DETERMINACIONES PARA ANALIZAR EL METABOLISMO DEL HIERRO

Incluido en la revista Ocronos. Vol. V. Nº 11–Noviembre 2022. Pág. Inicial: Vol. V; nº11: 104

Autor principal (primer firmante): Nayua Mohamed Amar

Fecha recepción: 18 de octubre, 2022

Fecha aceptación: 14 de noviembre, 2022

Ref.: Ocronos. 2022;5(11) 104

Autoras: Nayua Mohamed Amar & Elena Sánchez Contreras

Categoría profesional: Técnico Superior de Laboratorio

Metabolismo del hierro

El hierro es un elemento común en la naturaleza. En el organismo se encuentra en todas las células, participando en varias funciones vitales:

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  • En el transporte del oxígeno a los tejidos desde los pulmones, formando parte de la hemoglobina.
  • Facilita el uso y almacenamiento del oxígeno en los músculos a través de la mioglobina.
  • Participa como medio de transporte de electrones al interior de las células, mediante los citocromos.
  • Participa en las reacciones enzimáticas en varios tejidos.

Su déficit conduce a una alteración de estas funciones vitales con su correspondiente morbi-mortalidad.

La cantidad total de hierro en el organismo viene determinada por su ingesta, su pérdida y por su almacenamiento. En condiciones normales, la media de hierro corporal es aproximadamente de 3,8 gr. en el hombre y de 2,3 gr. en la mujer.

La mayoría del hierro es funcional, utilizándose el resto de su transporte y almacenamiento.

Más del 80% del hierro funcional se encuentra en forma de Hb dentro de la masa de hematíes y el resto formando parte de la mioglobina y de las enzimas respiratorias intracelulares. El almacenamiento de hierro fundamentalmente es en forma de ferritina, y en menor parte en forma de hemosiderina, mientras que el transporte de hierro en sangre se realiza en forma de transferrina.

La regulación del balance de hierro ocurre principalmente en el tracto gastrointestinal a través de la absorción.

La capacidad del organismo para absorber el hierro de la dieta depende de:

  • La cantidad de hierro corporal.
  • La velocidad de producción de los hematíes.
  • La cantidad y tipo de hierro ingerido.
  • La presencia en la dieta de los factores potenciadores e inhibidores de su absorción.

El factor más importante que controla su absorción es la cantidad almacenada en los depósitos de hierro, de tal manera, que el intestino aumenta su absorción cuando los depósitos están disminuidos y la disminuye cuando son suficientes. La composición de la dieta es otro factor importante, el hierro en forma de hemo, que se encuentra en los vegetales y dietas fortificadas con hierro.

Además, existen otros componentes en la dieta que la potencian como la vitamina C, o que la inhiben como lo polifenoles (en ciertos vegetales), taninas (en el té), fitatos (salvado) o calcio.

La mayoría del hierro utilizado en la formación de hematíes no proviene de la dieta, sino que es reciclado de la destrucción de los propios hematíes.

Se calcula en 1 mg. La pérdida diaria de hierro, en el adulto, a través de las heces y descamación por piel y mucosas. Las mujeres en edad fértil requieren hierro adicional para compensar las pérdidas por menstruaciones de entre 0,3 y 0,5 mg. Diarios y en el embarazo aumenta hasta 3 mg. Diarios.

Una vez cubiertas las necesidades de hierro para la utilización funcional, el hierro corporal sobrante, es almacenado en forma de complejo proteínico soluble (ferritina) o insoluble (hemonidenina).

Ambas se encuentran fundamentalmente en el hígado, médula ósea, bazo y músculo esquelético. Solo una pequeña cantidad de ferritina ircula por el plasma. El hierro almacenado viene a ser entre 1 y 1,4 gr. en el varón y de 0,2 a 0,4 gr. en la mujer; mientras que en la infancia es menos. El recién nacido a término naco con un alto hierro corporal (75mg/kl), siendo el 25% en forma de depósito; mientras que el pretérmino o bajo peso nace con igual proporción, pero dado su bajo peso, la cantidad de depósito es muy baja.

Transporte y almacenamiento

El hierro se absorbe como ión ferroso, dentro de la célula intestinal se oxida a ión férrico. Una vez allí puede ligarse a la ferritina (proteína de almacenamiento) o pasar al torrente sanguíneo.

  • Transferrina: en la sangre el ión férrico se combina con una beta-globulina: la transferrina

La transferrina distribuye el hierro entre las áreas de absorción, almacenamiento y utilización. Los receptores específicos tisulares para la transferrina se han localizado sobre todo en médula ósea, en reticulocitos y en precursores eritroides. También en menor grado, en hígado, placenta y tejidos tumorales.

La transferrina se sintetiza en el hígado y probablemente en linfocitos. Es un polipéptido monocatenario con un peso molecular de 80.000 d. y con una vida media de 8 a 10 días.

Cada molécula posee dos lugares de unión para hierro en forma férrica. La unión es reversible. El hierro ligado a transferrina tiene una vida útil de 90 minutos. Normalmente 1/3 de transferrina está saturada con hierro.

La transferrina también puede transportar otros metales, que se encuentran en el organismo (cromo, cobre, zinc, cobalto y magnesio). Por otro lado, el hierro también puede ser transportado por otras proteínas, aunque en muy poca cantidad y cuando la saturación de transferrina es superior al 50%.

  • Ferritina: es una proteína soluble en agua, de alto peso molecular, que sirve para acumular hierro; la parte proteica se llama apoferritina.

Cada molécula puede ligar de 4.000 a 5.000 átomos de hierro y su síntesis se estimula por la presencia de hierro. Su peso molecular es de 440.000 a 450.000 daltons. Se encuentra en todos los tejidos, pero especialmente en el hígado, bazo y médula ósea.

No se trata de un solo tipo de proteína, sino de un grupo de proteínas.

La proteína sérica es una isoferritina presente en suero en concentraciones muy bajas. Su cuantía es proporcional a los depósitos tisulares. Su concentración varía en el sexo y con la edad, pero su valor es más constante que el hierro.

  • Hemosiderina: es una proteína almacenadora de hierro, contiene aproximadamente un 37% de su peso en hierro.

Es una forma cristalina insoluble y amorfa de complejo fijador de hierro. Se cree que puede ser una forma degradada en ferritina. Se pone de manifiesto mediante la tinción de Perlo o azul de Prusia, formando gránulos visibles al microscopio óptico.

El hierro almacenado en forma de hemosiderina se moviliza muy lentamente.

  • Ceruloplasmina: enzima que contiene cobre y que cataliza la oxidación del hierro para ligarse a la transferrina
  • Haptoglobina y hemopexina: son proteínas transportadoras de hierro con función opuesta a la transferrina ya que retiran el hierro de la circulación sanguínea cuando se libera de la hemoglobina por hemólisis.

Hemoglobina

Es una proteína que contiene hierro y que le otorga el color rojo a la sangre. Se encuentra en los glóbulos rojos y es la encargada del transporte de oxígeno por la sangre desde los pulmones a los tejidos y del transporte del dióxido de carbono para su eliminación del organismo mediante el aire exhalado.

El análisis de la hemoglobina se realiza normalmente en un estudio completo de hematimetría, con el recuento de glóbulos rojos o hematíes.

Cuando el nivel de hemoglobina en un análisis aparece debajo de los niveles normales se está describiendo una anemia que puede ser por diferentes motivos:

  • Anemias primarias.
  • Cáncer.
  • Embarazo.
  • Enfermedades autoinmunes.
  • Hemorragias.
  • Linfomas.
  • Problemas de alimentación.

Un bajo nivel de hemoglobina suele acompañarse de un nivel de hematocrito bajo. Si el nivel de hemoglobina aparece alto puede deberse a:

  • Cardiopatías.
  • Deshidratación.
  • Enfermedades pulmonares crónicas.
  • Estancias en lugares de mucha altitud.

Hematocrito

Cuando se centrifuga la sangre total podemos apreciar dos niveles: uno con depósitos de glóbulos rojos (la mayoría) y otro nivel del plasma total. La relación porcentual entre ambos es el hematocrito y describe el porcentaje de células transportadoras de oxígeno con respecto al volumen total de sangre.

El análisis de hematocrito se realiza normalmente en un estudio completo de hematimetría, con el recuento de glóbulos rojos o hematíes.

Un índice bajo de hematocrito puede deberse a:

  • Anemia.
  • Fallos en médula ósea.
  • Embarazo.
  • Hemorragias.
  • Hipertiroidismo.
  • Hemólisis por una transfusión.
  • Leucemia.
  • Problemas de alimentación.
  • Artritis reumatoide.

Un índice alto de hematocrito puede deberse a:

  • Cardiopatías.
  • Deshidratación.
  • Eclampsia (en el embarazo).
  • Enfermedades pulmonares crónicas.
  • Exceso de formación de hematíes.
  • Choque (shock).

Plaquetas

Son células producidas por los megacariocitos en la médula ósea mediante el proceso de fragmentación citoplasmática, circulan por la sangre y tienen un papel muy importante en la coagulación.

Para ello forman nudos en la red de fibrina, liberan sustancias importantes para acelerar la coagulación y aumentar la retracción del coágulo sanguíneo.

En las heridas las plaquetas aceleran la coagulación, además, al aglutinarse obstruyen pequeños vasos y engendran sustancias que las contraen.

Los valores normales van de 150.000 a 400.000/mm³. La disminución del número de plaquetas se denomina trombocitopenia y el aumento, trombocitosis.

Cuando existe una trombocitopenia aislada, la causa más común es la destrucción inmune, pero existen trombocitopenias asociadas a un gran número de otras enfermedades como son:

  • Coagulación intravascular diseminada.
  • Anemia hemolítica microangiopática.
  • Hiperesplenismo.
  • Disminución de la producción en el caso de anemia aplástica.
  • Invasión de médula ósea por enfermedades malignas.
  • Quimioterapia por cáncer.
  • Púrpura trombocitopénica.
  • Leucemia.
  • Transfusión de sangre.
  • Prótesis de válvula coronaria.
  • Choque anafiláctico.

La trombocitosis puede ser secundaria frecuentemente a infecciones, pero existen otras muchas enfermedades que se asocian a ellas, que son:

  • Anemia por déficit de hierro.
  • Enfermedad de Kawasaki.
  • Síndrome nefrótico.
  • Síndrome post-esplenectomía.
  • Traumatismos.
  • Tumores.
  • Trombocitosis primaria.

Hierro sérico

La determinación de hierro sérico nos indica la cantidad de hierro unido a transferrina. Se utiliza para evaluar la presencia de una anemia.

La falta de hierro en el organismo se puede deber a la falta de su consumo en la dieta, la alteración en su absorción intestinal o por aumento de pérdidas.

Si falta hierro en el organismo se disminuye la formación de hemoglobina y los glóbulos rojos aparecen pequeños, pálidos y se denomina anemia microcítica o hipocroma.

En este caso aparece bajo el nivel de hierro en sangre, la capacidad del hierro y transferrina estará elevada y la saturación de transferrina baja.

El exceso de hierro puede aparecer en forma de hemocromatosis o hemosiderosis, con exceso de depósito en diferentes órganos, causando enfermedades secundarias.

Ferritina sérica

La ferritina es la principal proteína de almacenamiento de hierro en sangre, y es proporcional a los depósitos de hierro.

Se suele realizar este análisis en el contexto de un estudio de anemia junto con el hierro sérico, la saturación de transferrina y otros valores hematimétricos.

En las personas normales, el valor de 1 ng/ml de ferritina corresponde a 8 mg de hierro almacenado. Se utiliza para evaluar la presencia de una anemia e indica la cantidad de hierro disponible del organismo. Cuando se obtienen los valores del hierro sérico total y la capacidad de captación de hierro es parte del estudio de una anemia.

Se utiliza para el control de los depósitos de hierro en la insuficiencia renal crónica.

Protoporfirina libre eritrocitaria

Se trata de protoporfirina sin hierro. El organismo prepara la parte del grupo hemo que puede, pero no se le añade el hierro. Su concentración se incrementa en el déficit de hierro antes de que aparezca la anemia. Otras causas de aumento son:

  • Envenenamiento por plomo.
  • Porfiria eritropoyética.
  • Anemia sideroblástica.

ZPP (protoporfirina de zinc)

Su medida es fluoro métrica. Cuando existe déficit de hierro en la formación de protoporfirina, éste se sustituye por una molécula de Zinc, y cuanto mayor es el déficit, mayor la proporción de ZPP. El marcador es más sensible que la medición de ferritina, de modo que, con niveles normales ya pueden detectarse niveles aumentados de ZPP, que van incrementándose a medida que disminuye la ferritina.

Técnicas de medición de hierro sérico

Los métodos más utilizados son los colorimétricos y requiere varias fases:

  • Separación del hierro de la transferrina: se efectúa mediante un ácido fuerte, suele ser ácido tricloroacético 20%.
  • Reducción del hierro de férrico a ferroso mediante un agente reductor fuerte (hidracina, ácido ascórbico o hidroxilamina).
  • Reacción colorimétrica: el hierro ferroso reacciona con un compuesto complejante del hierro capaz de generar color. Los compuestos más usados son la batofenantrolina, la ferrozina y el TPZ (tripiridiltriacina). El tiempo que se necesita para la formación de color va de 15 a 60 minutos.

Las técnicas utilizan un blanco de reactivo y un blanco de suero con el fin de reducir las interferencias que se deben a la turbidez del suero o presencia de bilirrubina, así como las debidas a la existencia de color en el cromógeno por envejecimiento o contaminación.

Estados de déficit de hierro

Es la causa más común de anemia en el mundo. Es más frecuente en mujeres, niños y en países subdesarrollados.

El estudio inicial de laboratorio incluye: el hemograma completo con especial atención al VCM y HCM, así como el examen al microscopio de un frotis de sangre periférica. Característicamente, la anemia ferropénica es microcítica e hipocroma, y cursa con una sideremia baja, ferritina baja, TIBC elevada e IST bajo, aunque el parámetro más específico es la disminución de la ferritina. El diagnóstico de certeza lo da el estudio del hierro mediante tinción de Perls.

Estados de sobrecarga de hierro

En condiciones normales, el cuerpo no es capaz de eliminar el exceso de hierro en distintos órganos, sobre todo en hígado.

El exceso de hierro o hemocromatosis es una enfermedad grave que puede ser primaria o secundaria a transfusiones repetidas, cirrosis alcohólica y anemias con eritropoyesis ineficaz.

El parámetro más sensible y precoz es la ferritina. Aumenta también el hierro sérico y el porcentaje de saturación de transferrina.

Bibliografía

  1. Alquimes Hernández, J. Diccionario Enciclopédico. Editorial Espasa Calpe, S.A. España, 1998.
  2. Urdang, L. Diccionario de Medicina. Editorial Mobsky. Barcelona, 1996.
  3. Rovira Gil, E. Urgencias en Enfermería. Ediciones DAE (Grupo Paradigma). Madrid, 2001.
  4. De la Jara gordo, AM.; Jiménez García, M.J.; Análisis clínico II, prácticas de laboratorio. Editorial Editex, S.A. Madrid, 1988.
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