Función hepática y proteínas

• Notas del tema 5.1. Función hepática y proteínas

Introducción: fisiología

• El hígado es la víscera de mayor volumen en el cuerpo
• Ocupa el hipocondrio derecho, gran parte del epigastrio y parte del hipocondrio izquierdo
• Está dividido anatómicamente en dos lóbulos, recubiertos por una fina capa de tejido conjuntivo conocida como cápsula de Glisson.
• La mínima unidad funcional del hígado es el acino hepático
• La mínima unidad estructural del hígado es el lobulillo hepático
• Las células de Kupffer son macrófagos localizados en el hígado

Funciones del hígado

• Vasculares y metabólicas, incluyendo el metabolismo de hidratos de carbono, proteínas y lípidos
• Sintetiza proteínas con funciones estructurales, transportadoras y de tamponamiento del pH.
• Sintetiza colesterol, lípidos, factores de coagulación y hormonas
• Actúa como secretora y excretora
• Realiza catabolismo de sustancias hormonales
• Almacena energía en forma de glucógeno, así como vitaminas y metales
• Tiene función inmunológica y defensiva
• Se encarga de la eliminación de tóxicos
• Funciones vasculares incluyen la formación de linfa, almacenamiento y filtración de sangre
• Las células de Kupffer eliminan partículas y bacterias que entran por vía intestinal
• Metaboliza hidratos de carbono como el almacenamiento de glucógeno
• Metaboliza glucosa a partir de intermediarios del ciclo de Krebs y glucólisis (gluconeogénesis)
• Convierte galactosa y fructosa en glucosa
• Forma compuestos químicos importantes de productos intermedios del metabolismo de carbohidratos
• Sintetiza hormonas como angiotensina y triyodotironina
• Almacena vitaminas y hierro
• Produce células sanguíneas durante la vida fetal (primer trimestre)

Estudio de la capacidad de síntesis hepática

• Se evalúa mediante el análisis de proteínas plasmáticas, factores de la coagulación, lípidos y lipoproteínas, y urea
• El hígado sintetiza la mayor parte de las proteínas, con excepción de las inmunoglobulinas y el factor von Willebrand
• Las proteínas plasmáticas pueden ser simples u holoproteínas, compuestas solo por aminoácidos, o conjugadas o heteroproteínas, con sustancias no proteicas además de aminoácidos.

Proteínas plasmáticas

• Se evalúan mediante electroforesis de proteínas séricas (proteinograma), un método semicuantitativo que visualiza las proteínas en el suero
• La electroforesis separa las proteínas, y la cantidad se determina por fotometría o espectrofotometría (absorbancia a 200-220 nm)
• Las bandas del proteinograma son: albúmina, alfa 1, alfa 2, beta y gamma
• En la electroforesis en acetato de celulosa a pH 8.6, todas las proteínas adquieren carga negativa y avanzan hacia el ánodo
• Importante para detección y seguimiento de bandas monoclonales (paraproteínas) en gammapatías monoclonales
• Debe realizarse en suero para evitar la banda del fibrinógeno que aparece en plasma
• Posibles interferencias incluyen hemólisis, aumento de PCR, contrastes, antibióticos y tratamientos con fármacos monoclonales

Métodos para la detección

• Electroforesis capilar (ligeramente mejor) y electroforesis en gel de agarosa para detectar componentes monoclonales de concentración igual o inferior a 1 g/L
• La inmunofijación es el método de confirmación y caracterización
• Se recomienda el mismo método para el seguimiento
• En orina, se busca la proteinuria de Bence-Jones mediante proteinograma o inmunofijación, concentrando previamente la orina
• La disproteinemia es la alteración en la distribución de las fracciones obtenidas tras electroforesis de suero.

Fracción electroforética y proteínas

• Prealbúmina: se une a tiroxina
• Albúmina: mantiene la presión coloidosmótica, transporta metabolitos y hormonas, y es una reserva proteica
• Alfa 1-globulinas: transportan lípidos, son reactantes de fase aguda, inactivan proteasas, se unen al cortisol, participan en la coagulación y el sistema inmunitario, marcan tumores hepáticos, transportan tiroxina y vitamina B12
• Alfa 2-globulinas: transportan cobre, inactivan proteasas (ej. plasmina), se unen a hemoglobina, estimulan eritropoyesis y metabolismo lipídico
• Beta globulinas: transportan hierro, se unen al grupo hemo, son componentes HLA, participan en el metabolismo lipídico, la coagulación y el sistema del complemento. La PCR* puede detectarse al final de la banda beta o al principio de la gamma.
• Gamma globulinas: forman parte del sistema del complemento y actúan como anticuerpos

Métodos de determinación de proteínas

• Cuantitativos: nefelometría, turbidimetría (con precipitación ácida), espectrometría (220-280 nm), refractometría (en desuso) y el método de Kjeldahl (de referencia)
• Separación: electroforesis (con medida de absorbancia a 200-220 nm), SDS-PAGE, electroforesis capilar, isoelectroenfoque, electroforesis bidimensional e inmunoelectroforesis
• Para determinar proteínas individuales, se utilizan inmunoensayos, especialmente inmunonefelometría
• Los inmunoensayos también incluyen inmunonefelometría, inmunoturbidimetría, inmunofijación e inmunosustracción
• El método de Kjeldahl convierte el nitrógeno en ión amonio mediante digestión ácida, cuantificándose por titulación o colorimétricamente con la reacción de Nessler.
• El método de Biuret, de elección en suero, se basa en la reacción de enlaces peptídicos con iones cobre en solución alcalina, generando un producto coloreado con absorbancia máxima a 540 nm
• El ácido tricloroacético (precipitación), azul Coomassie brillante (método de Bradford) y rojo pirogalol se utilizan para bajas concentraciones de proteínas (líquidos biológicos y orina)
• Los colores verde de bromocresol y púrpura de bromocresol son específicos para la albúmina
• Ponceau S se utiliza en electroforesis de proteínas séricas para teñir tanto albúmina como globulinas
• El método de Biuret no es óptimo para cuantificar proteínas en orina o LCR.

Albúmina

• Es la proteína más abundante en sangre, representando el 66% del total de proteínas
• Tiene una vida media de 20-22 días
• Mantiene la presión oncótica intravascular o coloidosmótica
• Tiene función transportadora y sirve como depósito de aminoácidos
• Aumenta en casos de deshidratación y shock
• Disminuye en desnutrición, enfermedad hepática, mala absorción, síndrome nefrótico y quemaduras
• Los métodos que emplean verde de bromocresol y el púrpura de bromocresol se utilizan para la determinación de albúmina
• Tanto el calcio como el magnesio van unidos a la albúmina. Una disminución de la albúmina provocará una disminución del calcio total y el magnesio total, pero no del iónico.

Marcadores de desnutrición

• Incluyen prealbúmina, albúmina, transferrina, proteína transportadora de retinol y deficiencia de nutrientes específicos como vitaminas, hierro, cobre y zinc
• El índice pronóstico de desnutrición es el índice CONUT
• En el índice CONUT, los grados de albumina, colesterol y linfocitos son:
  • Albumina (g/dl) con puntaje leve: 3-3.49 (2 puntos); moderado: 2.5-2.99 (4 puntos); grave: <2.5 (6 puntos)
  • Colesterol (mg/dl) con puntaje leve: 140-179 (1 punto); moderado: 100-139 (2 puntos); grave: <100 (3 puntos)
  • Linfocitos (cel/µl) con puntaje leve: 1200-1599 (1 punto); moderado: 800-1199 (2 puntos); grave: <800 (3 puntos)
• Sin Desnutrición: 0-1 puntos -> Bajo riesgo de desnutrición
• Desnutrición leve: 2-4 puntos
• Desnutrición moderada: 5-8 puntos-> Riesgo moderado de desnutrición
• Desnutrición severa: 9-12 puntos-> Riesgo alto de desnutrición

A1-Antitripsina

• Es un inhibidor de proteasas, principalmente la tripsina
• Es el principal componente de la región alfa 1 y un reactante de fase aguda
• La deficiencia homocigota del gen SERPINA1 (herencia recesiva) se asocia al desarrollo de enfermedades pulmonares (enfermedad pulmonar obstructiva crónica, bronquiectasias, etc.) o hepáticas
• Se puede estudiar el gen (genotipo) o, más frecuentemente, su fenotipo (por electroforesis, isoelectroenfoque para ver las variantes proteicas)
• Fenotipo concentra las siguientes concentraciones:
  • MM (normal): 103-200 (mg/dL) sin riesgo
  • MS: 100-180 (mg/dL) sin riesgo
  • SS: 70-105 (mg/dL) sin riesgo
  • MZ: 66-120 (mg/dL) con ligero aumento
  • SZ: 45-80 (mg/dL) con ligero aumento
  • ZZ: 10-40 (mg/dL) con alto riesgo
  • Null: 0 (mg/dL) con alto riesgo

Ceruloplasmina

• Es transportadora de cobre
• Está relacionada con la enfermedad de Wilson, un trastorno genético autosómico recesivo (gen ATP7B) caracterizado por la acumulación de cobre en el organismo, especialmente en hígado y cerebro
• Los niveles de ceruloplasmina y cobre en suero disminuyen, mientras que el cobre en orina aumenta, dando lugar al anillo de Kayser-Fleischer
• La prueba diagnóstica más específica es la determinación de la concentración hepática de cobre

Protrombina

• El hígado participa en la hemostasia sintetizando la mayoría de los factores de coagulación, como I, II, V, VII, VIII, IX, X y XIII, precalicreína y cininógeno de alto peso molecular
• La absorción de vitamina K, esencial para los factores II, VII, IX y X, se realiza gracias a la bilis
• El tiempo de protrombina (TP) mide el tiempo de coagulación extrínseco y común del plasma (factores V, VII, X, II y I)
• El TP aumenta en cirrosis, obstrucción del conducto biliar (disminuyendo la absorción de vitamina K), deficiencia de vitamina K (malabsorción), deficiencia de factores de coagulación y hepatitis

Reactantes de fase aguda

• Son proteínas que cambian su concentración al menos un 25% en procesos inflamatorios
• Las positivas incluyen PCR, haptoglobina, ferritina, alfa-1-antitripsina, fibrinógeno, alfa-1-antiquimotripsina, alfa-1-glicoproteína ácida, ceruloplasmina, C3 y C4
• Las negativas incluyen albúmina y transferrina
• La procalcitonina es un marcador de sepsis.

Sepsis

• Es una disfunción orgánica potencialmente mortal causada por una respuesta disregulada del sistema inmune frente a una infección
• Puede originarse a partir de infecciones en cualquier parte del organismo, como neumonía, celulitis, peritonitis o infección urinaria
• Los signos y síntomas incluyen alteración de la temperatura (aumento o disminución), aumento de la frecuencia cardíaca y respiratoria, alteración del número de plaquetas (disminución) y leucocitos (aumento o disminución), letargia, temblores o convulsiones
• El parámetro de laboratorio procalcitonina se eleva. Otros parámetros incluyen preserpina, IL6, IL8, IL10, CD14s, CD64, STREM-1 y suPAR
• La escala SOFA (Sepsis-related Organ Failure Assessment) evalúa la función de órganos como el sistema nervioso central (escala de Glasgow), renal (creatinina y diuresis), hepático (bilirrubina), coagulación (número de plaquetas) y respiratorio (PaO2/FiO2)

Procalcitonina

• Se sintetiza en las células C del tiroides y se procesa a calcitonina, teniendo una concentración sérica muy baja o indetectable (<0,05 ng/ml)
• Se detecta a las 3 horas de una infección bacteriana, alcanzando un máximo a las 6-24 horas, manteniéndose elevada durante el proceso infeccioso y teniendo una vida media de 24 horas
• Eleva a niveles altos en infecciones bacterianas y parasitarias, mientras que en infecciones víricas presenta elevaciones leves o ausentes
• También se eleva en politraumatismos, neonatos (primeros 2 días de vida), cirugía mayor, quemaduras graves, shock cardiogénico prolongado y neoplasias
• Sirve para diagnóstico de sepsis, valoración de la gravedad, evaluación de la indicación de terapia antibiótica y monitorización de la evolución y tratamiento
• Interpretación de los valores:
  • <0,5 ng/ml: bacteriemia poco probable.
  • 0,5 a 2 ng/ml: zona gris.

  • 2 ng/ml: altamente probable.

  • 10 ng/ml: shock séptico.

Síntesis de lípidos y lipoproteínas

• Incluye la síntesis de colesterol, apolipoproteínas y todas las lipoproteínas circulantes IDL, LDL y HDL, excepto los quilomicrones (tema aparte).

Formación de urea

• El amonio (NH4+) es tóxico y se forma en la degradación de proteínas, siendo transformado en urea por el hígado mediante el ciclo de la urea
• La urea pasa a la sangre y es eliminada por los riñones en la orina
• BUN (Blood Urea Nitrogen) es el nitrógeno ureico en sangre
• El fallo hepático causa una peor transformación de urea, aumentando el amonio y/o intermediarios del ciclo de la urea.
• El fallo renal causa una peor eliminación de urea, aumentando su nivel
• En trastornos del ciclo de la urea (déficit enzimáticos congénitos), se mide el amonio y los aminoácidos en suero y orina
• La determinación de amonio también es interesante en la encefalopatía hepática y el síndrome de Reyes
• Al tomar la muestra de amonio, se debe recoger en EDTA o heparina en frío, en reposo, analizar lo antes posible, evitando abrir y cerrar el tubo y fumar durante la realización de la determinación
• Se debe evitar la hemólisis al tomar la muestra de amonio.

Función excretora

• Incluye el metabolismo de los ácidos biliares y la bilirrubina
• Ácidos biliares primarios: ácido cólico y quenodesoxicólico
• Ácidos biliares secundarios: modificados por bacterias en el intestino

Metabolismo de los ácidos biliares

• Se forman en el hepatocito a partir del colesterol de la dieta, se almacenan en la vesícula biliar y se secretan hacia el conducto colédoco, desembocando en el duodeno
• Tienen funciones de emulsión y digestión de grasas, así como excretoras
• La ausencia de ácidos biliares impide la absorción de grasas (esteatorrea)
• Circulación enterohepática: algunas sustancias (ej. ácidos biliares) se vierten al intestino desde el hígado y posteriormente se reabsorben y transportan de nuevo al hígado vía vena porta

Metabolismo de la bilirrubina

• La bilirrubina es un pigmento tetrapirrólico derivado fundamentalmente de la degradación de eritrocitos (70-80%) y, en menor medida (20-30%), de otras hemoproteínas
• Es una sustancia lipofílica y potencialmente tóxica que debe solubilizarse (conjugarse) a nivel hepático con ácido glucurónico para poder eliminarse
• La bilirrubina INDIRECTA es la no conjugada (antes de metabolizarse) y la DIRECTA es la conjugada
• La bilirrubina indirecta, al ser insoluble, viaja en plasma unida a albúmina
• En el sistema reticuloendotelial, la hemoglobina se metaboliza por la hemo-oxigenasa para formar biliverdina, que es convertida en bilirrubina no conjugada gracias a la enzima biliverdina reductasa
• Esta bilirrubina no conjugada se une a albúmina e irá al hígado
• En el hígado, la bilirrubina se conjuga con uridina difosfato (UDP) y ácido glucurónico por medio de la enzima UDP-glucuronil transferasa para formar bilirrubina conjugada soluble
• Ésta se secreta al canalículo biliar, se mezcla con el resto de sustancias que constituirán la bilis y se libera al intestino, donde se metabolizará a urobilinógeno por la flora intestinal
  • El 80% metaboliza a estercobilinógeno y estercobilina (el pigmento colorante de las heces), eliminándose por las heces
  • El 20% se reabsorbe y vuelve al hígado o se elimina en orina tras oxidarse a urobilina (el pigmento colorante de la orina)
• La bilirrubina indirecta NO es soluble en agua, mientras que la bilirrubina directa sí lo es
• La bilirrubina conjugada atraviesa la barrera hematoencefálica, mientras que la no conjugada no lo hace
• La bilirrubina conjugada (directa) está presente en orina, mientras que la no conjugada (indirecta) no lo está
• Métodos para medir la bilirrubina incluyen
  • la estimación mediante el índice ictérico (absorbancia 450 nm)
  • El método de Van der Bergh o reacción diazo: ácido sulfanílico diazotado + acelerante
  • En su medición le afecta la luz (la degrada) y la hemólisis (posibles interferencias).
• La bilirrubina DELTA (biliproteína) es bilirrubina directa unida a albúmina que aparece en pacientes con ictericia prolongada que se recuperan de hepatitis o de una obstrucciónb
• Los valores normales de bilirrubina están por debajo de 1 mg/dL (en recién nacidos son más altos)
• La ictericia aparece cuando la bilirrubina supera los 2 mg/dL
• Tipos de ictericia
  • Hemolítica (aumento de bilirrubina indirecta)
  • Hepática (aumento de bilirrubina directa o indirecta)
  • Obstructiva (aumento de bilirrubina directa)
• Causas
  • prehepáticas (aumento de producción o disminución de conjugación)
  • hepáticas (disminución de captación, conjugación y eliminación)
  • posthepáticas (disminución de eliminación o conducción biliar)

Enfermedades

• Síndrome de Dubin-Johnson y síndrome de Rotor: aumento de la bilirrubina directa. Causa de ictericia post hepática. Ambos presentan alteración genética

Función metabólica

• Abarca biotransformación y eliminación de drogas, metabolismo del amonio, metabolismo de los carbohidratos, metabolismo lipídico y metabolismo de aminoácidos y proteínas (tema aparte)

Enzimas hepáticos con interés diagnóstico

• Se localizan en el hepatocito en diferentes lugares como el citosol, la superficie canalicular y las mitocondrias
• Las enzimas AST y ALT se encuentran en el citosol
• Las enzimas ALP y GGT se encuentran en la superficie canalicular del hepatocito
• La AST se encuentra en las mitocondrias y la GGT en los microsomas
• El daño hepatocitario libera AST y ALT
• La obstrucción canalicular (colestasis) libera ALP y GGT
• El alcohol aumenta los niveles de AST mitocondrial y GGT microsomal
• La fenitoína y la carbamazepina incrementan las enzimas ALP y GGT
• La GGT se eleva con el alcohol o fármacos debido a la inducción enzimática, pero no se eleva en patología ósea
• Las transaminasas ALT (o GPT) y AST (o GOT) tienen valores normales de 15-50 U/I y participan en la degradación y síntesis de aminoácidos
• La ALT es más específica de daño hepático que la AST.
• Las actividades de enzimas AST y ALT en otros tejidos del cuerpo son:
  • Corazón: 7800 (AST) y 450 (ALT)
  • Hígado: 7100 (AST) y 2850 (ALT)
  • Músculo esquelético: 5000 (AST) y 300 (ALT)
  • Riñones: 4500 (AST) y 1200 (ALT)
  • Páncreas: 1400 (AST) y 130 (ALT)
  • Bazo: 700 (AST) y 80 (ALT)
  • Pulmones: 500 (AST) y 45 (ALT)
  • Hematíes: 15 (AST) y 7 (ALT)
• La fosfatasa alcalina (ALP) tiene isoenzimas en hueso, hígado, riñón, intestino, algunos cánceres y placenta
• La ALP aumenta en enfermedades óseas (calcificación y formación, pero no en osteoporosis) y en el niño
• La GGT se encuentra en hígado, riñón y páncreas
• La LDH se encuentra en músculo cardíaco, glóbulos rojos, leucocitos, pulmones, riñones, placenta, páncreas, hígado y músculo esquelético
• Otras enzimas hepáticas de interés diagnóstico incluyen (con su proceso):
  • Alfa-fetoproteína (cribado y evolución del carcinoma hepatocelular y hepatoblastoma)
  • 5-nucleotidasa (diferenciación entre la ictericia obstructiva y hepatocelular)
  • Leucina aminopeptidasa (colestasis)
  • Colinesterasa (metabolismo de fármacos y tóxicos)
  • Marcadores autoinmunes

Métodos de medida

• Se mide la velocidad de disminución de la concentración de NADH en el medio
• Estados de déficit de piridoxal pueden disminuir la actividad
• La GGT se mide por escisión de un cromógeno (o-carboxy o p-nitroanilina)
• La ALP se mide utilizando p-nitrofenol sustrato a pH alcalino

Excreción de colorantes

• Se evalúa la función hepática midiendo la capacidad de eliminar colorantes como el rosa de Bengala, bromosulfoftaleína y verde de indocianina, así como el aclaramiento de antipirina, prueba de aire espirado de 14C-aminopirina y 13C- cafeína, y la capacidad de eliminación de galactosa
• Se administra el colorante por vía intravenosa y se mide su concentración en suero a los 45 minutos, donde debe quedar menos de un 5% si la función hepática es normal
• La función hepática normal se traduce en la absorción por el organismo de los colorantes por la vía intravenosa, con una absorción menor a 5% del químico.
• Este método no es habitual hoy día.

Patrones de alteración hepática

• lesión hepatocelular (aumento de transaminasas GOT y GPT, y LDH)
• colestasis (aumento de GGT y ALP)
• Generalmente no hay aumento de AST.
• Funcionalidad hepática: albúmina y tiempo de protrombina (mejor indicador pronóstico)
• colestasis disociada (aumento de GGT y ALP con bilirrubina normal)
• Es frecuente que el TP se prolongue y esto normalmente indica que hay una deficiencia de vitamina K

Hepatopatía alcohólica

• Transaminasas bajas a 330 U/L, índice AST/ALT > 2, ALP > 5 veces el límite superior (si colestasis), elevación de GGT, aumento de VCM, y trasferrina deficiente en carbohidratos
• Otras enfermedades hepáticas:
• Hemocromatosis aumento de Fe y la saturación de transferrina.
• Hepatitis autoinmune hay que identificar los tipos.
• En la fibrosis hepática hay que medir AST, albúmina y ver la rapidez de la protrombina.

Cirrosis

• Enfermedad crónica del hígado, con aparición de tejido fibroso, causada por alcoholismo, malnutrición, hepatitis, colestasis crónica, enfermedades autoinmunes y metabólicas congénitas
• Síntomas de la cirrosis causa flatulencia, falta de apetito y pérdida de peso, heces pálidas.
• Puede haber problemas con el aumento de las plaquetas; la albúmina y el amonio también son factores.