Volume 11 VALTER T. MOTTA Bioquímica Clínica: Princípios e Interpretações Metabolismo Mineral e Ósseo
METABOLISMO MINERAL E ÓSSEO A vanços significativos tem sido realizados nestes últimos anos no estudo do metabolis mo ósseo e mineral, aumentando consideravelmente a compreensão da patofisiologia das desordens ósseas. Junto a isto, ocorreu um grande incremento na tecnologia laboratorial permitindo a melhora nas determinações do cálcio total e ionizado, fosfato, magnésio, fosfatase alcalina total, hormônio paratireóideo intacto (PTH), metabólitos da vitamina D, proteína liberadora de hormônio paratireóideo (PTHrP), marcadores do metabolismo ósseo (osteocalcina, fosfatase alcalina ósseo-específica, pró-peptídios do colágeno, hidroxiprolina urinária, hidroxilisina-glicada urinária, piridinolina, deoxipiridinolina, sialo-proteína óssea e fosfatase ácida tartarato-resistente). O tecido ósseo é composto: Sais minerais inorgânicos cristalinos. (75% do peso seco). São compostos por fosfato de cálcio e carbonato de cálcio (força de compres - são). Os minerais estão presentes como uma mis - tura de cristais de hidroxiapatita [Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 3 ], fosfato de cálcio amorfo e outros materiais. Pequenas quantidades de magnésio, sódio, potássio, hidróxido, fluoreto, estrôncio, zinco, rádio, cloreto e sulfato. A deposição destes sais complexos fortalece grandemente a estrutura óssea. Matriz orgânica. (25% por cento do peso seco). É formada por 94% de fibras de colágeno, com elevado conteúdo dos aminoácidos prolina e hidroxiprolina; 5% da substância básica (substâncias não-colagenosas) que incluem líquido extracelular, albumina, mucoproteína, sulfato de condroitina, ácido hialurônico, osteocalcina (proteína G1a), lipídios e pequenos peptídios além de 1% de citrato. Mesmo na vida adulta, o osso está em estado dinâmico (acredita-se que ao redor de 3-5% da massa óssea esteja passando por uma remodelação ativa a qualquer tempo). Os processos de formação e reabsorção óssea são controlados por várias influências hormonais e metabólicas. O osso é formado pela ação de osteócitos e osteoclastos, cuja atividade é refletida no nível de fosfatase alcalina do soro. A reabsorção óssea ocorre, predominantemente, como resultado da ação de osteoclastos e ordinariamente envolve a dissolução de ambos, minerais e matriz orgânica. São necessárias pelo menos três células especializadas no osso para a síntese, a modelagem e remodelagem desse tecido: Osteoblastos: células mesenquimais com intensa capacidade secretora, são responsáveis pela produção de cadeias protéicas ricas em aminoácidos como prolina, hidroxiprolina etc., precursores de colágeno para a formação de osteóide o precursor não-calcificado do osso nos locais superficiais de crescimento ou remodelagem. Além disso, s ecretam fatores de crescimento locais sob influência do GH e fosfatase alcalina óssea, relacionadas com o processo de mineralização do osso talvez através da neutralização de um inibidor da deposição mineral (pirofos fato). Geralmente, são encontrados no interior das lacunas ósseas, e também na região subperiostal entre osso cortical e o periósteo. A membrana plasmática dos osteoblastos são ricos em fosfatase alcalina, cuja atividade é um índice de formação óssea. Os osteoblastos tem receptores para o hormônio paratireoideo (PTH), 1, 25- diidroxivitamina D (1, 25(OH) 2 D) e estrogênio, mas não para a calcitonina. O es tímulo do PTH, 1, 25(OH) 2 D, hormônio de crescimento e 143
144 Bioquímica Clínica: Princípios e Interpretações estrogênio induz os osteoblas tos a produzir o fator de crescimento insulin like I (EG-1), que tem papel importante na regulação e modelagem óssea local. Osteoclastos: células gigantes e multinucleadas relacionadas com a absorção lise óssea com finalidade de reparação de uma fratura ou mobilização de íons cálcio realizadas continuamente, porém sob o controle do hormônio paratireiodeo (PTH), que estimula a secreção de enzimas proteolíticas e ácidos orgânicos (lactato e cítrico), que digerem e solubilizam a matriz óssea calcificada. Os osteoclastos possuem uma ação oposta aos osteoblastos, reabsorvendo a matriz óssea. Estão presentes entre 1 a 4% das superfícies ósseas. seriam estimuladas por fatores humorais locais ou sistêmicos a diferenciar-se rumo à atividade blástica (crescimento e reparação) ou à ativ i- dade clássica/lítica (reabsorção, mobilização, iônica). Os osteócitos sintetizam pequenas quantidades de matriz para manter a integridade óssea. Bibliografia consultada DI DIO, Renato; BARBÉRIO, José Carlos; PRADAL, Mario Giovani; MENEZES, Ana Maria Soares. Procedimentos hormonais. 4. Ed. São Paulo : CRIESP, 1996. KOAY, Evelyn S. C.; WALMSLEY, Noel. A primer of chemical pathology. Singapore : World Scientific, 1996. p. 88-102. LARA, G. M.; HERMANN, A. R.; HAGEMANN, M. A. Marcadores bioqímicos do metabolismo ósseo: princípios básicos uma revisão. Newslab 36:126-36, 1999. Osteócitos: segundo alguns autores, estado de repouso das células ósseas, os osteócitos encontram-se instalados nas criptas ósseas onde
Metabolismo mineral e ósseo 145 CÁLCIO O cálcio está presente em três compartimentos principais: esqueleto, tecidos moles e líquido extracelular. Aproximadamente, 99% de cálcio do organismo está localizado no esqueleto, primariamente, na forma de hidroxiapatita, que é uma rede de cristal composto de cálcio, fósforo e hidróxido. O cálcio restante desempenha numerosas e significativas funções não relacionadas à estrutura óssea. As funções fisiológicas do cálcio nos diferentes compartimentos são: Cálcio intracelular. Condução neuromuscular, manutenção do tono normal e na condução e relaxamento do músculo esquelético e cardíaco; síntese glandular e na regulação das glândulas exócrinas e endócrinas; na preservação da integridade da membrana celular e na permeabilidade, particularmente, em termos do intercâmbio de sódio e potássio; metabolismo do glicogênio; processo da visão; e os eventos celulares envolvendo a ligação do cálcio com a proteína calmodulina. Cálcio extracelular. Mineralização óssea, mecanismo da coagulação sangüínea e manutenção do potencial de membrana plasmática. Cálcio do esqueleto. É o principal local de armazenamento e mobilização de cálcio para o pool extracelular e intracelular. O osso é continuamente remodelado através de um processo combinado de reabsorção e formação ó s- sea. Parte do cálcio ingerido (200 a 1500 mg/d), é absorvida por um processo ativo, principalmente no duodeno e é favorecido em ph ácido (em ph alcalino o íon forma compostos insolúveis). A vitamina D é essencial neste processo. O cálcio existente no plasma humano normal apresenta-se sob três formas distintas: Cálcio não ionizado, esta fração não-difusível (40-45% do total) consiste, em grande parte, em Ca 2+ ligado às proteínas plasmáticas, especialmente à albumina. Cálcio ionizado livre (45-50% do total), é a forma fisiologicamente ativa. É mantido em níveis constantes por um complexo sistema de controle envolvendo o PTH. Cálcio complexado (5-10% do total) com uma variedade de ânions como o citrato, fosfato, lactato, bicarbonato e outros íons. As distribuições relativas das três formas são modificadas como resultado de variação no ph sangüíneo ou do teor das proteínas plasmáticas. Aumentos de 0,1 unidade de ph diminuem o cálcio ionizado em 0,16 mg/dl. Reduções do ph aumentam o cálcio ionizado na mesma proporção anterior. A manutenção da homeostase do cálcio envolve a participação de três órgãos maiores - o intestino delgado, os rins e o esqueleto. A glândula mamária durante a lactação é também importante, assim como a placenta e o feto durante a gestação. CONTROLE DO METABOLISMO DO CÁLCIO O nível de cálcio no líquido extracelular e a integridade do conteúdo de minerais ósseos são mantidos homeostaticamente durante anos de ingestão variável de cálcio, através de um equilíbrio eficaz entre a formação e destruição óssea e a absorção e excreção do cálcio. Vários compostos estão envolvidos na regulação do cálcio plasmático e, em muitos casos, afetam também os níveis de fosfatemia. Os dois principais controladores da homeostase do cálcio são o hormônio paratireoideo e a vitamina D. Outras substâncias também contribuem em menor grau: calcitonina, hormônios tireoideos, esteróides
146 Bioquímica Clínica: Princípios e Interpretações 2 + Ca plasmático diminuido Liberação de PTH Paratiróides estimulado 2 + pela caída do Ca no plasma Efeito de retroalimentação negativa pelo aumento 2 + do Ca do plasma. PTH plasmático 1 - hidroxilase renal (via queda no PTH) Teor 1:25 DHCC plasmático Osso Rim Hidroxilação renal da 25-HCC produzindo 1:25-DHCC (pelo aumento do PTH) Intestino Delgado Teor de cálcio plasmático aumentado Retroalimentação negativa Retroalimentação negativa Figura 11.1 Principais respostas hormonais na redução do teor de cálcio plasmático. adrenais, prostaglandinas, fator ativador dos osteoclastos e proteína PTH-relacionada. Hormônio paratireóideo (PTH). É secretado pela células principais da glândula paratireóide em resposta a hipocalcemia ou hipomagnesemia. Os teores de PTH exibem uma variação diurna, estando elevado nas primeiras horas da manhã (ao redor das 9 h). As ações do PTH são:
Metabolismo mineral e ósseo 147 Vitamina D. Além de efeitos indiretos sobre a absorção gas trointestinal de cálcio e fosfato, o PTH ativa a conversão da 25-hidroxivitamina D a 1,25-diidroxicolecalciferol (calcitriol), a forma ativa da vitamina D que estimula a absorção gastrointestinal do cálcio e fosfato. Rins: o PTH (a) aumenta a reabsorção tubular distal de cálcio e a excreção do fósforo através do mecanismo adenilato ciclase-amp cíclico, (b) reduz a reabsorção do fosfato, sódio, cálcio e íons bicarbonato nos túbulos proximais e (c) estimula a produção de 1,25- diidroxicolecalciferol pelos rins com o seguinte resultado: aumento da reabsorção do cálcio e inibição da reabsorção do fos fato, produzindo fosfatúria. Ossos: o PTH atua tanto direta como indiretamente alterando a atividade e o número de o s - teoblastos, osteoclastos e osteócitos, regulando o cálcio para o líquido extracelular. O PTH aumenta a reabsorção óssea pelos osteoclastos, necessitando dos osteoblastos para mediar o seu efeito. O aumento na atividade osteoblástica é detectada pela elevação na atividade da fosfatase alcalina sérica. O incremento na atividade osteoclástica é evidenciado pela elevação da hidroxiprolina urinária e excreção de desoxipiridinolina. O resultado final da acão do PTH é uma reabsorção verdadeira e não simplesmente a desmineralização óssea. O efeito total do PTH é o aumento do cálcio ionizado plasmático e a redução da fosfatemia (pelo aumento da excreção renal de fosfato). Excesso prolongado de PTH está associado com h i- percalcemia, hipofosfatemia e aumento da atividade da fosfatase alcalina (estimulação dos osteoblastos). A deficiência de PTH (hipoparatireoidismo) promove a hipocalcemia e hiperfosfatemia. Calcitonina (CT). É um polipeptídio de 84 resíduos de aminoácidos produzido e secretado pelas células parafoliculares da tireóide (ou células C) e, em menor grau, pelas paratireóides, timo e medula supra-renal. A secreção deste hormônio parece ser contínua e é estimulada pela concentração de cálcio ionizado no sangue. A secreção aumenta em resposta à elevações do cálcio ionizado e diminui com reduções nos teores sangüíneos deste íon. Portanto, estas respostas são de direção oposta ao controle exercido pelo cálcio sobre a secreção de hormônio paratireóideo. Ações da calcitonina: Exerce controle sobre o nível sérico de cálcio ao inibir a reabsorção óssea osteoclástica, reduzindo assim, a perda de cálcio e fósforo do osso. Alguns efeitos sobre a função renal, como a inibição da reabsorção de cálcio e fósforo p e- los túbulos renais. Vitamina D. É a designação genérica para um grupo de esteróis estruturalmente análogos e absolutamente importantes no metabolismo do cálcio e fósforo. É sintetizada na pele por irradiação ultravioleta ou absorvida no intestino. O 1,25- diidroxicolecalciferol (calcitriol) (DHCC) forma biologicamente ativa da vitamina D (a) estimula a absorção do cálcio e fósforo no intestino delgado, (b) aumenta a mobilização de cálcio do osso (nessa ação o PTH atua sinergisticamente) e (c) eleva a reabsorção renal do cálcio e fósforo. O efeito total da vitamina D é o aumento plasmático do fósforo, cálcio total e ionizado. A deficiência da 1,25-OHCC leva a defeitos na mineralização óssea. Três são os principais estímulos para a síntese de calcitriol: (a) redução da concentração de cálcio plasmático, (b) aumento na secreção do PTH e (c) elevação dos níveis de fósforo intracelular. Outros hormônios. Os hormônios da tireóide (triiodotironina e tiroxina) elevam a mobilização de cálcio do osso. Os esteróides adrenais podem alterar a excreção de cálcio pelos rins, particularmente, nos casos de insuficiência supra-renal. Finalmente, os hormônios sexuais (especialmente es trogênios) estão relacionados aos teores de cálcio; a diminuição de estrogênios em mulheres em fase pós-menopausa está associada a um aumento de reabsorção do osso com declínio da massa ós-
148 Bioquímica Clínica: Princípios e Interpretações sea e o subseqüente aumento do risco de osteoporose e fraturas. HIPERCALCEMIA Define-se a hipercalcemia como a existência de cálcio sérico total acima de 10,5 mg/dl em adultos. A elevação do Ca 2+ plasmático é um problema potencialmente sério que pode levar à enfermidade renal, arritmias cardíacas e mau estado geral. Cerca de 90% das hipercalcemias se devem ao hiperparatireoidismo primário ou neoplasias malignas. Hiperparatireoidismo primário. É caracterizado pela produção autônoma do PTH na ausência de um estímulo fisiológico apropriado, ou seja, hipersecreção coexistente com cálcio sérico ionizado normal ou elevado. É encontrado no adenoma paratireoideo, na hiperplasia difusa ou, raramente, no carcinoma. Também é relatada na neoplasia endócrina múltipla tipo I com tumores pituitário e pancreático e na neoplasia endócrina múltipla tipo IIa com carcinoma tireoideo medular, hiperparatireoidismo e feocromocitoma. Tanto o cálcio como a albumina devem ser medidos e, algumas vezes repetidos, pois a hipercalcemia pode ser intermitente. Uma acidose moderada pode estar presente pela perda urinária de bicarbonato influenciada pelo PTH. Alguns pacientes desenvolvem problemas ósseos em conseqüência ao elevado teor de PTH no plasma, especialmente nos casos crônicos. No hiperparatireoidismo são encontradas as seguintes características bioquímicas: Hipercalcemia. Está quase sempre presente apesar de intermitente no início da doença. O PTH causa a liberação do cálcio do osso e aumenta a reabsorção renal do cálcio. Hipofosfatemia. O PTH induz ao aumento da excreção renal de fosfato. Atualmente, pelo diagnóstico precoce da doença, a hipofosfatemia é encontrada somente em 50% dos casos. Atividade aumentada da fosfatase alcalina. Reflete o incremento na renovação óssea. Níveis elevados de PTH. Geralmente acima dos valores de referência. Valores normais não excluem o diagnóstico. Teores extremamente altos são encontrados no carcinoma de glândulas paratireóides. Hipercalcemia tumoral. É a causa mais freqüente em pacientes hospitalizados. Vários fatores são responsáveis pela hipercalcemia da malignidade. Estas variações dependem do tipo de tumor e da exis tência ou não de metástases ósseas. Um fator importante nesse t ipo de hipercalcemia é a liberação da proteína PTH-relacionada (PTHrP), um peptídio com grande homologia com o PTH e que também atua no receptor de PTH. As doenças malignas são assim descritas: Com envolvimento ósseo: tumor direto de erosão do osso, tumo res localizados com a produção de agentes de absorção óssea (ex.: prostaglandina E 2 ). Sem envolvimento ósseo (hipercalcemia humoral da doença maligna): é o mecanismo mais freqüente. É produzida por: (1) síntese tumoral da proteína relacionada ao hormônio paratireóideo (PTH-rP), principalmente por carcinomas epidermóides (pulmão, esôfago, cabeça e mama), carcinoma urotelial, colangiocarcinoma e carcinoma de ovário; (2) síntese de 1,25-diidroxivitamina D por alguns linfomas e/ou fator(es) de cres cimento (fator de crescimento tumoral, fator de crescimento epidérmico, fator de crescimento plaquetaderivado); (3) doenças malignas hematológicas: citoquinase (interleucina-1, fator de necrose tumoral, linfotoxina), (linfoma); (4) hiperparatireoidismo coexistente primário. Mieloma múltiplo. A hipercalcemia aparece como resultado da liberação local das citoquinas que promovem a reabsorção óssea. As características bioquímicas encontradas nestes casos são: (a) hipercalcemia de aparecimento repentino, (b) o fósforo sérico com teor variável, (c) a hiperfosfatemia é encontrada em
Metabolismo mineral e ósseo 149 indivíduos com o tipo mestastático de hipercalcemia, nos linfomas com excesso de vitamina D e, se existir, insuficiência renal, (d) a hipofosfatemia é comum na hipercalcemia humoral da malignidade, (e) os níveis de fosfatase alcalina sérica estão geralmente aumentados e (f) a velocidade de excreção do cálcio urinário está incrementada. Hipervitaminose D. É comum no uso de preparações contendo vitamina D para o tratamento da osteoporose. A ação da vitamina D promove a hipercalcemia pela absorção intestinal; isto suprime a secreção de PTH que, por sua vez, inibe a excreção urinária de fosfato resultando em hiperfosfatemia. A fosfatase alcalina permanece normal. O excesso de vitamina D pode também ocorrer em linfomas e em várias doenças granulomatosas como sarcoidose, tuberculose e histoplasmose; todas elas incluem células monocíticas contendo a enzima 1α-hidroxilase. Desordens endócrinas. Hipertireoidismo (em até 25% dos pacientes), hipotireoidismo, acromegalia, insuficiência supra-renal aguda (Addison) e feocromocitoma. Imobilizações prolongadas. Hipercalciúria e balanço negativo de cálcio ocorrem em todos os indivíduos imobilizados por longo tempo. Se houver renovação óssea aumentada, como em crianças e adultos com doença óssea de Paget, também está presente a hipercalciúria. Enfermidades granulomatosas. Sarcoidose, tuberculose, coccidioidose. Ao redor de 10-20% dos pacientes com sarcoidose tem hipercalcemia, ao menos, intermitentemente. Síndrome leite-álcalis. Encontrado em pacientes que ingerem grandes quantidades de leite e álcali (ex.: NaHCO 3 ) como anti-ácido para aliviar úlceras. O álcali reduz a excreção de cálcio urinário. É uma desordem rara. Insuficiência renal. Insuficiência renal crônica, insuficiência renal aguda (fase diurética), e transplante renal. Administração ou ingestão.. Nutrição parenteral. Regimes hiperalimentares. Hipocalciúria-hipercalcemia familiar. É uma desordem rara transmitida por um gen dominante autossômico. Pacientes com este distúrbio podem ser assintomáticos por toda a vida. É caracterizada por hipercalcemia moderada, hipermagnesemia, PTH pouco elevado ou normal e hipocalciúria relativa. Diuréticos tiazídicos. O emprego prolongado de diuréticos clorotiazídicos aumenta a secreção de PTH; o aumento da absorção intestinal do cálcio interfere com a excreção renal de cálcio produzindo uma hipercalcemia moderada. Terapia com lítio. O uso de lítio por longos períodos está associado ao hipotireoidismo (inibição da ação do TSH), diabetes insipidus e hipercalcemia. Esta última, não está esclarecida mas foi demonstrado estímulo na secreção de PTH e redução da excreção renal de cálcio. Aumento das proteínas plasmáticas. Hemoconcentração e hiperglobulinemia devido ao mieloma múltiplo. Deve-se também descartar a pseudoalbuminemia promovida por hiperalbuminemia, de forma que torna-se necessário subtrair 0,8 mg/dl do nível de cálcio total para cada 1,0 g/dl de aumento na concentração sérica da albumina ou aplicar a seguinte fórmula: Cálcio corrigido = cálcio sérico albumina + 4 Manifestações clínicas da hipercalcemia. A maioria dos pacientes (>60%) são assintomáticos. Os sinais e sintomas da hipercalcemia não são específicos. Os sintomas mais comuns estão relacionados com o sistema neuromuscular. Fadiga, mal-estar e fraqueza muscular podem estar presentes em hipercalcemias (<12 mg/dl). Depres - são, apatia e incapacidade de concentração podem ser proeminentes em valores mais elevados (>12 mg/dl). A hipercalcemia pode induzir a uma diabetes insipidus nefrogênica moderada; portanto, sede, polidipsia e poliúria podem estar presentes. Cólica renal devido a cálculos renais, é uma séria
150 Bioquímica Clínica: Princípios e Interpretações manifestação da hipercalcemia e hipercalciúria crônica. Avaliação laboratorial da hipercalcemia. Na avaliação da hipercalcemia vários pontos devem ser considerados: Idade e sexo. O hiperparatiroisimo primário é comum em mulheres com idade acima de 60 anos. A hipercalcemia benigna familiar pode estar presente em crianças. Presença ou ausência de malignidade. Dor óssea. Suspeitos de malignidade; hiperparatireoidismo primário. Medicamentos. Particularmente, vitamina D, lítio e tiazídicos. Cálculos renais. Comum no hiperparatireoidismo mas não na malignidade. História familiar. Hipercalcemia benigna familiar. HIPOCALCEMIA A hipocalcemia deve ser examinada sob a luz das variáveis que afetam fisiologicamente o cálcio ionizado ativo, principalmente, em relação ao teor de proteínas plasmáticas e ph sangüíneo. A hipocalcemia verdadeira (redução de cálcio total e ionizado) incluem: Hipoalbuminemia. A redução é ocasionada pela diminuição do cálcio ligado às proteínas; ocorre em enfermidade hepática crônica, síndrome nefrótico, insuficiência cardíaca congestiva e des - nutrição. O Ca 2+ plasmático não-ligado a fração fisiologicamente importante é mantido em níveis normais pelo PTH. Deste modo, variações no teor de cálcio plasmático devem ser acompanhadas de avaliação da concentração da albumina para evitar falsos resultados. O cálcio plasmático (em mmol/l) pode ser corrigido, aproximadamente, levando em conta a concentração de albumina (em g/dl) usando a fórmula: Ca corrigido = Ca medido + 0,02 x (40 conc. albumina) Efeito da concentração do H + no plasma. Na acidose, a protonização da albumina reduz sua capacidade de ligar o cálcio, elevando o teor de cálcio ionizado (Ca 2+ ), sem alteração do cálcio total. Assim, a h iperventilação com alcalose respiratória pode reduzir o Ca 2+ plasmático com o desenvolvimento de tetania. Nos estados crônicos da acidose ou alcalose, o PTH atua no sentido de reajustar o Ca 2+ plasmático em direção ao normal. Insuficiência renal crônica. Moderada hipocalcemia ocorre na maioria dos casos de insuficiência renal crônica. É de origem multifatorial: Redução da captação intestinal devido: (a) diminuição da síntese de 1,25(OH) 2 D pela inadequada massa renal; (b) precipitação do cálcio como fosfatos insolúveis no lúmem intestinal. Resistência óssea à ação do PTH (toxinas urêmicas). Redução da reabsorção renal do cálcio. Precipitação in vivo do fosfato de cálcio. Síndromes de deficiência de vitamina D. São provocadas por: Deficiência nutricional. Redução da ingestão (deficiência dietética) e síndromes de má absorção. Exposição inadequada à luz solar ultravileta. Diminuição da 25-hidroxilação. Doença h e- pática; anticonvulsivantes (fenitoína). Redução da 1α-hidroxilação. Doença renal com destruição do parênquima renal com perda da atividade da 1-α-hidroxilase.
Metabolismo mineral e ósseo 151 Aumento da depuração de 1,25-DHCC. Síndrome nefrótico, álcool, aminoglutimidina e fenitoína. Pancreatite aguda. Um ou dois dias após a crise de pancretite aguda muitas vezes ocorre h i- pocalcemia moderada. A exata causa não foi es - clarecida mas parece envolver: Depósito de cálcio como sabão no pâncreas lesado (a lipase libera ácidos graxos). Liberação de glucagon que estimula a excreção de calcitonina. Hipoalbuminemia. Hipomagnesemia. Deficiência de magnésio. Secreção reduzida de PTH e ação diminuída de PTH nos ossos e rins. Hipoparatireoidismo. É uma condição rara que combina a redução do cálcio plasmático e aumento do fosfato em ausência de enfermidade renal. A atividade da fosfatase alcalina, em geral, é normal. A confirmação deste distúrbio é realizada pela medida do PTH; os valores encontrados são baixos e, as vezes, indetectáveis. Pseudo-hipoparatireoidismo É uma doença hereditária rara. É caracterizada por sintomas de hipoparatireoidismo, mas com níveis séricos elevados de PTH em lugar de reduzidos. O diagnóstico do pseudo-hipoparatireoidismo pode necessitar da avaliação do AMP-cíclico urinário. Tetania. É um quadro que sugere hipocalcemia. Pode ocorrer nas situações acima descritas e, ocasionalmente, na hipomagnesemia, em ausência de hipocalcemia e pela rápida elevação do fosfato plasmático. Fase curativa de enfermidade óssea. Nos tratamentos de hiperparatireoidismo, hipertireoidismo e doenças malignas hematológicas. Manifestações clínicas da hipocalcemia. Geralmente, a hipocalcemia é assintomática. Os sintomas estão relacionados ao teor sangüíneo de cálcio, da duração da hipocalcemia e da velocidade com a qual ela se desenvolve. A redução de cálcio livre provoca sintomas característicos: irritabibilidade neuromuscular como a tetania latente. A ocorrência de diminuições significativas do cálcio plasmático determina o desenvolvimento de tetania (espasmo carpopodálico), com flexão dos tornozelos e punhos, crispação muscular, cãimbras e, inclusive, convulsões. Concentrações de cálcio muito baixas podem estar associadas com a hipotensão e anormalidades eletrocardiográficas, como o intervalo QT prolongado. Hipocalcemia crônica (prolongada por vários anos) pode ser complicada por calcificação ganglia b a- sal, formação de catarata e anormalidades nos dentes, pele, cabelo e unhas. Avaliação laboratorial da hipocalcemia. A abordagem na investigação do paciente com hipoglicemia é: Excluir as causas óbvias e comuns como a hipoalbuminemia, insuficiência renal e pancreatite aguda. Avaliação do teor de PTH: valores elevados são consistentes com hiperparatireoidismo s e- cundário (ex.: deficiência de vitamina D) e pseudo-hiperparatireoidismo. Valores baixos ou normais indicam hipoparatireoidismo. Em presença de hiperparatireoidismo secundário (cálcio baixo, PTH elevado) o conteúdo de vitamina D (25-HCC e 1,25-DHCC) do paciente deve ser avaliado. Em todos os casos de hipoparatireoidismo onde a causa não está esclarecida, particularmente aqueles irresponsíveis à terapia pelo cálcio, pode exigir a determinação do magnésio plas mático.
152 Bioquímica Clínica: Princípios e Interpretações CÁLCIO URINÁRIO A calciúria é determinada pelo método descrito para o soro e plasma, utilizando urina de 24 horas. Os sais de cálcio precipitam em urinas alcalinas; deste modo, o ph deve ser ajustado a ph 3-4 com ácido clorídrico 6 mmol/l e papel indicador. A concentração do cálcio total na urina reflete: a absorção intestinal, a reabsorção óssea, a filtração e a reabsorção tubular renal. Empregado no acompanhamento das terapias de reposição e na avaliação do metabolismo do cálcio nas doenças ósseas, nefrolitíase, hipercalciúria idiopática e doenças da paratireóide. Valores aumentados de cálcio urinário. Acromegalia, 5% da população normal, carcinoma metastático ósseo, doença de Paget, hipercalciúria primária, imobilizações, intoxicações, intoxicação por vitamina D, mielomas, sarcoidose, uso de estrógenos e corticóides. Valores reduzidos de cálcio urinário. Deficiência de vitamina D, hipocalciúria familiar, hipoparatireoidismo osteodistrofia renal, pseudohipoparatireoidismo, pré-eclâmpsia, uso de tiazídicos. DETERMINAÇÃO DO CÁLCIO Paciente. Jejum de 8 h. Antes da prova, deve consumir dieta com quantidades normais de cálcio, 600-800 mg/d durante 3 dias. Amostra. Soro ou plasma heparinizado isentos de hemólise e separados prontamente após a coleta, para evitar a captação do cálcio pelos eritrócitos. O sangue deve ser colhido sem estase venosa para evitar as variações do cálcio, ligado às proteínas. Armazenado é estável em temperatura ambiente por 8 horas, quando refrigerado por 24 horas e quando congelado por um ano. O cálcio na urina é mantido sem precipitação durante a coleta ou quando armazenado, pela adição de 10 ml de ácido clorídrico 6 mol/l ao frasco de coleta. Resultados falsamente reduzidos: hipovolemia dilucional, administração de cloreto de sódio por via endovenosa 2 dias antes da coleta. Métodos. O método histórico para a determinação do cálcio, necessitava a precipitação do mesmo pelo oxalato com posterior titulação com permangato ou EDTA. Estes métodos não são mais utilizados pela reduzida sensibilidade. Também históricos são os métodos que utilizam a titulação direta do cálcio pelo EDTA, usando como indicador o Cal-Red, purpurato de amônio (murexidina) e negro de eriocromo T. Estes métodos apresentam dificuldade na visualização do ponto final da reação. o-cresolftaleína. O método mais usado atualmente baseia-se na formação de cor vermelha (medida espectrofotometricamente) entre o cálcio e a o-cresolftaleína complexona. A interferência do magnésio é eliminada pela adição de 8-hidroxiquinolina a reação. A diálise da amostra com tampão ácido também é usada para liberar o cálcio ligado às proteínas. Esta reação é empregada em alguns equipamentos automatizados. Este método indireto é o princípio da química seca (DT Vitros) que utiliza também o corante Arsenazo III, um indicador que altera a cor após complexar o cálcio. Espectroscopia de absorção atômica. É o método de referência para a determinação do cálcio. Após dissociação dos átomos de cálcio das proteínas e dos complexos inorgânicos, é medida a quantidade de luz absorvida pelos átomos de cálcio livres em determinado comprimento de onda (422,7 nm). O Ca 2+ + 2e - Ca 0 + Próton Ca * (em estado excitado). Diluição isotópica. O cálcio e uma quantidade conhecida de isótopo de cálcio são comparadas por espectrofotometria de massa. É o método d e- finitivo empregado somente em algumas instituições. Interferências. Resultados falsamente aumentados: hemólise, desidratação ou hiperproteinemia.
Metabolismo mineral e ósseo 153 Valores de referência para o cálcio Adultos (soro) Recém-nascidos Recém-nascidos prematuros Crianças Urina adultos (dieta normal) Bibliografia consultada 8,8 a 10,2 mg/dl 7,0 a 12 mg/dl 6,0 a 10 mg/dl 8,8 a 11 mg/dl 150 a 300 mg/d AUSTIN, L. A., HEATH, H. Calcitonin physiology and pathophysi ology. N. Engl. J. Med., 304:269-78, 1981. DELMAS, P. D. Biochemical markers of bone turnover for the clinical assessment of metabolic bone disease.endocrinol. Metab. Clinics North Am., 19:1-18, 1990. FARROW, S. The endocrinology of bone. Society for endocrinology, 1997. 1997. 78 p. ITANI, A., TSANG, R. C. Bone disease. In: KAPLAN, L. A., PESCE, A. Clinical chemistry: theory, analysis, correlation. St. Louis : Mosby, 1996. p. 528-54. LORENTZ, K. Improved determination of serum calcium with 2- cresolphthalein complexone. Clin. Chim. Acta, 126:327-34, 1982. NUSSHAUM, S. R. Pathophysiology and management of severe hypercalcaemia. Metab. Clinics North Am., 22:343-62, 1993. REICHEL, H. KOEFFLER, H. P. The role of the vitamin D endocrine system in health and disease. N. Engl. J. Med., 320:980-91, 1989. TOFFALETTI, J. G. Electrolytes. In: BISHOP. M. L., DUBEN- ENGELKIRK, J. L., FODY, E. P. Clinical chemistry: principles, procedures, correlations. 3 ed. Philadelphia : Lippincott, 1996. p. 255-78. WALLS, J., RATCLIFFE, W. A., HOWELL, A. BUNDRED, N. J. Parathyroid hormone and parathyroid hormone related protein in the investigation of hypercalcemia in two populations. Clin. Endocrinol., 41:407-13, 1994. HEANEY, R. P. Absorbing Calcium Clin Chem, 45:161-2, 1999.
154 Bioquímica Clínica: Princípios e Interpretações FOSFATO O organismo de um adulto contém 500 a 600 g de fósforo (medido como fosfato inorgânico) amplamente distribuído. É o sexto elemento mais abundante do organismo. Os papéis biológicos do fósforo incluem: Confere resistência estrutural ao osso quando combinado com o cálcio na forma de hidroxiapatita. Participa como agente essencial (em ligações fosfato de alta energia ) no metabolismo energético e no metabolismo dos carboidratos e gorduras. Atua como tampão no plasma e urina. No líquido extracelular e em ph fisiológico, a maior parte do fósforo se apresenta nas formas inorgânicas monovalentes ( H PO 2 4, diidrogenofosfato) e divalentes ( HPO 4 2, hidrogenofosfato). As quantidades relativas dos dois íons fosfato são dependentes do ph. Em ph 7,4, o coeficiente de diidrogeno fosfato/hidrogenofosfato é de 4:1. Devido ao efeito do ph sobre as concentrações relativas das duas espécies de fosfato, o fósforo sérico deve ser expresso em mg/dl. Manutenção da integridade celular. Regulação da atividade de algumas enzimas. Regulação do transporte do oxigênio através do 2,3-difosfoglicerato eritrocitário. A média de consumo dietético para os adultos é 800 a 1.500 mg/d dos quais cerca de 70% é absorvido (absorção ativa) principalmente pelo jejuno e o restante é excretado pelas fezes no intestino delgado. O fósforo está presente virtualmente em todos os alimentos. No organismo o fósforo está assim distribuído: Fosfato no esqueleto (80-90% do total). O fosfato inorgânico e o cálcio são os principais comp onentes da hidroxiapatita presentes no osso. Fosfato intracelular (10-20% do total). Fosfatos de alta energia entre os quais o ATP. Esta fonte de energia mantém muitas funções como: contractilidade muscular, função neurológica e transporte eletrolítico. O fosfato intracelular está primariamente ligado ou na forma de ésteres de fosfato orgânico. Fosfato extracelular (<0,1% do total). Mantém a concentração intracelular crítica e fornece o substrato para a mineralização dos ossos. Ocasionalmente, cristais de fosfato de cálcio precipitam em outras áreas do corpo. Níveis de fosfatos anormalmente elevados, muitas vezes, provocam a formação de cálculos nos rins ou b e- xiga. HOMEOSTASE DO FÓSFORO A homeostase do fósforo é mantida por meio de diferentes mecanismos. Os três principais órgãos envolvidos na são: o intestino delgado, os rins e o esqueleto. Os níveis de fosfatemia elevam facilmente após uma copiosa refeição. Os antiácidos reduzem a absorção e o cálcio, o alumínio e o magnésio ligam o fósforo em complexos insolúveis. O alumínio é o ligante mais eficiente. Os fatores que regulam os níveis de fos fatemia são, em muitos casos, os mesmos que atuam sobre os teores de cálcio no sangue. Os n íveis séricos de fósforo, são inversamente proporcionais aos do cálcio sérico. Hormônio paratireóideo (PTH). O PTH é secretado em resposta a hipocalcemia ou hipomagnesemia (Ver Cálcio). Isto libera o cálcio
Metabolismo mineral e ósseo 155 e o fósforo para a circulação, mas como a reabsorção tubular do fósforo é inibida, o nível de fosfato não se eleva, podendo mesmo diminuir, provocando o aumento do cálcio sangüíneo. Normalmente, 85 a 95% do fósforo filtrado pelo glomérulo é reabsorvido; a secreção de PTH bloqueia este mecanismo. Vitamina D. Essa vitamina exerce efeito sobre os níveis de fosfato pelo aumento da reabsorção ó s - sea e, também, na elevação da absorção no lúmem intestinal. Além disso, a vitamina D em sua forma ativa, 1,25-diidroxicolecalciferol, eleva a reabsorção tubular de fosfato. Hormônio de crescimento (GH). O GH regula o crescimento ósseo, promove a absorção intestinal e a reabsorção renal de cálcio e fósforo. Quando secretado excessivamente reduz teores de fosfatemia, pela utilização de fosfato na formação óssea. Na p rática clínica, o único indicador disponível para as desordens da homeostase do fósforo é o seu nível plasmático que, não necessariamente, reflete o conteúdo de fósforo do corpo ou extraesqueleto. HIPERFOSFATEMIA Considera-se a hiperfosfatemia presente quando os níveis séricos são maiores que 5 mg/dl em adultos ou 7 mg/dl em crianças e adolescentes. A hiperfosfatemia causa hipocalcemia pela precipitação do cálcio, redução na produção de vitamina D e o impedimento da reabsorção óssea PTH-mediada. As principais causas de hiperfosfatemia são: Redução da excreção renal de fosfato. A excreção renal de fosfato é igual a absorção gastrointestinal. A redução na excreção ocorre: Na insuficiência renal crônica é comum a presença de hiperfosfatemia quando a velocidade de filtração glomerular (GFR) é menor que 25 ml/minuto. Aumento da reabsorção tubular: hipoparatireoidismo (deficiência de PTH). Acromegalia (elevados teores séricos de hormônio de crescimento). Aumenta a reabsorção renal dos fosfatos. Usuários de hemodiálise. Aumento da ingestão ou administração de fosfato. Adminis tração oral ou intravenosa de sais de fosfato (laxantes orais/retal, enemas). Intoxicação de vitamina D ou outras causas que aumentam a vitamina D como a sarcoidose. Hiperalimentação (incluindo administração lipídica). Queimaduras por fósforo branco. Síndrome leiteálcalis. Transfusão de sangue velho. Endocrinopatias. Hipoparatireoidismo. Pseudohipoparatireóidismo. Anormalidades nos teores do hormônio paratireóideo. Acromegalia e outras causas do excesso de hormônio de crescimento. Tirotoxicose. Deficiência de glicocorticóides. Aumento do catabolismo ou dano celular. Rhabdomiólise. Trauma, queimaduras, danos por esmagamento, choque. Exercícios intensos. Imobilização prolongada. Doenças cardíacas relacionadas. Hipertermia maligna. Hipotermia. Hemólise massiva. Infeções severas. Isquemia intestinal. Neoplasma. Leucemia mielóide crônica. Linfoma. Tumores ósseos. Lise tumoral após quimioterapia. Acidose. Acidose respiratória aguda. Acidose láctica. Cetoacidose diabética. Cetoacidose alcoólica. Pseudohiperfosfatemia. É encontrado devido a paraproteinemia promovida por: macroglobulinemia de Waldenstrom, mieloma múltiplo ou gamopatia monoclonal de significação desconhecida. Manifestações clínicas da hiperfosfatemia. O problema mais comum associado com elevações
156 Bioquímica Clínica: Princípios e Interpretações rápidas nos teores de fosfato sérico é a hipocalcemia. As manifestações são: Sistema nervoso central (SNC). Estado mental alterado. Delírio. Coma. Entorpecimento. Convulsões e insulto apoplético. Cãibras musculares e tetania. Hiperexcitabilidade neuromuscular (sinais de Chvostek e Trousseau). Parestesias particularmente perioral e extremidades distais). Sistema cardiovascular. Hipotensão e insuficiência cardíaca. Prolongamento do intervalo QT. Ocular. Catarata. Avaliação laboratorial da hiperfosfatemia. A maioria das causas de hiperfosfatemia são indicadas pelo quadro clínico e a partir dos níveis de eletrólitos no soro. Se a etiologia for obscura o seguinte esquema deve ser seguido: Excluir a hiperfosfatemia em crianças e as causadas por hemólise. Excluir a insuficiência renal pela determinação da creatinina sérica. Em casos de calcemia aumentada ou normal, considerar o excesso de vitamina D, malignidade óssea, diabetes mellitus não-tratada e acidemia (acidose láctica). Em presença de cálcio reduzido, o hipoparatireoidismo pode ser a causa. A avaliação da excreção urinária de fosfato pode ajudar em alguns casos. Hipofosfatúria é usual no hipoparatireoidismo. Para a hiperfosfatúria considerar o aumento na ingestão, destruição celular in vivo e malignidade. Medicação para a redução do fósforo. São utilizadas vários fármacos com esse fim: Fixadores orais de fosfato. Carbonato de cálcio: combina com o fosfato da dieta e forma fosfato de cálcio insolúvel excretado pelas fezes. Hidróxido ou carbonato de alumínio. Gluconato de cálcio: modera a atividade nervosa e muscular e normaliza a função cardíaca. Cloreto de cálcio: utilizado para o tratamento da hiocalcemia resultante de hiperfosfatemia. Diurético/inibidor da anidrase carbônica. Acetazolamina: aumenta a excreção renal do fósforo. HIPOFOSFATEMIA A hipofosfatemia é definida como leve (2-2,5 mg/dl), moderada (1-2 mg/dl) ou severa (<1 mg/dl). As causas mais comuns são: retirada repentina do álcool e em pacientes sob tratamento de cetoacidose diabética. Alterações intracelulares. Maior fosfatação da glicose (aporte oral ou intravenosa, hiperalimentação), hiperinsulinismo e alcalose respiratória, movem o fosfato para dentro das células pela ativação da fosfofrutoquinase, que estimula a glicólise intracelular. A glicólise promove o consumo de fosfato pela produção de derivados fosforilados. Qualquer causa de hiperventilação (ex.: septicemia, ansiedade, dor, insolação, retirada de álcool, cetoacidose diabética, encefalopatia hepática, envenenamento por salicilato) pode precipitar a hipofosfatemia. A administração de carboidratos reduz o teor de fosfato sérico pelo estímulo na liberação da insulina, que transfere glicose e fosfato para dentro das células. As catecolaminas e os agonistas β-receptores também estimulam a captação de fosfato pelas células. A leucemia e linfomas podem consumir fosfato, promovendo hipofosfatemia. Aumento da excreção urinária. A insuficiência renal crônica é a doença renal que mais afeta o metabolismo do cálcio e do fósforo. Esta doença provoca hiperparatireoidismo compensatório, o qual por sua vez, causa a doença óssea difusa, incluindo osteoporose, osteomalacia, osteoesclerose (áreas de densidade óssea aumentada), osteíte fibrosa cística e calcificação
Metabolismo mineral e ósseo 157 metastática. Outras causas de excreção urinária aumentada de fosfato: Expansão agudo do volume, diurese osmótica, inibição da anidrase carbônica (ex.: acetazolamida) e alguns neoplasmas. Raquitismo resistente à vitamina D, também chamado de hipofosfatemia familiar, é herdado usualmente por um caráter dominante ligado ao sexo. Síndrome de Fanconi (disfunção do túbulo proximal), doença renal herdada que se caracteriza pela excreção urinária aumentada de fosfato, glicose e aminoácidos. Redução da absorção intestinal do fosfato. Perda aumentada: sucção nasogástrica prolongada, diarréia crônica e uso intenso de antiácidos ligadores de fosfato. Redução na absorção: dieta severa com restrição de fosfato, síndromes de má absorção e deficiência de vitamina D. Manifestações clínicas da hipofosfatemia. A hipofosfatemia média/moderada é geralmente assintomática. As manifestações clínicas geralmente ocorrem no estado severo. Os sinais e sintomas mais comuns são: fraqueza muscular, necrose muscular, dor óssea, acidose metabólica, disfunção das plaquetas, disfunção dos eritrócitos, hemólise, sintomas neurológicos variados, disfunção leucocitária e sinais de insuficiência cardíaca devida a cardiomiopatia. A hipofosfatemia também causa rabdomiolisis via depleção do ATP e a conseqüente incapacidade das células musculares manter a integridade da membrana. Pacientes que sofrem uma severa restrição de álcool são especialmente vulneráveis a rabdomiolisis secundária a hipofosfatemia, provocada pela rápida captação de fosfato pelas células musculares. A rabdomiolisis raramente ocorre em pacientes tratados de cetoacidose diabética ou alimentado após inanição. A insuficiência respiratória pode ocorrer em alguns pacientes com hipofosfatemia severa, particularmente quando a causa for a inanição. As funções hematológicas também podem ser afetadas. A anemia hemolítica associada com hipofosfatemia severa é atribuída a incapacidade dos eritrócitos manter a integridade das membranas celulares devido a depleção do ATP, provocando a sua destruição no baço. A deficiência de fosfato também compromete a liberação do oxigênio para os tecidos, pela redução do 2,3 bisfosfoglicerato (2,3-BPG) eritrocitário. A deficiência de fosfato comumente prejudica as funções neurológicas, que se manifestam por confusão e coma. Neuropatia periférica e paralisia motora ascendente, similar ao síndrome de Guillain-Barré, também pode ocorrer. Avaliação laboratorial da hipofosfatemia. Investigar as causas mais comuns de hipofos - fatemia severa, como alcalose respiratória, alcoolismo crônico, cetoacidose alcoólica, ansiedade, botulismo, cetoacidose diabética, síndrome de Guillain-Barré, hiperventilação e hiperparatireoidismo baseado na observação clínica e testes bioquímicos de rotina. Se a etiologia não for óbvia, proceder a determinação da velocidade de excreção urinária de fosfato. Outros eletrólitos: A hipomagnesemia muitas vezes está associada com o deslocamento de fosfato para o interior das células. A hipercalcemia é comum no hiperparatireiodismo primário. Alterações no potássio sérico estão associadas com certas causas de hipofosfatemia, tais como Cetoacidose diabética e alcoolismo. FOSFATO URINÁRIO O fosfato urinário varia com idade, massa muscular, função renal, nível de hormônio paratireoideo, hora do dia e dieta. Nessa avaliação emprega-se urina de 24 horas colhida sem conservantes. Valores aumentados de fósforo urinário. Insuficiência renal, hipoparatireoidismo, pseudo-
158 Bioquímica Clínica: Princípios e Interpretações hipoparatireoidismo, hipervitaminose D, osteoporose, acromegalia, mieloma múltiplo, leucemia mielóide crônica, metástase óssea, hipocalcemia, diabetes mellitus descompensada, exercícios, d e- sidratação e hipovolemia. Valores reduzidos de fósforo urinário. Defeitos tubulares de reabsorção (síndrome de Fanconi), hiperparatireoidismo primário e secundário, hipotireoidismo, esteatorréia, osteomalácia, hipovitaminose D, raquitismo, hemodiálise, doença hepática, alimentação parenteral prolongada, antiácidos, diuréticos, alcoolismo e tratamento da cetocetose diabética. DETERMINAÇÃO DO FÓSFORO Paciente. Permanecer em jejum 8-12 h antes da coleta. Após ingestão de alimentos ou administração de glicose ocorre redução da fosfatemia. Esta diminuição se deve ao aumento do ph sangüíneo após a refeição que eleva a formação de complexos cálcio-fosfato. Também contribui para a hipomagnesemia, a captação induzida pela insulina do fosfato sérico pelo músculo e fígado, que permite a formação de intermediários glicose-fosfato. Amostra. Soro, plasma heparinizado e urina de 24 h. O soro e plasma devem ser isentos de hemó - lise (o fósforo está várias vezes mais concentrado nos eritrócitos que no plasma e, também, porque a hemoglobina interfere na reação). Separar o soro ou plasma tão rápido quanto possível. Urina de 24 h colhida sem conservantes. Interferências. Resultados falsamente elevados: enema ou infusão de fosfato, fenitoína, heparina cálcica, heparina sódica e injeção de hipófise posterior. Resultados falsamente reduzidos: androgênios, antiácidos (quelantes de fosfato), bitartarato de adrenalina, borato de adrenalina, cloridrato de adrenalina, diuréticos, esteróides anabólicos, glucagon, insulina e salicilatos. Métodos. O fósforo na forma de fósforo inorgânico nos líquidos biológicos, é tradicionalmente ensaiado pela formação de um complexo do íon fosfato com o molibdato de amônio em ph ácido. O complexo fósforo-mo - libdato não-reduzido é medido diretamente em 340 nm (método de escolha) ou convertido em azul de molibdênio mediante o emprego de vários agentes redutores, tais como, hidroquinona, ácido 1-amino-2-naftol-4-sulfônico (ANS), p -semidina (N-fenil-fenilenhidrazina), sulfato amônio-ferroso, cloreto de estanho e metol (metil-paminofenol sulfato). Este último redutor é usado em química seca (DT Vitros). Alguns compostos, como o citrato, oxaloacetato, tartarato, sorbitol, manitol e silica, podem interferir com o molibdato pela formação de um complexo com o molibdato. Enzimáticos. Um dos métodos emprega a purina nucleosídio fosforilase e a xantina oxidase para produzir H 2O 2 a partir do fósforo e inosina. Outro método emprega a fosforilação do glicogênio pela fosforilase A, acoplada com a fosfoglicomutase e a g licose 6-fosfato desidrogenase com a medida das alterações do NADH em 340 nm. Este método elimina a interferência da bilirrubina e utiliza ph neutro que miniminiza a hidrólise de ésteres fos fato. Valores de referência para o fósforo Adultos 2,2 a 4,5 mg/dl Recém-nascidos 3,5 a 8,6 mg/dl Crianças 4,0 a 7,0 mg/dl Urina (adultos) 400 a 1300 mg/d Bibliografia consultada BAGINSKI, E. S.; EPSTEIN, E.; ZAK, B. Review of phosphate methodologies. Ann. Clin. Lab. Sci., 5:399-416, 1975. FISKE, C. H.; SUBBAROW, Y. The colorimetric determination of phosphorus. J. Biol. Chem., 66:375-400, 1925. ITANI, A.; TSANG, R. C. Bone disease. In: KAPLAN, L. A., PESCE, A. Clinical chemistry: theory, analysis, correlation. St. Louis : Mosby, 1996. p. 528-54. LARNER, A. J. Pseudohyperphosphatemia. Clin. Biochem., 28(4):391-393, 1995. RUTECKI, G; WHITTIER, F. Life-threatening phosphate imbalance: when to suspect, how to treat. J. Crit. Illness, 12:699-704, 1997. STOFF, J. S. Phosphate homeostasis and hypophosphataemia. Am. J. Med., 72:489-95, 1982. TOFFALETTI, J. G. Electrolytes. In: BISHOP. M. L.; DUBEN- ENGELKIRK, J. L.; FODY, E. P. Clinical chemistry: principles, procedures, correlations. 3 ed. Philadelphia : Lippincott, 1996. p. 255-78.
159 Bioquímica Clínica: Princípios e Interpretações MAGNÉSIO O magnésio é o quarto catíon mais abundante no corpo e o segundo catíon mais concentrado no compartimento intracelular. O conteúdo total no corpo é 2.000 meq ou 24 g. Sua concentração no líquido intracelular é aproximadamente 10 vezes maior que no líquido extracelular. Cerca de 67% do magnésio no organismo está associado ao cálcio e ao fósforo, no esqueleto. O restante é encontrado no músculo esquelético e cardíaco, rim, fígado e líquido intersticial. Somente 1% do magnésio total se encontra no plasma. Ao redor d e 30% do magnésio presente no plasma está ligado à albumina, proteínas, citrato e fosfato. Os outros 70% aparecem na forma livre ou iônica e uma pequena porção como um complexo de ânions. Ao redor de 40% do consumo dietético diário do adulto (300-350 mg) são absorvidos no íleo e excretados na urina e fezes. O processo de absorção parece ser pobremente controlado e a homeostase é mantida pela excreção renal, que é regulada pela reabsorção tubular. O magnésio apresenta as seguintes funções fisiológicas em cada compartimento: Função intracelular: Importante papel como cofator em mais de 300 sistemas enzimáticos. Ativador alostérico de muitas enzimas (ex: adenilato ciclase). Fundamental na glicólise, fosforilação oxidativa, replicação celular, metabolismo dos nucleotídios, biossíntese protéica, contração mu s cular e coagulação sangüínea. Essencial na manutenção da estrutura macromolecular do RNA, DNA e na síntese protéica. As proteínas regulatórias Gs e Gi necessitam magnésio para expressar sua atividade. Função extracelular: Fonte de manutenção do magnésio intracelular. Estabilização dos axônios neurológicos; a redução da concentração do magnésio diminui o limiar do estímulo do axônio aumentando a velocidade da condução nervosa. Influencia a liberação do neurotransmissor na junção neuromuscular por competitividade inibindo a entrada de cálcio no terminal pré-sináptico nervoso. Portanto, a redução do teor de magnésio no soro aumenta a excitabilidade. O magnésio e o cálcio são antagonistas fisiológicos no sistema nervoso central. Função no esqueleto Aproximadamente 67% do magnésio está presente nos ossos; um terço do mesmo está disponível para troca com o líquido extracelular. Esta fração atua como reservatório para manutenção do magnésio no plasma. BALANÇO DO MAGNÉSIO O mecanismo de regulação do magnésio no plas ma é pouco conhecido. A fração ionizada é afetada pelo ph e pela concentração das proteínas, citrato, e fosfato no plasma. O hormônio paratireóideo e a aldosterona também atuam no controle de magnésio circulante. Foram descritas relações recíprocas entre a magnesemia e a calcemia e, em alguns casos, entre a magnesemia e fosfatemia. Somente 30-40 por cento do magnésio ingerido é absorvido. A absorção pode ser afetada pela quantidade de cálcio, fosfato, proteína, lactose ou álcool presentes na dieta. O magnésio é excretado na urina e fezes (este ú1timo representa o catíon não absorvido). A excreção urinária é igual a ab-
160 Bioquímica Clínica: Princípios e Interpretações sorção, exceto nas condições de depleção ou excesso de magnésio. A avaliação do estado do magnésio é difícil. As medidas rotineiras laboratoriais medem a concentração do magnésio sérico, que tem pouca correlação com o magnésio intracelular, particularmente, em desordens crônicas. O diagnóstico da deficiência de magnésio baseia-se geralmente na história e exame físico cuidadoso. A medida da excreção urinária de magnésio é útil na distinção entre as perdas renais de magnésio de outras causas de hipomagnesemia. HIPOMAGNESEMIA As diminuições do magnésio raramente ocorrem como um fenômeno isolado. Geralmente são acompanhadas por desordens no metabolismo do potássio, cálcio e fósforo. As concentrações de magnésio sérico estão reduzidas nos seguintes casos: Desordens gastrointestinais. Sucção nasogástrica prolongada com a administração de fluidos parenterais livres de magnésio, síndromes de má absorção, diarréia aguda e crônica, fístulas intestinais e biliares, pancreatite hemorrágica aguda; hipomagnesemia primária neonatal, má nutrição proteína-calórica e ressecção intestinal extensa. Perda renal. Terapia parenteral líquida crônica, diurese osmótica (diabetes mellitus, manitol, uréia), hipercalcemia, álcool e fármacos (diuréticos, aminoglicosídios, cisplatin, ciclosprorina, gentamicina, anfoterecina B, glicosídios cardíacos e pentamidina). Acidose metabólica. Desnutrição, cetoacidose e alcolismo. Enfermidade renal. Pielonefrite crônica, nefrite intersticial, glomerulonefrite, fase diurética da necrose tubular aguda, nefropatia pós-obstrutiva, acidose tubular renal e transplante pós-renal. Hipomagnesemia primária. Depleção de fosfato. Alcoolismo crônico. É uma causa severa de hipomagnesemia provocada pelo aumento da excreção renal álcool induzida, ingestão inadequada, vômito e diarréia. Cirrose hepática. Pancreatite aguda. Sintomas da hipomagnesemia. Os sinais e sintomas da depleção do magnésio usualmente não aparecem até que os níveis extracelulares tenham caído a 0,5 mmol/l ou menos. As manifestações são similares aos provocados pela redução do cálcio, tais como irritabilidade neuromuscular severa, tetania, convulsões e arritmias cardíacas. Incluem ainda: debilidade, depressão, agitação, hipocalcemia e hipocalemia. Estas alterações refletem a deficiência do magnésio ionizado. Em geral, a deficiência é secundária a outra enfermidade ou a um agente terapêutico. Avaliação laboratorial da hipomagnesemia. Na maioria das vezes o quadro clínico esclarece a causa da hipomagnesemia. Nos casos não esclarecidos, os testes a seguir podem ser úteis: Magnésio urinário. Depende da ingestão, no entanto, nos estados de depleção podem levar à hip omagnesemia. Cálcio plasmático. Hipercalcemia: sobrecarga de cálcio e hipercalcemia crônica, incluindo as devidas ao hiperparatireoidismo, podem aumentar a excreção renal do magnésio e promover hipomagnesemia. Hipocalcemia: associada ao hipoparatireodismo ou com a hipomagnesemia. Eletrólitos séricos. Valores diminuídos de potássio sérico podem indicar as causas de d e- pleção de magnésio como o hiperaldosteronismo primário, terapia diurética, diarréia e abuso de laxantes. Hiponatremia associada com hipomagnesemia pode sugerir SSIHAD (v. sódio).
Metabolismo mineral e ósseo 161 HIPERMAGNESEMIA A hipermagnesemia é uma anormalidade rara pois o rim é bastante efetivo na excreção do excesso do eletrólito. A hipermagnesemia sintomática ocorre mais freqüentemente em pacientes com insuficiência renal. Nas outras condições, as manifestações clínicas estão, em geral, ausentes. As causas de hipermagnesemia são: Ingestão excessiva de magnésio. São devidas a intervenções iatrogênicas e administração, especialmente secundários a erros de cálculo da quantidade apropriada de infusões de magnésio, e/ou em pacientes com insuficiência renal. Ocorre também via oral (antiácidos), retal (laxantes), parenteral no tratamento de doença hipertensiva específica da gestação préeclâmpsia (nestes casos pode ocorrer intoxicação tanto da mãe como do recém-nascido) ou na correção de deficiência de magnésio. Insuficiência renal. Aguda ou crônica em pacientes com ingestão de antiácidos ou catárticos. O magnésio sérico eleva quando a depuração de creatinina for inferior a 30 ml/minuto. Ingestão de lítio. Cetoacetose diabética. O magnésio deixa as células aumentando o nível plasmático. Doença de Addison. Insuficiência adrenal. Hipercalcemia-hipocalciúrica familiar. (v. cálcio). Síntomas da hipermagnesemia. Os sintomas neuromusculares são as manifestações mais comuns nas intoxicações pelo magnésio. Um dos primeiros sinais é o desaparecimento dos reflexos dos tendões (teores séricos entre 5-9 mg/dl). Depressão da respiração e apnéia em virtude da paralis ação da musculatura voluntária quando o magnésio atinge 10-12 mg/dl. Valores mais elevados podem ser cardiotóxicos e provocar parada cardíaca. Outros sintomas encontrados são: sonolência, hipotensão, náusea, vômito, e rubor cutâneo. A hipermagnesemia induz à redução do cálcio sérico. Acredita-se que isto é devido à interferência na secreção e ação do PTH. Avaliação laboratorial da hipermagnese - mia. As causas comuns de hipermagnesemia foram descritas acima. Entretanto, chama-se atenção para outras condições: Terapia com magnésio (ex.: pré-eclâmpsia). Aumento da ingestão de magnésio na insuficiência renal (ex.: pacientes com insuficiência renal crônica que usam laxativos ou preparações antiácidas contendo magnésio). Hipercalemia e hipercalcemia muitas vezes estão presentes concomitantemente. DETERMINAÇÃO DO MAGNÉSIO Paciente. Não é exigido cuidados especiais. Amostra. Soro e plasma heparinizado isentos de hemólise (os eritrócitos contêm três vezes mais magnésio que o soro) e lipemia separado tão rápida quanto possível após a coleta. Refrigerado, o soro permanece estável por 2-3 dias. O sangue deve ser colhido com o mínimo de estase. A urina de 24 horas empregada nessa determinação deve ser conservada pelo uso de ácido clorídrico concentrado até a amostra atingir ph 1. Interferências. Resultados falsamente elevados: antiácidos e catárticos. Resultados falsamente reduzidos: hiperbilirrubinemia, terapia com ácido glicurônico que interfere na reação colorimétrica, terapia prolongada com líquidos intravenosos, hiperalimentação, exsangüíneo transfusão ou aspiração nasogástrica prolongada. Drogas: anfotericina, cisplatina, corticosteróides, diuréticos, gliconato de cálcio e insulina. Métodos. O método de escolha para a determinação do magnésio é a espectrofotometria de absorção atômica que sofre interferências mínimas além de ser simples, sensível e específico. Como a maioria dos laboratórios não dispõe deste equipa-