Niveles séricos de magnesio, hierro y cobre en población de adultos de Ciudad Bolívar, estado Bolívar, Venezuela

Serum levels of magnesium, iron and copper in adult population from Ciudad Bolivar, Bolivar state, Venezuela

María Caride1, Luisa Rojas de Astudillo2, Anara González1, Luis Peña1, Ana Ruotolo1, Yndira Márquez1, Luisa Solano3

1 Universidad de Oriente, Núcleo de Bolívar, Unidad de Estudios Básicos, Departamento de Ciencias, Laboratorio de Química y Ambiente, Ciudad Bolívar, Venezuela,

2 Universidad de Oriente, Instituto de Investigación en Biomedicina y Ciencias Aplicadas, Laboratorio de Técnicas Instrumentales, Cumaná, Venezuela,

3 Universidad de Oriente, Núcleo de Bolívar, Escuela de Ciencias de la Salud, Departamento de Bioanálisis, Ciudad Bolívar, Venezuela. E-mail: anara.gonzalez@udo.edu.ve/ lrojas40@yahoo.com

RESUMEN

Las determinaciones de los bioelementos en suero sanguíneo se consideran muy importantes para establecer niveles de referencia que pueden utilizarse para detectar deficiencias o posibles intoxicaciones por exceso de éstos. El objetivo del presente estudio fue identificar los niveles séricos de magnesio, hierro y cobre en una población de adultos aparentemente sanos, residentes de una zona urbana de Ciudad Bolívar, estado Bolívar. La muestra consistió en 57 individuos (28 hombres y 29 mujeres) no expuestos ocupacionalmente y residentes en Ciudad Bolívar, con edades comprendidas entre 25 y 60 años. Los bioelementos fueron determinados por Espectroscopia de Emisión Óptica con Plasma Inductivamente Acoplado (ICP-OES), después de la digestión ácida de las muestras de suero. Los valores de la concentración promedio (± DE) de magnesio, hierro y cobre obtenidos fueron, respectivamente, 22 ± 3 mg.L^-1, 1,1 ± 0,2 mg.L^-1 y 1,0 ± 0,2 mg.L^-1. En cuanto a los niveles de los bioelementos estudiados, solamente el magnesio en hombres presentó niveles significativamente mayores (p < 0,05) en comparación con las mujeres. Las concentraciones medias obtenidas para los bioelementos determinados están dentro de los valores de referencia reportados en la literatura para personas sanas y son diferentes significativamente (p < 0,05) a los encontrados en Mérida, otra región del mismo país, posiblemente debido a las diferencias de los hábitos alimentarios y a las condiciones ambientales entre estas dos regiones venezolanas.

Palabras clave: Bioelementos.

ABSTRACT

Determination of bioelements concentrations in serum are considered very important, since they allow to establish reference levels that can be used to detect essential elements deficiency or poisoning by their excess. The aim of this study was to identify the serum levels of magnesium, iron and copper in a population of apparently healthy adults, residents of an urban area of Ciudad Bolivar, Bolivar State, The sample consisted of 57 individuals (28 men and 29 women) that were not occupationally exposed residents in Ciudad Bolivar, aged between 25 and 60 years. Bioelements were determined by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP-OES) after acid digestion of serum samples. The average concentration values (± SD) of magnesium, iron and copper obtained were, respectively, 22 ± 3 mg.L^-1, 1.1 ± 0.2 mg.L^-1 y 1.0 ± 0.2 mg.L^-1. Regarding the studied bioelement levels, only magnesium levels of men were significantly higher (p < 0.05) than the levels of women. The mean concentrations of bioelements were within ranges of reference values reported in the literature for healthy people, but significantly different (p < 0,05) to those from Merida, another region from Venezuela, and a possible consequence of changes in eating habits and environment conditions among these two Venezuelan regions.

Key words: Bioelements.

Recibido: marzo 2013. Aprobado: noviembre 2013. Versión final: febrero 2014.

INTRODUCCIÓN

El mantenimiento del organismo en perfecto estado de salud no solo requiere un aporte adecuado de proteínas, sustratos energéticos y vitaminas, sino también el aporte de ciertas sales minerales y bioelementos. Estos últimos desempeñan un papel importante en el organismo a pesar de encontrarse solo en concentraciones mínimas (Izquierdo et al. 2013).

De acuerdo con Chateing y Alarcón (2005), el magnesio (Mg), el hierro (Fe) y el cobre (Cu) se consideran bioelementos indispensables para el ser humano. El magnesio es un macroelemento y el segundo en importancia a nivel intracelular después del potasio (Durlach 2004). Se considera que los niveles séricos de magnesio normales están en el rango de 17 a 24 mg.L-1 (Harper et al. 1977, Fuentes et al. 1998, Aranda et al. 2000).

Villarroel et al. (2005) reportan que las concentraciones de magnesio sérico se mantienen dentro de límites relativamente estrechos y son esencialmente los mismos para recién nacidos, infantes, niños preescolares y escolares, jóvenes y adultos. Aranda et al. (2000) expresan que existen numerosos procesos clínicos asociados con la deficiencia de magnesio, tales como: fatiga crónica, alteraciones del sueño y depresión, alteraciones cardiovasculares y disfunciones renales, gastrointestinales, neurológicas y musculares. La toxicidad del magnesio se presenta cuando se registran niveles superiores a 50 mg.L_-1 en suero; sin embargo, los síntomas tóxicos producidos por el consumo elevado de magnesio no son muy comunes debido a que el organismo elimina las cantidades en exceso que usualmente son provocadas por el suministro de fármacos (Villarroel et al. 2005).

El hierro, es un metal de transición cuya función principal en el cuerpo es el transporte de oxígeno desde los pulmones hacia los tejidos, mediante la hemoglobina, y en el almacenamiento del mismo a nivel muscular, mediante la mioglobina. Este elemento tiene también otra serie de funciones de carácter no hematológico y que se relacionan con el metabolismo de los sistemas nervioso, muscular y gastrointestinal (Alarcón 2009). Para personas sanas el valor de referencia de este elemento en suero es 1,08 mg.L^-1 (Iyengar y Wolttlez 1988).

La ingesta mínima de hierro debe ser de 12 mg/día en varones de 11 a 18 años y de 10 mg/día a partir de los 19 años, mientras que en mujeres 15 mg/día de los 11 a los 50 años y 10 mg/día a partir de esta edad (NRC 1989). Las alteraciones del metabolismo del hierro en el organismo pueden deberse a déficit de hierro (anemia ferropénica) o a sobrecarga de hierro (hemocromatosis).

Alarcón (2009), señala que el cobre es un bioelemento tanto esencial como tóxico para los organismos vivientes Es un constituyente esencial de varias proteínas que actúan como catalizadores para ayudar a un gran número de funciones, participa en la síntesis de la hemoglobina, en la formación de los huesos y en el mantenimiento de la mielina en el sistema nervioso (Mejía et al. 2006). El cuerpo humano adulto contiene unos 100-150 mg de cobre; los valores en el suero, oscilan entre 1,30 a 2,30 mg.L-1. Las recomendaciones diarias de cobre sugieren una ingesta mínima de 2,5 mg para los adultos; los niños 0,05 mg/kg de peso corporal, los cuales son fácilmente suplidos a partir de la mayoría de las dietas (Harper et al. 1977).

La deficiencia de cobre puede dar lugar a niños mal nutridos, bebés prematuros, enfermedad cardiovascular, síndromes de malabsorción, anemia microcítica, neutropenia, anomalías de la pigmentación y debilidad muscular (Izquierdo et al. 2013).

Debido al reconocimiento de la importancia nutricional de los bioelementos y a la gran significación de sus funciones en los seres humanos, existe un interés creciente en determinar los valores en la población sana, para de esta manera, tener un punto de referencia que permita compararlos con los valores de los pacientes de distintas patologías o enfermedades, estados carenciales y poder realizar un correcto diagnóstico clínico. Al respecto, existen cada vez mayor número de estudios en el ámbito internacional que evidencian la repercusión de los bioelementos en el organismo humano, tales como los reportados por Arias et al. (2000), Khosrow et al. (2005), Immanuel et al. (2006), Pita el al. (2009), Soltero et al. (2009), Ballesteros et al. (2011), Samaie et al. (2012), entre muchos otros. En Venezuela, la mayoría de estas investigaciones se han realizado en el occidente del país y dirigidas a la población infantil, como lo muestran Silva et al. (2003), Papale et al. (2011), Fernández et al. (2012) y Giménez et al. (2012). Para el caso de Ciudad Bolívar, solo se han reportado valores relacionados con la determinación de zinc en lactantes (Marín et al. 2008) y de plomo en sangre para adultos (Fuentes 1999); sin embargo, no se han encontrado reportes relacionados con los niveles de bioelementos en suero de adultos sanos. Ante la ausencia de esta información, se planteó la necesidad de identificar los niveles séricos de Mg, Fe y Cu en una muestra eventual de individuos aparentemente sanos residentes en Ciudad Bolívar bajo la modalidad de estudio piloto.

MATERIALES Y MÉTODOS

Población en estudio

Se trató de un estudio piloto, con diseño descriptivo y transversal. La muestra estuvo constituida por individuos aparentemente sanos que acudieron voluntariamente a una jornada de salud convocada y organizada en conjunto con el Laboratorio Central del Hospital Ruiz y Páez. La toma de muestras de cada individuo fue realizada siguiendo las pautas éticas internacionales para la investigación biomédica en seres humanos (CIOMS 2002). A cada individuo se le aplicó una encuesta previa a la extracción de la muestra. De acuerdo a esta encuesta se excluyeron aquellos sujetos que por su ocupación anterior se sospecha que estuvieron expuestos a metales, los que tenían una dieta especial y los que ingerían suplementación de minerales. Acorde con este procedimiento de selección, los sujetos del estudio fueron una submuestra de los participantes de la jornada de salud. El total de individuos del estudio fue de 57 personas (29 mujeres y 28 hombres) con edades comprendidas entre 25 y 60 años.

Toma de muestras y análisis

A cada individuo se le extrajo una muestra de aproximadamente 6 mL de sangre por punción venosa de la fosa antecubital, entre 7 y 10 am, en ayunas para evitar que ocurrieran variaciones en las concentraciones de los elementos en estudio por el ritmo circadiano del organismo. La muestra se recolectó en tubos al vacío de tapa roja para la extracción de sangre y sin aditivos (BD Vacutainer TM). La muestra se dejó media hora en reposo y luego se centrifugó a 2.000 rpm durante 10 min para separar el suero del paquete globular con una pipeta automática. Seguidamente, el suero se trasvasó a un tubo de polietileno de 8 mL, previamente rotulado, y posteriormente fue almacenado bajo refrigeración a -4ºC hasta su procesamiento.

Para su digestión las muestras fueron descongeladas hasta temperatura ambiente y luego sometidas a agitación durante 20 segundos, con el fin de homogenizarlas. La digestión de las muestras se llevó a cabo de acuerdo al procedimiento descrito por Nixon et al. (1999), ligeramente modificado, que consistió en diluir 1:5 las muestras de suero con una solución diluyente, preparada con 1% v/v de ácido nítrico; 1% v/v de etanol, 0,5% v/v de Triton X-100 en un volumen final de 100 mL de agua desionizada.

Para construir la curva de calibración de cada uno de los elementos a medir se prepararon los patrones a concentraciones de 10; 5; 2,5; 1; 0,5; 0,2 y 0,1 mg.L^-1 mediante sucesivas diluciones usando la solución de un estándar multielemental de 100 mg.L-1, (Accutrace ^TM Reference Standard, lot number: B9045014, ICP Quality Control Standard #1). Se prepararon las soluciones diluidas de trabajo, mediante dilución con agua desionizada (18 MΩ.cm). Todo el material de vidrio utilizado para la preparación de las soluciones de muestra y patrones fue previamente lavado y curado con ácido nítrico al 20%, agua destilada y desionizada de alta pureza.

Para la detección y cuantificación de los analitos a estudiar, se utilizó un espectrómetro de emisión óptica con plasma inductivamente acoplado (ICPOES), modelo 5300 DV (PerkinElmer, Norwalk, USA). Como sistema de introducción de muestra se utilizó un nebulizador GemCone y una cámara de nebulización tipo Scott. La antorcha es de una sola pieza con un tubo inyector de 1,2 mm de diámetro interno.

Análisis estadístico

Se calcularon los parámetros estadísticos de las concentraciones de magnesio, hierro y cobre, expresando los resultados como media ± desviación estándar (SD) y se establecieron los intervalos de confianza de la media para un 95%. Para la comparación entre las medias se aplicó el estadístico t de Student (p < 0,05). Para evaluar la relación entre las concentraciones séricas de los bioelementos con la edad se empleó la prueba de correlación de Pearson con un 95% como índice de confiabilidad estadística. Para el análisis se empleó el programa SPSS versión 21.

RESULTADOS

En este estudio se determinaron las concentraciones séricas de magnesio, hierro y cobre en 57 personas aparentemente sanas de Ciudad Bolívar. La edad promedio fue de 38,70 años (IC 95% 35,81-41,59) con un mínimo de 25 años y un máximo de 60 años. En la Tabla 1, se presenta los niveles séricos de los elementos magnesio, hierro y cobre para el total de muestras y diferenciadas en función del sexo. Los resultados obtenidos reportan una concentración media de magnesio, hierro y cobre de 22 ± 3 mg.L-1 (0,9 ± 0,1 mmol.L^-1), 1,1 ± 0,2 mg.L^-1 (20 ± 4 μmol.L^-1) y 1,0 ± 0,2 mg.L^-1 (16 ± 3 μmol.L^-1), respectivamente. De acuerdo al sexo, la concentración media de magnesio sérico resultó mayor en el masculino, encontrándose diferencia estadísticamente significativa (p < 0,05) entre ambos sexos para esta variable. En cuanto a la concentración sérica de hierro y de cobre los resultados indicaron que no hubo diferencias estadísticamente significativas entre hombres y mujeres (p > 0,05). Sin embargo, las mujeres presentaron valores ligeramente mayores que los hombres en cuanto al cobre y los hombres mostraron valores levemente superiores de hierro sérico en comparación con las mujeres.

En la Tabla 2, se muestran las correlaciones entre los niveles séricos y la edad y, entre las concentraciones de los bioelementos en suero. Los resultados obtenidos mostraron que solamente existe correlación positiva entre la concentración de magnesio y la edad de los hombres (p < 0,05).

DISCUSIÓN

Las concentraciones séricas de magnesio, hierro y cobre de las personas evaluadas en el presente estudio se encuentran dentro de los valores de referencia reportados en la literatura para estos bioelementos en personas sanas (Harper et al. 1977, Iyengar y Wolttlez 1988, Aranda et al. 2000, Khosrow et al. 2005, Mejía et al. 2006, WHO 2009).

En cuanto a la diferencia estadísticamente significativa encontrada entre los valores de magnesio del sexo masculino y femenino, los resultados obtenidos concuerdan con los reportados por Gámez et al. (1997). En contraposición, otros estudios (Rodríguez et al. 2004, Wang et al. 2005), reflejan que no existen diferencias significativas en la concentración de magnesio sérico entre sexos (p > 0,05). Es probable que los hombres evaluados en este trabajo tengan una ingesta de alimentos y bebidas que contienen mayores cantidades de magnesio, similar a los resultados de Ford y Mokdad (2003); ellos encontraron que los hombres de tres razas distintas tuvieron un consumo significativamente (p < 0,001) más alto de magnesio que las mujeres, en cada grupo.

Por otra parte, las concentraciones medias de cobre y hierro concuerdan con la data reportada por otros autores (Lukaski et al. 1988, Rükgauer et al. 1997, Terrés-Martos et al. 1997), quienes encontraron concentraciones de cobre similares para ambos sexos. Sin embargo, otros estudios reportan que la concentración de cobre sérico es más elevada en mujeres (p < 0,05) que e n hombres (Romero et al. 2002, Kouremenou-Dona et al. 2006, Zhang et al. 2009, Dabbaghmanesh et al. 2011). Asimismo, las concentraciones de hierro ligeramente mayores encontradas en los hombres coinciden con los valores reportados en otros estudios (Rodríguez et al. 2004, Bárány et al. 2005) quienes hallaron que es muy común que los valores de hierro sérico sean mayores en los hombres.

Las diferencias entre los valores de magnesio, hierro y cobre obtenidos en este estudio con respecto a los datos reportados por otros autores, se podrían fundamentar con base en las diferencias de las dietas locales, el estado hormonal en las mujeres y la absorción de los minerales.

En nuestro país, pocos han sido los estudios realizados sobre los niveles séricos de magnesio, cobre y hierro en poblaciones adultas sanas. Al comparar las concentraciones séricas de magnesio, hierro y cobre de los hombres y mujeres de la población en estudio con las reportadas por Burguera et al. ( 1986) p ara adultos sanos de una población del estado Mérida, se encontró que existen diferencias significativas entre ambas poblaciones (p < 0,05). Las mujeres evaluadas en este estudio presentaron menores concentraciones de magnesio y cobre, en contraste, los hombres de la población en estudio mostraron valores mayores de magnesio y hierro. Estos resultados concuerdan con varios trabajos que han reportado diferencias significativas en las concentraciones medias de magnesio, hierro y cobre en personas de diferentes regiones de un mismo país (Mumtaz et al. 1999, Saiki et al. 2006, Angelova et al. 2011, Bocca et al. 2011, Wilson et al. 2011). De acuerdo con la literatura, las diferencias entre las concentraciones medias de los elementos en suero para dos regiones diferentes de un mismo país podrían estar relacionadas con los hábitos alimentarios locales, las prácticas culturales, las industrias de la zona, los hábitos de tabaquismo y/o las diferencias en los contenidos de los elementos en los suelos (Bocca et al. 2011, Wilson et al. 2011).

Con relación a la correlación significativa (p < 0,05) entre la concentración de magnesio y la edad de los hombres, este resultado concuerda con lo reportado por Del Corso et al. (2000) quienes encontraron que el magnesio incrementa con la edad en adultos, pero sanos. En la literatura especializada es frecuente hallar reportes que relacionan la deficiencia de magnesio con el envejecimiento (Costello y Moser 1992, Durlach et al. 1993, Ruiz et al. 2000); no obstante, estos investigadores encontraron que la ingesta de fármacos en adultos mayores interfiere con la absorción del magnesio provocando una disminución de la concentración sérica.

Los bioelementos magnesio, hierro y cobre son requeridos para una serie de numerosos procesos metabólicos y fisiológicos en el cuerpo humano y sus excesos o insuficiencias han demostrado tener un impacto significativo sobre la salud (Rajia et al. 2010, Angelova et al. 2011, Liu et al. 2012), por lo tanto, es necesario establecer sus valores de referencia con el fin de utilizarlos como una herramienta eficaz en la vigilancia epiedmiológica de la población (Bocca et al. 2011). En este sentido, para establecer los niveles de referencia de la población de Ciudad Bolívar se hace necesario realizar estudios de mayor alcance poblacional que permitan evaluar diversos factores tales como la edad, ingesta, hábitos y exposición ocupacional, con el fin de caracterizar la carga corporal de los bioelementos en estudio.

CONCLUSIONES

Las concentraciones de magnesio, hierro y cobre de la población estudiada se encontraron dentro de los rangos de los valores de referencia reportados para personas sanas. Los valores de magnesio sérico presentaron niveles significativamente mayores (p < 0 ,05) c on relación a las mujeres. Las concentraciones medias de los bioelementos medidos en suero de la población en estudio fueron significativamente diferentes (p < 0,05) en comparación con los encontrados en Mérida, otra región del mismo país. Sólo se encontró una correlación significativa entre la concentración de magnesio y la edad (p < 0 ,05) p ara l os h ombres. C onsiderando e l número de personadas evaluadas en esta investigación, se requieren estudios de mayor alcance poblacional con apropiados criterios de selección para establecer los valores de referencia de la población de Ciudad Bolívar.

AGRADECIMIENTOS

Al Consejo de Investigación de la Universidad de Oriente por el financiamiento a través del Proyecto CI-5-040102-1529-09. Al personal del Laboratorio Central del Hospital “Ruiz y Páez” de Ciudad Bolívar, estado Bolívar.

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