Guía de calcio y fósforo Archivo

LABORATORIO DE EQUILIBRIO
FOSFOCALCICO
Por: Lizet Pérez, Hugo Alejandro Santa, Daniel Marín y Andrés Augusto Arias.
Universidad de Antioquia, Escuela de Microbiología, Proyecto Curricular Química Clínica.
Actualizada: Julio 30 de 2014.
OBJETIVOS:
1. Comprender el proceso fisiológico de la regulación del calcio y fósforo.
2. Identificar los métodos básicos utilizados para la determinación de calcio y fósforo.
3. Determinar en el laboratorio la concentración de calcio y fósforo, haciendo una
interpretación de los resultados.
MATERIALES:
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



Estuche de reactivos de calcio y
fósforo.
Suero control para calcio y fósforo.
Suero calibrador para calcio y
fósforo.
Muestra problema.
Gradillas.
Microtubos de plástico de 1.5 mL.
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




Micropipetas.
Puntas de pipeta.
Centrífuga.
Espectrofotómetro.
Baño María o baño seco a 37ºC.
Cronómetro.
Guantes.
INTRODUCCIÓN
Las concentraciones de calcio en el organismo se regulan de forma bidireccional con las
concentraciones de fósforo. Las hormonas paratohormona (PTH) y la calcitonina en conjunto con
la vitamina D mantienen el equilibrio fosfocálcico a través de su acción en los huesos, el intestino
y el riñón.1, 2.
Del total del calcio disponible en el organismo el 98 a 99 % se encuentra formando parte de los
huesos y dientes, el resto (1 a 2%) está en los tejidos blandos y la sangre. La fracción de calcio que
se encuentra en la circulación está disponible en tres formas: un 40% unido a proteínas tales como
albumina y globulina; un 10% formando complejos con el bicarbonato (HCO3), el lactato, el citrato
y los fosfatos (PO4-); el 50% restante se encuentra en forma de calcio libre o ionizado (Ca2+); este
último es la porción de calcio biológicamente activo y su disponibilidad está regulada por las
hormonas antes mencionadas. 1, 2.
El Calcio está implicado en los siguientes procesos:







Conducción nerviosa.
Contracción muscular.
Permeabilidad de la membrana plasmática.
Coagulación.
Mineralización.
Señalización celular.
Secreción hormonal.
El fósforo por su parte está en un 85% depositado en los huesos y dientes, y el 15 % restante está
en los tejidos blandos y la sangre. En la fracción plasmática, el 55% de fósforo se encuentra en
forma libre, el 10% está ligado a proteínas y el 35% restante se encuentra unido a cationes como:
el sodio, el calcio y el magnesio.1, 2.
El fósforo se relaciona con la formación de:




Fosfolípidos de membrana.
Ácidos nucleicos.
Enlaces de alta energía mediados por Adenosín Trifosfato (ATP) y Guanosín Trifosfato
(GTP).
Señalización celular AMPc y GMPc.
METABOLISMO
Cuando la concentración de calcio en sangre desciende, se estimula la liberación de PTH desde las
glándulas paratiroideas. Esta hormona ejerce su acción a nivel del hueso aumentando la resorción
de calcio y fósforo, además a nivel renal incrementando la reabsorción tubular de calcio y la
eliminación de fósforo.
En el riñón, la PTH regula la actividad de la enzima 1α-hidroxilasa (EC 1.14.13.13) quien completa
la activación de la vitamina D3 hacia calcitriol (1,25 dihidroxi vitamina D). El calcitriol actúa en el
intestino favoreciendo la absorción de calcio y fósforo de la dieta, en hueso y riñón cumple la
misma función de la PTH para aumentar los niveles de calcio disponible. Debido a los anteriores
eventos hipercalcemiantes, la concentración de calcio se restablece o aumenta por encima del
valor fisiológico bloqueando finalmente la secreción de PTH y la activación de la vitamina D.
Por otro lado, cuando hay un aumento en los valores de calcio, la calcitonina ejerce efectos
hipocalcemiantes estimulando la eliminación de calcio a nivel renal y la reabsorción ósea de calcio
y fósforo.
Todo este sistema de regulación hace que las concentraciones de calcio y fósforo en el organismo
estén estrictamente controladas 1, 2, 4, 5.
INTERVALO BIOLÓGICO DE REFERENCIA PARA CALCIO Y FÓSFORO
ANALITO
Calcio total
Calcio ionizado
Fósforo
MUESTRA
Suero o plasma
Orina 24 horas
Suero
Plasma
Sangre total
Suero
Orina 24 horas
NEONATOS
8,6 – 11.9 mg/dL
---3.9 – 6.0 mg/dL
2.7 – 7.2 mg/dL H
3.0 – 8.0 mg/dL M
--
NIÑOS
ADULTOS
8,8 - 10,8 mg/dL
-4,8 - 5,5 mg/dL
--3,3 - 5,4 mg/dL
8,6 - 10,0 mg/dL
100 - 300 mg/día
4,6 - 5,3 mg/dL
4,1 - 4,9 mg/dL
4,6 - 5,1 mg/dL
2,4 – 4,4 mg/dL
--
0,4 – 1,3 mg/dL
Adapatado de Bishop et al 2010. 6. Pediatric reference intervals (7).
H: Hombres
M: Mujeres
MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DE CALCIO
 Calcio total
Métodos fotométricos:
Se basan en el uso de compuestos que al unirse específicamente al calcio cambian de color. La
intensidad del colorante es proporcional a la concentración de calcio en la muestra. 2, 5
Los indicadores usados con mayor frecuencia son:


Método de Orto-cresolftaleína complexona (CPC): en esté método el calcio se une al
colorante CPC induciendo la formación de un complejo color púrpura que se detecta por
espectrofotometría a 570 nm. Inicialmente la muestra se disuelve con ácido para liberar el
calcio que se encuentra unido a proteínas y aniones. Luego se adiciona una base a la
solución para alcalinizar el medio y de esa manera facilitar la reacción con el colorante.
Método de Arsenazo III: en medio acido (pH 6) el Arsenazo presenta una muy alta afinidad
por el calcio, y la reacción produce un color azul violeta que se lee a 650 nm.
Método de espectrometría de absorción atómica:
Es el método de referencia para la medición de calcio total. Cuando se aplica energía a un átomo,
esta energía es absorbida y un electrón externo es promovido a una configuración conocida como
estado excitado; dado que ese estado es inestable, el átomo retorna inmediatamente al estado
fundamental, emitiendo energía. La cantidad de energía absorbida es proporcional a la cantidad
de átomos presentes. Este sistema proporciona mayor sensibilidad y especificidad a la medición
pero sus altos costos limitan en gran medida su aplicación 5, 6.
Calcio ajustado: Como el calcio plasmático se une a las proteínas en un 40%, cuando se presenta
una hipoalbuminemia, los niveles de calcio total disminuyen aunque la fracción de calcio libre en
plasma no varíe. Se considera que cada gramo de albumina puede unir 0,8 miligramos de calcio.
Por esta razón cuando se presenta una concentración de albumina por debajo de 4.5 g/dL debe
hacerse una corrección para obtener el valor de calcio total con la siguiente formula 3:
Calcio ajustado: Calcio total (mg/dL) + 0.8 [4 – Albumina (g/dL)]
 Calcio libre
La medición de calcio ionizado (Ca2+) en plasma aporta mayor información sobre la regulación
fisiológica de calcio que la determinación de calcio total ya que es la fracción biológicamente
activa y regulada hormonalmente. En este sentido, es importante saber que la concentración de
calcio ionizado depende del pH; de la misma manera, las proteínas plasmáticas cambian su carga
eléctrica dependiendo del pH del medio, en un ambiente acido adquieren una carga positiva que
repele con la carga igualmente positiva del calcio y se separan aumentando la fracción de calcio
libre y de forma contraria en medio básico se disminuye la concentración de esta fracción de
calcio. Por esta razón es necesario medir al mismo tiempo el pH para hacer una correcta
correlación de los resultados 1, 6.
Método de electrodo selectivo de iones:
Es el método de referencia para la determinación de calcio libre. Consiste en el uso de una
membrana que tiene un electrodo selectivo para calcio, que está en contacto, por una parte, con la
disolución del calcio a determinar y por otra, con una disolución del mismo ión a una
concentración estándar que está en contacto con un electrodo. Cuando se está realizando la
determinación, se forma una diferencia de potencial entre las dos caras de la membrana que
separa las dos disoluciones de concentración diferente de calcio. La concentración de calcio se
determina entonces por la diferencia de potencial con la concentración de calcio conocida. 8.
MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DE FÓSFORO
El método comúnmente usado es la espectrofotometría. Los iones de fosfato se unen con
molibdato de amonio y forman el fosfomolibdato que es incoloro. El producto de la reacción
puede ser medido por absorción ultravioleta a 340 nm o reducido a molibdeno azul que se mide
entre 600 y 700 nm.1, 6.
CONDICIONES PREANALÍTICAS PARA LA DETERMINACIÓN DE CALCIO Y FÓSFORO
MENSURANDO
Calcio
MUESTRA
Suero o plasma con heparina
CONSIDERACIONES

Evitar estasis venosa.

Cambio postural (decúbito supino disminuye
calcio).

Los fármacos como el litio y las tiazidas aumentan
el calcio.

Medir albuminemia y pH.

No usar EDTA u oxalato porque se unen al calcio.

No utilizar material de vidrio reutilizado.
Calcio ionizado
Fósforo
Sangre completa con heparina en
condiciones anaerobias (alteración
del pH) o suero.
Si se realiza con rapidez la
coagulación y la centrifugación
(<30min) se puede conservar a
temperatura ambiente
Suero o plasma heparinizado.






Preferible cubetas plásticas.
Ayuno menor a 12 horas.
EDTA u oxalato porque se unen al Ca produciendo
interferencia.
No se debe utilizar heparina líquida porque reduce
las concentraciones de calcio ionizado.
Evitar estasis venosa.
No usar EDTA oxalato o citrato.
Evitar hemólisis
Adaptado de Bishop et al 2010 y Burtis et al 2011. 1, 6.
INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
A continuación se describen las principales alteraciones en la concentración de calcio y fósforo.
Hipercalcemia: es el incremento de los niveles de calcio en plasma. La causa principal es el
hiperparatiroidismo primario. Hay un exceso en la secreción de PTH como resultado de una
hiperplasia o adenoma en la paratiroides.
Hipocalcemia: es la disminución de los niveles de calcio total en plasma. Se debe básicamente a la
ausencia PTH debido a una aplasia, remoción o destrucción de la glándula paratiroidea, dando
como resultado el hipoparatiroidismo primario.
Hiperfosfatemia: es el aumento de la concentración de fosfato en la sangre. La causa principal es
la incapacidad del riñón para eliminar el exceso de fósforo. Se asocia con niveles bajos de calcio.
Hipofosfatemia: es la disminución de los valores de fosfato en sangre. Con frecuencia se presenta
en pacientes hospitalizados. Se presenta por múltiples causas entre ellas un aumento de la
calcemia.
CAUSAS DE ALTERACIONES EN CALCIO Y FÓSFORO
HIPERCALCEMIA
HIPOCALCEMIA
HIPERFOSFATEMIA
HIPOFOSFATEMIA
Hiperparatiroidismo
primario
Hipoparatiroidismo
Hipoparatiroidismo
Hiperparatiroidismo
primario y secundario
Cáncer en sangre y
huesos
Pseudo-hipoparatiroidismo
Pseudo-hipoparatiroidismo
Acidosis
Sobreproducción de
vitamina D
Mutaciones en receptor de
calcio
Lisis celular
Síndrome de mala
absorción
Enfermedades
granulomatosas
Deficiencia de vitamina D
Enfermedad renal
Deficiencia de
vitamina D
Enfermedad renal
Enfermedad renal
Enfermedad renal
Condiciones de acidez
Hipoalbuminemia
Perdida de fosfato
intracelular
Condiciones de basicidad
INTERFERENTES ANALÍTICOS Y FISIOLÓGICOS EN CALCIO Y FÓSFORO
Las interferencias ocasionadas pueden variar según el método analítico y a la casa comercial
empleada, por lo cual, no se debe asumir en todos los casos que la interferencia es universal.
Analito- Condición
Bilirrubina
Citrato
Procesamiento tardío
INTERFERENTES ANALITICOS EN SUERO
Disminuye la
Aumenta la
Concentración en la
concentración
concentración
que afecta
X
X
20 mg/dL
X
X
EDTA
X
800mg/dL
Hemoglobina
X
X
Lipemia
Plástico
X
X
X
Proteínas
X
X
Conservación a
temperatura ambiente
Citrato de Sodio
Tapones de corcho
X
X
X
Contenedores de vidrio
Talco de los guantes
Hemolisis
Contacto con palillos
X
X
X
X
Muestras hemolizadas
X
Condición
Vejez
Dialisis
Ejercicio
Neonatos
Paratiroidectomia
Embarazo
Mieloma múltiple
Adaptado de Donald S. Young (11)
Comentarios Adicionales
Se observa una reducción
significativa si el suero no se separa
de las células en 4dias <
El plasma no es indicado para el
análisis de Ca
En método de fluorescencia de
calceína.
Exposición prolongada causa
adsorción de Ca.
En especímenes conservados
pueden precipitar el Ca.
En tubos con gel separador sin
centrifugar.
Disminución hasta de 20%
Incrementan la concentración
durante el almacenamiento.
Vidrio contiene Ca
Talco contiene Ca
En ocasiones se utilizan para
remover objetos de la muestra
Por efectos en la toma de muestra.
Interferentes Fisiológicos : Calcio y Fósforo
Disminuye la
Aumenta la
Comentarios Adicionales
concentración
concentración
X
X
X
En pacientes con hipercalcemia
X
x
X
X
X
Secundario a una disminución de la albúmina.
X
Incremento en la expresión IgA
CASO CLÍNICO
Con el siguiente caso clínico se pretende evaluar la comprensión de los aspectos básicos relacionados con el
equilibrio fosfocálcico.
Hombre de 27 años, remitido a la consulta por hipocalcemia. Refiere desde hace 2 años episodios de
astenia, debilidad muscular y calambres en las extremidades inferiores, que han aumentado de intensidad
en los últimos 10 días. Presenta además aumento de peso desde hace 2 meses, intolerancia al frío y
dificultades para la erección. La exploración clínica es normal. Los resultados de laboratorio son los
siguientes:
 Calcio corregido, 6,3 mg/dL (IBR, 8,6-10,0 mg/dL).
 Fósforo, 4,6 mg/dL (IBR, 2,4-4,4 mg/dL).
 PTH intacta, 649 pg/mL (IBR, 12-72 pg/mL).
 Tirotropina (TSH), 10,97 mU/L (IBR, 0,35-5,5 mU/L).
 Tiroxina no unida a proteínas (T4L), 0,84 ng/dL (IBR, 0,89-1,8 ng/dL).
 Calciuria fue de 34 mg/24 h (IBR, 100-300 mg/24 h).
La concentración séricas de urea, creatinina, magnesio, calcitriol y anticuerpos anti-tiroideos se
encontraron dentro de los intervalos de referencia normales. La tasa de filtración glomerular se encontró
normal. Se completó estudio hormonal, que mostró concentraciones bajas de testosterona - 4,59 ng/mL
(normal, > 7 ng/ml)-, con gonadotropinas normales. La radiografía de manos, la tomografía computarizada
cerebral y la ecografía de tiroides fueron normales. Se realizó estudio bioquímico de Ca, P y PTH a padres y
hermanos, cuyos resultados fueron normales. Se inició tratamiento con Ca, Calcitriol y Levotiroxina, con
desaparición de los síntomas y normalización de las cifras de Ca y P a los 8 meses de tratamiento. 9.
1- ¿Cuál es el diagnóstico más probable del paciente? justifique
2- ¿Qué utilidad tienen las pruebas de laboratorio realizadas?
REFERENCIAS
12-
Burtis CA, Ashwood ER, Bruns DE. 2011. Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics, Elsevier.
Brandan NC, Llanos IC, Rodríguez AN. 2012. Regulacion hormonal del balance fosfocálcico. Facultad de Medicina. Cátedra
de
bioquímica.
[En
línea]
2012.
[Citado
el:
21
de
10
de
2012.]
http://www.med.unne.edu.ar/catedras/bioquimica/pdf/fosfocalcico.pdf.
3- Labriola L, Wallemacq P, Gulbis B, Jadoul M. 2009. The impact of the assay for measuring albumin on corrected ('adjusted')
calcium concentrations. Nephrol Dial Transplant.24(6):1834-8
4- Sosa L, Bianchi ME, Rosés MJ, Ojeda JA. 2021. cátedra fisiología humana
5- Gutiérrez IR. 2011. La Fisiopatología como Base Fundamental del Diagnóstico Clínico. Editorial Medica Panamericana.
6- Bishop ML, Fody EP, Schoeff LE. 2010. Clinical Chemistry: Techniques, Principles, Correlations. USA, Lippincott Williams &
Wilkins.
7- Soldin SJ, Brugnara C, Wong EC. Pediatric Reference Ranges. Amer. Assoc. for Clinical Chemistry; 2011.
8- Universidad Nacional Autónoma de México. 2009. Manual de prácticas Bioquímica Clínica.
9- Universidad de los Andes, Facultad de Ciencias, Departamento de Química. 2003. Prácticas de electroanalítica. [En línea]
2012.
[Citado
el:
26
de
10
de
2012.]
http://webdelprofesor.ula.ve/ciencias/ymartin/index_archivos/Guia%20de%20instrumental.pdf
10- Molinos S, Pesqueira PM, Gayol M, Carme DP. 2009. Seudohipoparatiroidismo: un ejemplo de resistencia plurihormonal.
Endocrinol Nutr. 56(10) :461-2.
11- Donald S. Young. Effects of Preanalytical Variables on clinical laboratory tests.USA.2007 3.a ed. United States: AACC Press;
1982 p.