pdf
- Comparative genomics and metagenomics of the metallomes. Yan Zhang, Huimin Ying, and Yinzhen Xua http://sci-hub.tw/10.1039/c9mt00023b???????
- Estado nutricional de hierro, cobre y zinc en relación con el uso de método anticonceptivo hormonal. Angélica Borja-Magno, María Fernanda Mujica-Coopman, Fernando Pizarro A., Manuel Olivares G. https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0717-75182014000300011
- Optimización en el diagnóstico de deficiencia de cobre en paciente crítico. Aplicación de Quantum dot a la determinación de cobre en muestras biológicas. Laura Sáez Pérez http://digibug.ugr.es/bitstream/handle/10481/30342/22476192.pdf?sequence=1&isAllowed=y
- Métodos para medir el daño oxidativo. Dr. Pedro Luis Pérez Gastell y José Luis Pérez de Alejo http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0138-65572000000300007
- Rodés J. Bruguera M. Sánchez-Tapias J.M. Manual de las enfermedades del hígado y vías biliares. Ed. Científica Médica.
- Ceruloplasmina y su importancia clínica como factor indicador del riesgo cardiovascular en una población de escolares de Granada. MaJ. Aguilar Cordero, E. González Jiménez, J. S. Perona2, J. Alvarez Ferre, C. A. Padilla López, F. Rivas García, P. Katarzyna y E. Ocete Hita http://scielo.isciii.es/scielo.php?pid=S0212-16112011000300033&script=sci_arttext&tlng=en
- Estudio del metabolismo mineral y enzimas antioxidantes durante la evolución de la anemia ferropénica nutricional. Maria Rodríguez Ferrer http://digibug.ugr.es/bitstream/handle/10481/19217/20030782.pdf?sequence=1&isAllowed=y
- Micronutrientes y neurodesarrollo: actualización. Dr. Horacio F. González y Bq. Silvana Visentin http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0325-00752016000600016&lng=es&nrm=iso&tlng=es
- Laura Carrillo Gómez http://147.96.70.122/Web/TFG/TFG/Memoria/LAURA%20CARRILLO%20GOMEZ.pdf
- LUZ MARINA LOPEZ http://ri.ues.edu.sv/id/eprint/2783/1/TESIS%20LUZ%20MARINA%20LOPEZ..pdf
- sselbacher. Franunwald. Wilson. Martin. Fauci. Kasper. Principios de medicina interna. Vol II 13ªed. Editorial ineramericana. McGraw-Hill.
- Parra Mª D., Martínez-Subiela S., Cerón J. J. https://revistas.um.es/analesvet/article/view/17721/17091
- Juan Miguel de la Rubia Comos https://eprints.ucm.es/4374/1/T26047.pdf
- Wilma Gallegos , María Vega y Paco Noriega https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/8824/1/Espectroscopia%20de%20absorcion%20atomica%20con%20llama%20y%20su%20aplicacion%20para%20la%20determinacion%20de%20plomo%20y%20control%20de%20productos%20cosmeticos.pdf
- Romeo V. Porlas Jr, Lennie Lynn C. de Castillo, Carissa Paz C. Dioquino Neurologic Wilson disease: case series on a diagnostic and therapeutic emergency. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6436958/
- P. Solís Muñoz y J. A. Solís Herruzo http://scielo.isciii.es/scielo.php?pid=S1130-01082008000800001&script=sci_arttext&tlng=pt
- Marcelo Miranda, Pablo Venegas https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0717-92272002000200005
- J. L. Rodrigo Agudo, M. Valdés Mas, A. M. Vargas Acosta, M. L. Ortiz Sánchez, M. L. Gil del Castillo 1, L. F. Carballo Álvarez y J. A. Pons Miñano http://scielo.isciii.es/pdf/diges/v100n8/original1.pdf
- Eugenia Pérez Marruecos, Lucía Iturre de Aguirre, Beatriz Gómez, Roxana Obeid Pedemonte\ Adriana Várela y Susana Romano http://www.archivosdermato.org.ar/Uploads/Arch.%20Argent.%20Dermatol.%2054%2057-63%202004.pdf
- Juan Leiva R. y Mario Palestini Q. https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?pid=S0717-92272012000300005&script=sci_arttext&tlng=en
- Manuel Jiménez-Díaz, Karl Schosinsky-Nevermann http://www.scielo.sa.cr/scielo.php?pid=S0253-29482002000100004&script=sci_arttext